Трансляционная модель хронической сердечной недостаточноcти у крыс

  • Сергей Александрович Крыжановский ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0003-2832-4739
  • Иосиф Борисович Цорин ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-3988-7724
  • Екатерина Олеговна Ионова ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0003-0154-722X
  • Валерий Николаевич Столярук ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-4779-427X
  • Марина Борисовна Вититнова ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-7407-7516
  • Владимир Валерьевич Барчуков ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0003-4229-3107
  • Ирина Александровна Мирошкина ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-3208-198X
  • Александра Валериановна Сорокина ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-9600-7244
  • Любовь Михайловна Кожевникова ФГБНУ «НИИ общей патологии и патофизиологии», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0002-1323-6472
  • Андрей Дмитриев Дурнев ФГБНУ «НИИ фармакологии им. В.В. Закусова», 125315, г. Москва, Россия, ул. Балтийская, д. 8 http://orcid.org/0000-0003-0218-8580
Ключевые слова: трансляционная модель, крысы, хроническая сердечная недостаточность, эхокардиография, морфология, мозговой натрийуретический пептид, экспрессия рецепторов

Аннотация

Цель исследования – разработка трансляционной модели хронической сердечной недостаточности (ХСН) у крыс, позволяющей, с одной стороны, изучить тонкие механизмы, лежащие в основе данной патологии, а с другой стороны, выявить новые биомишени для поиска и изучения механизма действия инновационных лекарственных средств. Методика. Использован комплекс эхокардиографических, морфологических, биохимических и молекулярно-биологических исследований, позволяющий оценивать и дифференцировать этапы формирования ХСН. Результаты. Динамические эхокардиографические исследования показали, что ХСН формируется через 90 дней после воспроизведения переднего трансмурального инфаркта миокарда. К этому времени у животных основной группы отмечается статистически значимое по сравнению со 2-ми сут. после воспроизведения экспериментального инфаркта миокарда снижение ФВ левого желудочка сердца (соответственно 55,9 ± 1,4 и 63,9 ± 1,6 %, р = 0,0008). Снижение насосной функции сердца (на 13% по сравнению со 2-ми сут. после операции и ≈ на 40% по сравнению с интактными животными) сопровождается увеличением КСР и КДР (соответственно с 2,49 ± 0,08 до 3,91 ± 0,17 мм, р = 0,0002, и с 3,56 ± 0,11 до 5,20 ± 0,19 мм, р = 0,0001), то есть к этому сроку развивается дилатационная сердечная недостаточность. Результаты эхокардиографических исследований подтверждены данными морфометрии миокарда, продемонстрировавшими дилатацию правого и левого желудочков сердца. Параллельно проведенные гистологические исследования свидетельствуют о наличии патогномоничных для данной патологии изменений миокарда (постинфарктный кардиосклероз, компенсаторная гипертрофия кардиомиоцитов, очаги исчезновения поперечной исчерченности мышечных волокон и т.д.) и признаков венозного застоя в легких и печени. Биохимические исследования выявили значимое увеличение концентрации в плазме крови биохимического маркера ХСН – мозгового натрийуретического пептида. Данные молекулярно-биологических исследований позволяют говорить о наличии гиперактивности ренин–ангиотензин–альдостероновой и симпатоадреналовой систем, играющих ключевую роль в патогенезе ХСН. Заключение. Разработана трансляционная модель ХСН у крыс, воспроизводящая основные клинико-диагностические критерии этого заболевания. Показано наличие корреляции между морфометрическими, гистологическими, биохимическими и молекулярными маркерами прогрессирующей ХСН и эхокардиографическими диагностическими признаками, что позволяет использовать неинвазивный метод эхокардиографии, характеризующий состояние внутрисердечной гемодинамики, в качестве основного критерия оценки наличия/отсутствия данной патологии.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

1. Mahmood S.S., Levy D., Vasan R.S, Wang T.J. The Framingham Heart Study and the epidemiology of cardiovascular disease: a historical perspective. Lancet. 2014; 383(9921): 999-1008.
2. Levy D., Kenchaiah S., Larson M.G., Benjamin E.J., Kupka M.J., Ho K.K., Murabito J.M., Vasan R.S. Long-term trends in the incidence of and survival with heart failure. N. Engl. J. Med. 2002; 347(18): 1397-402.
3. Fomin I.V. Chronic heart failure in the Russian Federation: what we know today and what should be done. Rossijskij kardiologicheskij zhurnal. 2016; 8 (136): 7–13.
4. Ferrero P., Iacovoni A., D'Elia E., Vaduganathan M., Gavazzi A., Senni M. Prognostic scores in heart failure – Critical appraisal and practical use. Int. J. Cardiol. 2015; 188: 1-9.
5. Sánchez-Enrique C., Jorde U.P., González-Costello J. Heart transplant and mechanical circulatory support in patients with advanced heart failure. Rev. Esp. Cardiol. (Engl Ed). 2017; 70(5): 371-81.
6. Ono T., Kamimura N., Matsuhashi T., Nagai T., Nishiyama T., Endo J. et al. The histone 3 lysine 9 methyltransferase inhibitor chaetocin improves prognosis in a rat model of high salt diet-induced heart failure. Sci. Rep. 2017; 7: 39752.
7. Liu B., Ma S., Wang T., Zhao C., Li Y., Yin J. et al. A novel rat model of heart failure induced by high methionine diet showing evidence of association between hyperhomocysteinemia and activation of NF-kappaB. Am. J. Transl. Res. 2016; 8(1): 117-24.
8. Cappetta D., Esposito G., Coppini R., Piegari E., Russo R., Ciuffreda L.P. et al. Effects of ranolazine in a model of doxorubicin-induced left ventricle diastolic dysfunction. Br. J. Pharmacol. 2017; 174(21): 3696-712.
9. Chen T., Hu Y.Q., Deng L.R., Gong Z.P., Yu X.Q. Effects of polysaccharides extracted from Zhu Zi Shen (rhizoma panacis majoris) on oxidative stress and hemodynamics in rats with adriamycin-induced chronic heart failure. J. Tradit. Chin. Med. 2011; 31(3): 235-40.
10. Pasini E., Cargnioni A., Pastore F., Razzetti R., Bongrani S., Gitti G.L., Ferrari R. Effect of nolomirole on monocrotaline-induced heart failure. Pharmacol. Res. 2004; 49(1): 1-5.
11. Zhou R., Ma P., Xiong A., Xu Y., Wang Y., Xu Q. Protective effects of low-dose rosuvastatin on isoproterenol-induced chronic heart failure in rats by regulation of DDAH-ADMA-NO pathway. Cardiovasc. Ther. 2017; 35(2): e12241.
12. Zhang X., Cheng H.J., Zhou P., Kitzman D.W., Ferrario C.M., Li W.M., Cheng C.P. Cellular basis of angiotensin-(1-7)-induced augmentation of left ventricular functional performance in heart failure. Int. J Cardiol. 2017; 236: 405-12.
13. Ku H.C., Lee S.Y., Wu Y.A., Yang K.C., Su M.J. A model of cardiac remodeling through constriction of the abdominal aorta in rats. J. Vis. Exp. 2016; (118): e54818.
14. Camacho P., Fan H., Liu Z., He J.Q. Small mammalian animal models of heart disease. Am. J Cardiovasc. Dis. 2016; 6(3): 70-80.
15. Belkina L.M., Usacheva M.A., Smirnova E.A., Popkova E.V., Saltykova V.A. Particularities of the postinfarction heart failure development in animal with different pattern of autonomic regulation. Patogenez. 2008; 6(1): 57-63.
16. Kim H.S., No C.W., Goo S.H., Cha T.J. An Angiotensin receptor blocker prevents arrhythmogenic left atrial remodeling in a rat post myocardial infarction induced heart failure model. J. Korean Med. Sci. 2013; 28(5): 700-8.
17. Lassen T.R., Nielsen J.M., Johnsen J., Ringgaard S., Bøtker H.E., Kristiansen S.B. Effect of paroxetine on left ventricular remodeling in an in vivo rat model of myocardial infarction. Basic Res. Cardiol. 2017; 112(3): 26.
18. McMurray J.J., Adamopoulos S., Anker S.D., Auricchio A., Bohm M. et al. ESC guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2012: The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure 2012 of the European Society of Cardiology. Developed in collaboration with the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur. J. Heart Fail. 2012; 14 (80): P. 803-69.
19. Kazachenko А.А., Okovityj S.V., Kulikov А.N., Ivkin D.Yu., Shustov E.B. Experimental modeling of chronic heart failure. Biomeditsina. 2013; (3): 41-8.
20. Halapas A., Papalois A., Stauropoulou A., Philippou A., Pissimissis N., Chatzigeorgiou A., Kamper E., Koutsilieris M. In vivo models for heart failure research. In Vivo. 2008; 22(6): 767-80.
21. Goldman S., Raya T.E. Rat infarct model of myocardial infarction and heart failure. J. Card. Fail. 1995; 1(2): 169-77.
22. Selye A. I., Bajuaz E., Crasso S., Nendell P. Simple technic for surgical occlusion of coronary vessels in the rat. Angiology. 1960; 11: 398-407.
23. Mareev V.Yu., Аgeev F.T., Аrutyunov G.P., Koroteev А.V., Mareev Yu.V., Ovchinnikov А.G. i dr. National recommendations of SCDS, RCS and RSMS on diagnosis and treatment of CHF (fourth revision). Serdechnaya nedostatochnost'. 2013; 14(7): 379-472.
24. Antoine S., Vaidya G., Imam H., Villarreal D. Pathophysiologic mechanisms in heart failure: role of the sympathetic nervous system. Am. J Med. Sci. 2017; 353(1): 27-30.
25. Tannenbaum S., Sayer G.T. Advances in the pathophysiology and treatment of heart failure with preserved ejection fraction. Curr. Opin. Cardiol. 2015; 30(3): 250-8.
26. De Smet H.R., Menadue M.F., Oliver J.R., Phillips P.A. Endothelin ETA receptor antagonism does not attenuate angiotensin II-induced cardiac hypertrophy in vivo in rats. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2003; 30(4): 278-83.
27. Dasgupta, Zhang, 2011 Dasgupta C, Zhang L. Angiotensin II receptors and drug discovery in cardiovascular disease. Drug. Discov. Today. 2011; 16: 22–34.
28. Nio Y., Matsubara H., Murasawa S., Kanasaki M, Inada M. Regulation of gene transcription of angiotensin II receptor subtypes in myocardial infarction. J Clin. Invest. 1995; 95(1): 46-54.
29. Grothusen A., Divchev D., Luchtefeld M, Schieffer B. Angiotensin II type 1 receptor blockade: high hopes sent back to reality? Minerva Cardioangiol. 2009; 57(6): 773-85.
30. Schultz Jel.J., Witt S.A., Glascock B.J., Nieman M.L., Reiser P.J., Nix S.L., Kimball T.R., Doetschman T. TGF-beta1 mediates the hypertrophic cardiomyocyte growth induced by angiotensin II. J Clin. Invest. 2002; 109(6): 787-96.
31. Leask A. Potential therapeutic targets for cardiac fibrosis: TGFbeta, angiotensin, endothelin, CCN2, and PDGF, partners in fibroblast activation. Circ. Res. 2010; 106(11): 1675-80.
32. Huang C.Y., Chen J.Y., Kuo C.H., Pai P.Y., Ho T.J., Chen T.S., Tsai F.J., Padma V.V., Kuo W.W., Huang C.Y. Mitochondrial ROS-induced ERK1/2 activation and HSF2-mediated AT1 R upregulation are required for doxorubicin-induced cardiotoxicity. J Cell. Physiol. 2017; 233(1): 463-75.
33. Аvdonin P.V., Kozhevnikova L.M. The regulation of the expression and functional activity of G-protein coupled receptors. Violation of these processes in pathologies. Biologicheskie membrany:Zhurnal membrannoy i kletochnoy biologii. 2007: 24(1): 4-31. (in Russian)
34. Morisco C., Zebrowski D.C., Vatner D.E., Vatner S.F., Sadoshima J. Beta-adrenergic cardiac hypertrophy is mediated primarily by the beta(1)-subtype in the rat heart. J Mol. Cell. Cardiol. 2001; 33(3): 561-73.
35. Bisognano J.D., Weinberger H.D., Bohlmeyer T.J., Pende A., Raynolds M.V., Sastravaha A., Roden R., Asano K., Blaxall B.C., Wu S.C., Communal C., Singh K., Colucci W., Bristow M.R., Port D.J. Myocardial-directed overexpression of the human beta(1)-adrenergic receptor in transgenic mice. J. Mol. Cell. Cardiol. 2000; 32(5): 817-30.
36. Dorn G.W. 2nd, Tepe N.M., Lorenz J.N., Koch W.J., Liggett SB. Low- and high-level transgenic expression of beta2-adrenergic receptors differentially affect cardiac hypertrophy and function in Galphaq-overexpressing mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999; 96(11): 6400-5.
37. Xiao R.P., Zhang S.J., Chakir K., Avdonin P., Zhu W., Bond R.A., Balke C.W., Lakatta E.G., Cheng H. Enhanced G(i) signaling selectively negates beta2-adrenergic receptor (AR)--but not beta1-AR-mediated positive inotropic effect in myocytes from failing rat hearts. Circulation. 2003; 108(13): 1633-9.
38. Gong H., San Y., Wang L., Lv Q., Chen L. The effects and possible mechanism of β2AR gene expression in cardiocytes of canines with heart failure. Exp. Ther. Med. 2017; 14(1): 539-46.
Опубликован
2018-06-04
Как цитировать
, , , , , , , , , . Трансляционная модель хронической сердечной недостаточноcти у крыс // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2018. Т. 62. № 2. С. 136-148.
Раздел
Методика