Том 23 № 2 (2019)
АНЕСТЕЗИОЛОГИЯ И РЕАНИМАТОЛОГИЯ

Кардиопротекторные свойства хлорида лития на модели инфаркта миокарда у крыс

PDF
  • О. Гребенчиков,
  • А. Лобанов,
  • Э. Шайхутдинова,
  • А. Кузовлев,
  • А. Ершов,
  • В. Лихванцев
О. Гребенчиков
ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Российская Федерация; ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии» «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А. Неговского», Москва, Российская Федерация
А. Лобанов
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии», Москва, Российская Федерация
Э. Шайхутдинова
Филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, Москва, Российская Федерация
А. Кузовлев
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии» «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А. Неговского», Москва, Российская Федерация
А. Ершов
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии» «Научно-исследовательский институт общей реаниматологии имени В.А. Неговского», Москва, Российская Федерация; ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), Москва, Российская Федерация
Bio
В. Лихванцев
ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Российская Федерации; ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), Москва, Российская Федерация
DOI: https://doi.org/10.21688/1681-3472-2019-2-43-49

Опубликован 15.10.2019

Ключевые слова

  • инфаркт миокарда,
  • кардипопротекция,
  • лития хлорид

Как цитировать

Гребенчиков, О., Лобанов, А., Шайхутдинова, Э., Кузовлев, А., Ершов, А., & Лихванцев, В. (2019). Кардиопротекторные свойства хлорида лития на модели инфаркта миокарда у крыс. Патология кровообращения и кардиохирургия, 23(2), 43–49. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2019-2-43-49

Copyright (c) 2019 Гребенчиков О. А., Лобанов А. В., Шайхутдинова Э. Р., Кузовлев А. Н., Ершов А. В., Лихванцев В. В.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Аннотация

Актуальность. Одним из вариантов защиты клетки от повреждений при ишемии-реперфузии является активация процесса ишемического прекондиционирования, ключевым звеном защитного механизма которого является фермент киназа гликогенсинтазы-3β, способный в фосфорилированном состоянии предотвращать открытие митохондриальных пор и гибель клетки, опосредованной повреждением митохондрий.
Цель. Изучение кардиопротекторных свойств хлорида лития in vivo на модели инфаркта миокарда у крыс.
Методы. В эксперименте использовали 12 самцов крыс линии Sprague – Dawley. Животные случайным образом были распределены на две группы по 6 крыс в каждой. Далее у животных обеих групп моделировали ишемию сердца и последующую реперфузию. В момент начала реперфузии животным основной группы вводили хлорид лития в дозе 30 мг/кг внутривенно через катетер, животным группы сравнения — физиологический раствор по той же схеме в объеме 0,5 мл/кг. Контролем служили ложнооперированные крысы (n = 5), которым не вводили препараты кроме анестезии при разрезе кожи. В конце каждого эксперимента у животных подсчитывали общую площадь зоны риска, площадь зоны инфаркта и левого желудочка при помощи методики двойного окрашивания 2%-м метиленовым синим и 1%-м трифенилтетразолием хлоридом. Для оценки содержания киназы гликогенсинтазы-3β в ткани миокарда выполнена отдельная серия экспериментов. В эксперименте использовано 15 самцов крыс Sprague – Dawley. Эксперимент аналогичен вышеописанному, однако в конце сердца извлекали с целью гомогенизации и определения концентрации киназы гликогенсинтазы-3β методом электрофореза.
Результаты. В группе животных, получавших хлорид лития, наблюдалось статистически значимое снижение зоны инфаркта по сравнению с группой животных, получавших физиологический раствор. Разница между показателями обеих групп составила более 26% (р<0,05).
Выводы. Результаты исследования доказывают защитное действие 4,2%-го раствора лития хлорида в дозе 30 мг/кг, введенного в момент начала реперфузии, в отношении кардиомиоцитов на модели инфаркта миокарда у крыс. Данное действие заключалось в уменьшении зоны инфаркта в сравнении с контрольными животными и, вероятно, было опосредовано практически двукратным ростом содержания фосфорилированной формы киназы гликогенсинтазы-3β в миокарде.

Поступила в редакцию 23 июня 2019 г. Исправлена 6 августа 2019 г. Принята к печати 7 августа 2019 г.

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование
Исследование не имело спонсорской поддержки.

Вклад авторов
Концепция и дизайн работы: А.Н. Кузовлев
Сбор и анализ данных: О.А. Гребенчиков
Статистическая обработка данных: А.В. Ершов
Написание статьи: А.В. Лобанов, Э.Р. Шайхутдинова
Исправление статьи: В.В. Лихванцев
Утверждение окончательного варианта статьи: О.А. Гребенчиков, А.В. Лобанов, Э.Р. Шайхутдинова, А.Н. Кузовлев, А.В. Ершов, В.В. Лихванцев

PDF

Библиографические ссылки

  1. Murry C.E., Jennings R.B., Reimer K.A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 1986;74(5):1124-36. PMID: 3769170 http://dx.doi.org/10.1161/01.cir.74.5.1124
  2. Chanoit G., Lee S., Xi J., Zhu M., McIntosh R.A., Mueller R.A., Norfleet E.A., Xu Z. Exogenous zinc protects cardiac cells from reperfusion injury by targeting mitochondrial permeability transition pore through inactivation of glycogen synthase kinase-3beta. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2008;295(3):H1227-H1233. PMID: 18660440 PMCID: PMC2544499 http://dx.doi.org/10.1152/ajpheart.00610.2008
  3. Li H., Lang X.E. Protein kinase C signaling pathway involvement in cardioprotection during isoflurane pretreatment. Mol Med Rep. 2015;11(4):2683-8. PMID: 25482108 http://dx.doi.org/10.3892/mmr.2014.3042
  4. Мороз В.В., Силачев Д.Н., Плотников Е.Ю., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Гребенчиков О.А., Лихванцев В.В. Механизмы повреждения и защиты клетки при ишемии/реперфузии и экспериментальное обоснование применения препаратов на основе лития в анестезиологии. Общая реаниматология. 2013;9(1):63. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2013-1-63 [Moroz V.V., Silachev D.N., Plotnikov E.Y., Zorova L.D., Pevzner I.B., Grebenchikov O.A., Likhvantsev V.V. Mechanisms of Cell Damage and Protection in Ischemia/Reperfusion and Experimental Rationale for the Use of Lithium-Based Preparations in Anesthesiology. General Reanimatology. 2013;9(1):63. (In Russ.) https://doi.org/10.15360/1813-9779-2013-1-63]
  5. Faghihi M., Mirershadi F., Dehpour A.R., Bazargan M. Preconditioning with acute and chronic lithium administration reduces ischemia/reperfusion injury mediated by cyclooxygenase not nitric oxide synthase pathway in isolated rat heart. Eur J Pharmacol. 2008;597(1-3):57-63. PMID: 18789320 http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2008.08.010
  6. Obame F.N., Plin-Mercier C., Assaly R., Zini R., Dubois-Randé J.L., Berdeaux A., Morin D. Cardioprotective effect of morphine and a blocker of glycogen synthase kinase 3 beta, SB216763 [3-(2,4-dichlorophenyl)-4(1-methyl-1H-indol-3-yl)-1H-pyrrole-2,5-dione], via inhibition of the mitochondrial permeability transition pore. J Pharmacol Exp Ther. 2008;326(1):252-8. PMID: 18434587 http://dx.doi.org/10.1124/jpet.108.138008
  7. Gross E.R., Hsu A.K., Gross G.J. Opioid-induced cardioprotection occurs via glycogen synthase kinase beta inhibition during reperfusion in intact rat hearts. Circ Res. 2004;94(7):960-6. PMID: 14976126 http://dx.doi.org/10.1161/01.RES.0000122392.33172.09
  8. Gross E.R., Hsu A.K., Gross G.J. The JAK/STAT pathway is essential for opioid-induced cardioprotection: JAK2 as a mediator of STAT3, Akt, and GSK-3 beta. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006;291(2): H827-34. PMID: 16517948 http://dx.doi.org/10.1152/ajpheart.00003.2006
  9. Nishihara M., Miura T., Miki T., Sakamoto J., Tanno M., Kobayashi H., Ikeda Y., Ohori K., Takahashi A., Shimamoto K. Erythropoietin affords additional cardioprotection to preconditioned hearts by enhanced phosphorylation of glycogen synthase kinase-3 beta. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006;291(2): H748-55. PMID: 16565311 http://dx.doi.org/10.1152/ajpheart.00837.2005
  10. Park S.S., Zhao H., Mueller R.A., Xu Z. Bradykinin prevents reperfusion injury by targeting mitochondrial permeability transition pore through glycogen synthase kinase 3beta. J Mol Cell Cardiol. 2006;40(5):708-16. PMID: 16516918 http://dx.doi.org/10.1016/j.yjmcc.2006.01.024
  11. Forster K., Paul I., Solenkova N., Staudt A., Cohen M.V., Downey J.M., Felix S.B., Krieg T. NECA at reperfusion limits infarction and inhibits formation of the mitochondrial permeability transition pore by activating p70S6 kinase. Basic Res Cardiol. 2006;101(4):319-26. PMID: 16604438 http://dx.doi.org/10.1007/s00395-006-0593-4
  12. Kovacs K., Toth A., Deres P., Kalai T., Hideg K., Gallyas F. Jr., Sumegi B. Critical role of PI3-kinase/Akt activation in the PARP inhibitor induced heart function recovery during ischemia-reperfusion. Biochem Pharmacol. 2006;71(4):441-52. PMID: 16337154 http://dx.doi.org/10.1016/j.bcp.2005.05.036
  13. Mio Y., Shim Y.H., Richards E., Bosnjak Z.J., Pagel P.S., Bienengraeber M. Xenon preconditioning: the role of prosurvival signaling, mitochondrial permeability transition and bioenergetics in rats. Anesth Analg. 2009;108(3):858-866. PMID: 19224794 PMCID: PMC2748301 http://dx.doi.org/10.1213/ane.0b013e318192a520
  14. Kamada N., Kanaya N., Hirata N., Kimura S., Namiki A. Cardioprotective effects of propofol in isolated ischemia-reperfused guinea pig hearts: role of KATP channels and GSK-3beta. Can J Anaesth. 2008;55(9):595-605. PMID: 18840589 http://dx.doi.org/10.1007/BF03021433
  15. Feng J., Lucchinetti E., Ahuja P., Pasch T., Perriard J.C., Zaugg M. Isoflurane postconditioning prevents opening of the mitochondrial permeability transition pore through inhibition of glycogen synthase kinase 3beta. Anesthesiology. 2005;103(5):987-95. PMID: 16249673 http://dx.doi.org/10.1097/00000542-200511000-00013
  16. Juhaszova M., Zorov D.B., Kim S.H., Pepe S., Fu Q., Fishbein K.W., Ziman B.D., Wang S., Ytrehus K., Antos C.L., Olson E.N., Sollott S.J. Glycogen synthase kinase-3beta mediates convergence of protection signaling to inhibit the mitochondrial permeability transition pore. J Clin Invest. 2004;113(11):1535-49. PMID: 15173880 PMCID: PMC419483 http://dx.doi.org/10.1172/JCI19906
  17. Buchholz B., Kelly J., Muñoz M., Bernatené E.A., Méndez Diodati N., González Maglio D.H., Dominici F.P., Gelpi R.J. Vagal stimulation mimics preconditioning and postconditioning of ischemic myocardium in mice by activating different protection mechanisms. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2018;314(6):H1289-H1297. PMID: 29631370 http://dx.doi.org/10.1152/ajpheart.00286.2017
  18. Likhvantsev V.V., Landoni G., Levikov D.I., Grebenchikov O.A., Skripkin Y.V., Cherpakov R.A. Sevoflurane Versus Total Intravenous Anesthesia for Isolated Coronary Artery Bypass Surgery With Cardiopulmonary Bypass: A Randomized Trial. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2016;30(5):1221-7. PMID: 27431595 http://dx.doi.org/10.1053/j.jvca.2016.02.030
  19. Landoni G, Greco T, Biondi-Zoccai G, Nigro Neto C, Febres D, Pintaudi M, Pasin L, Cabrini L, Finco G, Zangrillo A. Anaesthetic drugs and survival: a Bayesian network meta-analysis of randomized trials in cardiac surgery. Br J Anaesth. 2013;111(6):886-96. PMID: 23852263 http://dx.doi.org/10.1093/bja/aet231
  20. Mozaffari M.S., Schaffer S.W. Effect of pressure overload on cardioprotection of mitochondrial KATP channels and GSK-3beta: interaction with the MPT pore. Am J Hypertens. 2008;21(5):570-5. PMID: 18437149 http://dx.doi.org/10.1038/ajh.2008.25
  21. Taliyan R., Ramagiri S. Delayed neuroprotection against cerebral ischemiareperfusion injury: putative role of BDNF and GSK-3β. J Recept Signal Transduct Res. 2016;36(4):402-10. PMID: 26554621 http://dx.doi.org/10.3109/10799893.2015.1108338
  22. Talab S.S., Elmi A., Emami H., Nezami B.G., Assa S., Ghasemi M., Tavangar S.M., Dehpour A.R. Protective effects of acute lithium preconditioning against renal ischemia/reperfusion injury in rat: role of nitric oxide and cyclooxygenase systems. Eur J Pharmacol. 2012;681(1-3):94-9. PMID: 22342279 http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2012.01.042
  23. Селье Г. Профилактика некрозов сердца химическими средствами (пер. с англ.). М.: Медгиз, 1961. 208 с. [Selye H. The Chemical Prevention of Cardiac Necroses. New York: Ronald Press Co; 1958. 235 р.]
  24. Wu Q.L., Shen T., Ma H., Wang J.K. Sufentanil postconditioning protects the myocardium from ischemia-reperfusion via PI3K/Akt-GSK-3β pathway. J Surg Res. 2012;178(2):563-70. PMID: 22727941 http://dx.doi.org/10.1016/j.jss.2012.05.081
  25. Zhang Y., Irwin M.G., Wong T.M. Remifentanil preconditioning protects against ischemic injury in the intact rat heart. Anesthesiology. 2004;101(4):918-23. PMID: 15448525 http://dx.doi.org/10.1097/00000542-200410000-00017
  26. Barillas R., Friehs I., Cao-Danh H., Martinez J.F., del Nido P.J. Inhibition of glycogen synthase kinase-3beta improves tolerance to ischemia in hypertrophied hearts. Ann Thorac Surg. 2007;84(1):126-33. PMID: 17588398 PMCID: PMC3444259 http://dx.doi.org/10.1016/j.athoracsur.2007.02.015
  27. Лихванцев В.В., Гребенчиков О.А., Борисов К.Ю., Шайбакова В.Л., Шапошников А.А., Черпаков Р.А., Шмелева Е.В. Механизмы фармакологического прекондиционирования мозга и сравнительная эффективность препаратов — ингибиторов гликоген-синтетазы-киназы — 3 бета прямого и непрямого действия (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2012;8(6):37-42. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2012-6-37 [Likhvantsev V.V., Grebenchikov O.A., Borisov K.Y., Shaibakova V.L., Shaposhnikov A.A., Cherpakov R.A., Shmeleva E.V. The Mechanisms of Pharmacological Preconditioning of the Brain and the Comparative Efficacy of the Drugs — Direct- and Indirect-Acting Glycogen Synthase Kinase-3β Inhibitors: Experimental Study. General Reanimatology. 2012;8(6):37-42. (In Russ.) https://doi.org/10.15360/1813-9779-2012-6-37]