Peculiarities of experimental myocardial infarction development during one month after simulated microgravity
Authors: Лебедева М.А. , Медведева Ю.С. , Баранов М.В. , Золотов Н.Н. , Арутюнян А.В. , Карганов М.Ю. 
Published: October 2022

Введение. Во время космических полетов важную роль в изменении функционирования сердечно-сосудистой системы (ССС) играет микрогравитация, активирующая каскадные реакции со стороны всех систем организма, направленные на поддержание гомеостаза в качественно новых условиях. Действие микрогравитации может приводить к изменениям функциональной активности миокарда, снижению потребности ткани в кислороде и другим последствиям, вызывая декондиционирование ССС. Последнее проявляется уменьшением объема циркулирующей крови, снижением диастолического давления и ударного объема, изменением геометрии и массы сердца, что увеличивает риск развития сердечно-сосудистой патологии. Цель - исследование влияния моделированной микрогравитации на развитие и особенности течения экспериментального инфаркта миокарда у крыс на протяжении 4 нед наблюдений. Методика. Исследование выполнено на 154 самцах крыс Wistar. Микрогравитацию моделировали методом двухнедельного антиортостатического вывешивания. Инфаркт миокарда воспроизводили двукратным (интервал 24 ч) подкожным введением изопротеренола («Sigma-Aldrich», China, доза 80 мг/кг). Часть животных через 1 сут выводили из эксперимента декапитировнием для проведения гистологического исследования миокарда. У остальных крыс в течение 1 мес еженедельно анализировали изменения массы тела и миокарда, данные ЭКГ и лейкограммы. Определяли уровень сывороточного кортикостерона методом спектрофотометрии и субфракционного состава сыворотки крови методом лазерной корреляционной спектроскопии (ЛКС). Результаты. Действие микрогравитации и последующая катехоламиновая нагрузка привели к более отсроченной нормализации массы тела, чем в группе без введения изопротеренола, и более длительному сохранению ЭКГ-изменений, характерных для изопротеренол-индуцированного инфаркта: отрицательного зубца Q, увеличения длительности интервала QTc и комплекса QRS. Для данной группы был характерен сдвиг автономного баланса в сторону симпатикотонии. В группах с инфарктом выявили увеличение индекса сдвига лейкоцитов крови через 1 нед и нормализацию лейкоцитарной формулы к концу 2-й нед наблюдений, повышенное содержание сывороточного кортикостерона в течение месяца. По данным ЛКС в опытных группах выявили анаболически-подобные сдвиги субфракционного состава сыворотки крови через 1 и 3 нед после воздействия. Заключение. Развитие инфаркта миокарда после действия моделируемой микрогравитации характеризовалось более тяжелыми повреждениями ткани миокарда на ранних стадиях, более длительными изменениями электрической проводимости сердца и преобладанием симпатических влияний на сердечный ритм на поздних сроках эксперимента.

Background. During space flights, microgravity plays an important role in modifying functioning of the cardiovascular system (CVS) by activating cascade reactions of all body systems aimed at maintaining the homeostasis under qualitatively different conditions. The action of microgravity may change the functional activity of the myocardium, decrease the tissue oxygen demand, and cause other effects that result in CVS deconditioning. The deconditioning is evident as reduced volume of circulating blood, decreased diastolic pressure and stroke volume, and changes in the geometry and mass of the heart, which all increase the risk of cardiovascular diseases. Aim. To study the contribution of simulated microgravity to the development of experimental myocardial infarction in rats. Methods. The study was performed on 154 male Wistar rats. Microgravity was simulated by 2-week hindlimb unloading (HU). Myocardial infarction (MI) was modeled by 2 administrations of isoproterenol (Sigma-Aldrich, China, 80 mg/kg, s.c.) with an interval of 24 h. One day later, a part of animals was used for a histological study of the myocardium. The rest of the rats were used for weekly measurements of the body weight, myocardial mass, ECG recording, leukogram analysis, serum corticosterone measurements, and analysis of the subfractional composition of blood serum by laser correlation spectroscopy (LCS). Results. The action of microgravity followed by the catecholamine load led to a slower normalization of body weight than in the group without isoproterenol administration, and a longer preservation of ECG changes characteristic of isoproterenol-induced MI, including a negative Q wave and prolongations of the QTc interval and the QRS complex. This group was characterized by a shift in the autonomic balance towards sympathicotonia. The groups with MI were characterized by an increase in the index of blood leukocyte shift at one week, normalization of the leukocyte count by the end of the second week of observation, and an increase in the serum concentration of corticosterone at one month. The LCS study detected anabolic-like shifts in the subfractional composition of blood serum in the experimental groups 1 and 3 weeks after the exposure. Conclusions. The development of MI after anti-orthostasis was characterized by more severe damage to the myocardial tissue at early stages, more prolonged changes in the cardiac electrical conduction, and predominance of sympathetic influences on the heart rhythm at late stages of the experiment.