М.Л. Благонравов, М.М. Азова, В.А. Фролов.

Российский университет дружбы народов, Россия

Влияние острой и хронической перегрузки сердца на активность каспаз в миокарде левого желудочка

Гемодинамическую перегрузку сердца, обусловленную увеличением сопротивления сердечному выбросу, можно условно подразделить на два вида: острую и хроническую. Острая перегрузка левого желудочка (ЛЖ) наблюдается, как правило, при гипертоническом кризе кардиального типа. В этом случае возрастает вероятность возникновения угрожающих жизни состояний, таких как острая левожелудочковая недостаточность или острый коронарный синдром [2, 3]. Но даже если этого не происходит, резкое повышение постнагрузки вызывает комплекс морфологических изменений в миокарде ЛЖ, главным из которых является выраженная деструкция миофибрилл [1]. Хроническая перегрузка ЛЖ, развивающаяся, в частности, при артериальной гипертензии (АГ), отличается более мягким, но неуклонно прогрессирующим увеличением периферического сопротивления, что в конечном итоге может привести к формированию так называемого комплекса «изнашивания гипертрофированного сердца» [4]. В последнее время большое внимание уделяется изучению молекулярных и клеточных механизмов развития хронической сердечной недостаточности. В качестве одного из факторов, способных привести к потере числа жизнеспособных кардиомиоцитов, рассматривается их апоптотическая гибель [5, 6]. Учитывая различия в патогенезе острого и хронического перегрузочного повреждения миокарда, можно предположить, что существуют определённые особенности инициации апоптоза клеток сердечной мышцы в одном и другом случае.

Цель исследования: изучить в эксперименте некоторые механизмы индукции апоптотических процессов в миокарде ЛЖ при острой и хронической перегрузке сердца.

Материал и методы исследования. Эксперимент проводился на кроликах-самцах породы «Шиншилла» в двух сериях. В первой серии у животных моделировали острую перегрузку ЛЖ путём сужения восходящей аорты на 1/3 от её исходного диаметра при помощи металлической спирали в ходе хирургической операции под общим обезболиванием. Далее исследование проводилось в сроки 1, 3 и 5 сут. Во второй серии эксперимента также под общим обезболиванием кроликам проводилась операция по моделированию вазоренальной АГ (хроническая перегрузка ЛЖ) посредством сужения брюшной аорты на 1/3 от её первоначального диаметра над местом отхождения от неё почечных артерий. Дальнейшее исследование проводилось в сроки 1, 2 и 4 нед. В обеих сериях в качестве контроля использовались интактные кролики. Во всех группах исследования было по 5 животных. У всех кроликов под общим обезболиванием вскрывали грудную клетку и производили экстирпацию сердца. Содержание животных и работа с ними проводились в соответствии с приказом Минздрава СССР № 755 от 12.08.1977 г. Ткань левых желудочков измельчали в гомогенизаторе WiseTis серии HG-15 в среде выделения, к которой добавляли коктейль ингибиторов протеаз. Гомогенаты центрифугировали и полученные супернатанты использовали для оценки активности каспазы-3 и каспазы-8. Активность ферментов определяли колориметрическим методом по скорости расщепления синтетических субстратов каспазы-3 и каспазы-8. Активность каспазы-3 определялась в контроле и на всех указанных сроках эксперимента, а активность каспазы-8 – в контроле и только на тех сроках, когда активность каспазы-3 достигала максимального значения. Исследования проводились на оборудовании Центра коллективного пользования (НОЦ) РУДН и кафедры общей патологии и патологической физиологии РУДН.

Результаты исследования. В табл. 1 приведены результаты измерения активности каспазы-3 и каспазы-8 в миокарде ЛЖ при острой перегрузке сердца, обусловленной стенозированием восходящей аорты.

Таблица 1. Активность каспазы 3 и каспазы 8 в миокарде ЛЖ при его острой перегрузке, M±m

Показатель	Контроль	1 сутки	3 суток	5 суток
Каспаза 3 нмоль/мин/мл	0,1 ± 0,01	0,16 ± 0,02*	0,16 ± 0,02*	0,15 ± 0,04
Каспаза 8 нмоль/мин/мл	0,19 ± 0,05	0,39 ± 0,05*	не определяли	не определяли

Примечание: здесь и в табл. 2 звёздочкой отмечены показатели, достоверно отличающиеся от контроля при p≤0.05.

На 1-е сут. острой перегрузки ЛЖ происходит достоверное повышение активности каспазы-3 по сравнению с контролем. На 3-и сутки исследования данный показатель не меняется по сравнению с 1-ми сутками, а к 5-м суткам начинает снижаться. Активность каспазы-8 в миокарде ЛЖ на 1-е сутки эксперимента достоверно повышается относительно контрольной группы. Следовательно, острая гемодинамическая перегрузка ЛЖ сопровождается, по-видимому, повышением активности апоптотических процессов, на что указывает увеличение активности каспазы-3. Кроме того, инициация апоптоза клеток миокарда ЛЖ обусловлена передачей сигнала по внешнему (рецепторно-опосредованному) пути, о чём свидетельствует достоверное повышение активности каспазы-8.

В табл. 2 представлены данные по активности каспазы-3 и каспазы-8 при хронической перегрузке ЛЖ, связанной с прогрессирующей АГ.

Таблица 2. Активность каспазы-3 и каспазы-8 в миокарде ЛЖ при его хронической перегрузке, M±m

Показатель	Контроль	1 неделя	2 недели	4 недели
Каспаза 3 нмоль/мин/мл	0,27 ± 0,03	0,27 ± 0,03	0,27 ± 0,03	0,36 ± 0,02*
Каспаза 8 нмоль/мин/мл	0,99 ± 0,16	не определяли	не определяли	1,39 ± 0,11

В первые две недели от начала АГ изменения активности каспазы-3 по сравнению с контрольной группой не наблюдается. К концу 4-й недели происходит достоверное увеличение данного показателя. На этом же сроке активность каспазы-8 проявляет выраженную тенденцию к росту, однако, статистически значимого отличия не обнаруживается. Полученные данные свидетельствуют о возрастании активности апоптотических процессов в миокарде ЛЖ при его хронической перегрузке с преобладанием инициации клеточной гибели по внутреннему пути. Таким образом, можно допустить, что апоптоз является неспецифическим ответом миокарда на гемодинамическую перегрузку, а различия проявляются только в способах его инициации: при острой перегрузке задействован внешний (рецепторно-опосредованный) механизм, а при хронической – лишь внутренний (митохондриальный).

Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические карды инновационной России» на 2009-2013 гг.

Литература:

1. Благонравов М.Л., Ковязин В.А., Коршунова А.Ю., Бабиченко И.И., Фролов В.А. Структурные изменения миокарда при острой перегрузке левого желудочка в эксперименте // Арх. пат. – 2011. – Т. 73. – № 1. – С. 34-38.
2. Верткин А.Л., Полосьянц О.Б., Лукашов М.И. Гипертонический криз: тактика ведения на догоспитальном этапе // Cons. Med. – 2006. – Т. 8. – № 12. – С. 24–30.
3. Задионченко В.С., Горбачёва Е.В. Гипертонические кризы // Русс. мед. журн. – 2001. – Т. 9. – № 15. – С. 628–630.
4. Меерсон Ф.З. Миокард при гиперфункции, гипертрофии и недостаточности сердца. – М., 1965.
5. Garciarena C.D., Caldiz C.I., Portiansky E.L. et al. Chronic NHE-1 blockade induces an antiapoptotic effect in the hypertrophied heart. // J. Appl. Physiol. – 2009. – Vol. 106. – N 4. – P. 1325-1331.

6. Petrovic D. Cytopathological basis of heart failure--cardiomyocyte apoptosis, interstitial fibrosis and inflammatory cell response. // Folia boil. 2004. – Vol. 50. – N 2. – P. 58-62.