Экспериментальное обоснование метаболической цитопротекции при тупой травме сердца

© КОРПАЧЕВА О.В. - 2011

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ЦИТОПРОТЕКЦИИ ПРИ ТУПОЙ ТРАВМЕ СЕРДЦА

Ольга Валентиновна Корпачева

Резюме. На модели изолированного изоволюмически сокращающегося сердца проведена прямая оценка сократительной функции миокарда и его функциональных резервов в раннем посттравматическом периоде ушиба сердца на фоне предварительного введения метаболического цитопротектора триметазидина. Показано увеличение развиваемого левым желудочком давления в 1,4 раза как за счет снижения диастолического давления (в 1,3 раза), так и за счет увеличения систолического давления (в 1,3 раза) в полости левого желудочка; увеличение максимальных скоростей сокращения и расслабления миокарда (в 1,4 и 1,2 раза соответственно); большая сохранность мембранных структур (выход в проток лактата в 1,3 раза меньше, АсАТ - в 1,5-1,9 раза меньше на разных этапах гипоксической пробы); большая устойчивость сократимости миокарда к нагрузочным пробам (нагрузка ритмом высокой частоты, гипоксическая и гиперкальциевая пробы).

Ключевые слова: экспериментальный ушиб сердца, изолированные сердца, сократимость, метаболическая цитопротекция.

EXPERIMENTAL SUBSTANTIATION FOR METABOLIC CYTOPROTECTION IN DULL CARDIAC TRAUMA

O.V. Korpacheva

Summary. On the model of isolated isovolumically contracting heart the direct assessment of myocardial contractility and its functional reserves in the early posttraumatic period on the background of introduction of trimetasidine injection has been conducted. There has been observed: increasing of pressure developed by the left ventricle 1,4 times both due to reduction of the diastolic pressure (1,3 times), and due to increasing of the systolic pressure (1,3 times) in the left ventricle cavity; increasing of peak contractility and relaxation myocardium rates (1,4 and 1,2 times, respectively); the best integrity of the membrane structures (lactate in the duct 1,3 times less, AsAT - 1,5-1,9 times less at the different stages of the hypoxic test); high myocardial contractility resistance to stress testing (high frequency rhythm test, hypoxic and hypercalcic tests).

Key words: experimental cardiac contusion, isolated hearts, contractility, metabolic cytoprotection.

Повреждения сердца при его тупой травме (ушибе сердца) можно разделить на первично-травматические и возникающие вторично как результат ишемических, гипоксических, электролитных, кислотно-основных, нейрогуморальных, а в конечном счете - метаболических нарушений [1]. При этом под метаболическими нарушениями понимаются, в первую очередь, нарушения энергетического обмена миокарда [3].

Наиболее очевидным подходом к лечению собственно ушиба сердца, то есть поврежденного миокарда, представляется цитопротекция, в том числе метаболическая. Возможности средств и методов метаболической коррекции в условиях ишемически-реперфузионного повреждения миокарда достаточно хорошо освещены в литературе [2,4,5,6,8,9,10]. Особое место среди препаратов, защищающих клетку от повреждения, занимают обладающие способностью прямо вмешиваться в метаболизм кардиомиоцитов [3] и получившие название «метаболические цитопротекторы» [4]. К их числу относится триметазидин, который избирательно ингибирует длинноцепочечную 3-кетоацил-КоА-тиолазу (3-КАТ) - ключевой фермент ^-окисления свободных жирных кислот (СЖК). Ингибируя ^-окисление СЖК, препарат обеспечивает увеличение активности ключевого фермента окисления глюкозы - пируватдегидрогеназы. Это приводит к метаболическому «сдвигу» от окисления СЖК к окислению глюкозы - более выгодному типу катаболизма в условиях ишемии и гипоксии.

В результате повышается ресинтез АТФ в митохондриях, восстанавливается сопряжение гликолиза и окислительного декарбоксилиро-вания, уменьшается продукция лактата и клеточный ацидоз, предотвращается накопление ионов кальция [5].

Целью настоящего исследования стала оценка эффективности тримтазидина как средства метаболической цитопротекции при ушибе сердца.

Таблица 1

Влияние предварительного введения триметазидина на силовые и скоростные показатели сократимости изолированных сердец крыс через 1 ч после травмы при проведении гипоксической пробы, Ме

Показатели Этапы эксперимента

Стабилизация Гипоксическая перфузия Реоксигенация

Контроль

СДЛЖ, мм рт.ст. 51,1(46,0-57,0) 35,2(32,0-39,0)* 41,4(34,0-46,0)*

ДДЛЖ, мм рт.ст. 3,9(3,2-4,6) 24,4(22,0-28,0)* 6,2(5,6-7,2)*

РЛЖД, мм рт.ст. 47,2(42,9-52,0) 10,8(7,0-14,0)* 35,2(28,6-39,0)*

+dP/dt, мм рт.ст./с 909(756-1112) 215(168-244)* 612(578-654)*

-dP/dt, мм рт.ст./с 702(614-778) 132(112-147)* 433(404-478)*

Травма

СДЛЖ, мм рт.ст. 32,9(29,0-38,0) 22,5(18,0-26,0)*л 26,8(22,0-32,0)*л

ДДЛЖ, мм рт.ст. 4,8(4,1-5,2) 17,3(14,0-21,0)*л 10,3(7,8-12,0)*л

РЛЖД, мм рт.ст. 28,1(23,8-34,9)л 5,2(5,0-6,0)*л 16,5(13,0-18,0)*л

+dP/dt, мм рт.ст./с 522(376-643)л 111(96-134)*л 277(234-317)*л

-dP/dt, мм рт.ст./с 357(304-412)л 78(58-96)*л 135(112-157)*л

Триметазидин + травма

СДЛЖ, мм рт.ст. 42,5(32,0-48,0)л* 32,6(27,0-38,0)*# 36,4(32,0-43,0)#

ДДЛЖ, мм рт.ст. 3,8(3,1-4,3) 9,0(7,0-11,0)*л* 36,4(32,0-43,0)#

РЛЖД, мм рт.ст. 38,7(29,2-43,2)л* 23,6(20,0-27,0)*л* 29,8(27,0-33,0)*л#

+dP/dt, мм рт.ст./с 729(676-803)л* 234(189-276)*# 571(523-665) *#

-dP/dt, мм рт.ст./с 428(347-478)л* 168(123-204)*л* 426(357-523)#

Примечания. СДЛЖ - систолическое давление в полости левого желудочка; ДДЛЖ - диастолическое давление в полости левого желудочка; РЛЖД - развиваемое левым желудочком давление; +сЗР/Л - скорость сокращения; -сЗР/Л - скорость расслабления; л - значимость различий (р<0,05) по сравнению с контролем; * - значимость различий (р<0,05) по сравнению с исходными значениями; # - значимость различий между группами по критерию Крускала-Уоллиса.

Рис. 1. Влияние триметазидина на силовые и скоростные показатели сократимости изолированных сердец травмированных крыс, Ме (LQ-HQ). СДЛЖ (мм рт.ст.) - систолическое давление в полости левого желудочка; ДДЛЖ (мм рт.ст.) - диастолическое давление в полости левого желудочка; РЛЖД (мм рт.ст.) - развиваемое левым желудочком давление, +dP/dt (мм рт.ст. /с) - скорость сокращения; ^Р^ (мм рт.ст. /с) - скорость расслабления.

Материалы и методы

Эксперименты выполнены на 90 белых беспородных крысах-самцах массой 268±4,7 г с соблюдением требований Европейской конвенции (Страсбург,

1986). Исследование одобрено локальным этическим комитетом ОмГМА (Протокол №17 от 13.03.2008).

Животных наркотизировали тиопен-талом натрия (60 мг/кг массы внутри-брюшинно). Ушиб сердца моделировали с помощью оригинального устройства, имитирующего удар передней грудной стенки о стойку руля при столкновении движущегося автомобиля с препятствием [11]. В части экспериментов ушиб сердца моделировали на фоне предварительного введения триметазидина (25 мг/кг массы внутрибрюшинно).

Прямую оценку сократительной функции и метаболизма миокарда проводили через 1 час после травмы на изолированных изоволюмически сокращающихся сердцах, лишенных регуляторных влияний со стороны организма, по методике E.L. Fallen и соавт. [12]. На основании графического материала рассчитывали комплекс силовых и скоростных показателей сократимости: систолическое, диастолическое давление в левом желудочке (СДЛЖ и ДДЛЖ), развиваемое левым желудочком давление (РЛЖД), скорость повышения и скорость снижения внутри-желудочкового давления (+dP/dt и -dP/ dt). В каждой группе сердец использовали методические приемы, позволяющие оценить функциональные резервы миокарда [7]. Нагрузка ритмом высокой частоты (300, 400 и 500 мин-1) с расчетом величины дефекта диастолы (ДД, мм рт.ст./с) позволяет оценить сохранность механизмов, ответственных за транспорт кальция в кардиомиоцитах. Гипоксическая проба (снижение напряжения кислорода в растворе до 150 мм рт.ст. и исключение глюкозы в течение 15 мин с последующей 20-минутной реоксигенацией) позволяет оценить устойчивость миокарда к гипок-сическим и реоксигенационным механизмам повреждения. Гиперкальциевая проба (10-минутная перфузия раствором с повышенной концентрацией Ca2+, равной 7,5 ммоль/л, с последующей 20-минутной реперфузией раствором с исходной концентрацией Ca2+, равной 2,5 ммоль/л) позволяет оценить сохранность кальциевых насосов, осуществляющих удаление Ca2+ из саркоплазмы в саркоплазматиче-ский ретикулум и внеклеточную среду.

Перфузат собирали, рассчитывая при этом объемную скорость протока, и определяли в нем содержание глюкозы, лактата, а также активность аспартата-минотранферазы (АсАТ) с помощью реагентов фирмы «Human GmbH» (Германия). Определение содержания глюкозы осуществляли глюкозооксидазным методом (GOD-PAP), лактата - энзиматическим колориметрическим методом, активность АсАТ - кинетическим методом (оптимизированный УФ тест). Потребление глюкозы 1 г сухого миокарда за 1 мин и выделение лактата рассчитывали на 1 мм рт.ст. развиваемого давления. Потерю кардиомиоцитами АсАТ вычисляли на 1 кг сухого миокарда за 1 мин.

Экспериментальный материал распределен на 3 группы: I группа - контроль (n=30); II - травмированные сердца без использования триметазидина (n=30); III - сердца животных, перенесших ушиб сердца на фоне

предварительного введения триметазидина (п=30).

Статистическую обработку результатов исследования выполняли с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0. Использовали методы непараметрической статистики с расчетом показателей Уилкоксона, Манна-Уитни, Крускала-Уоллиса. Критический уровень значимости при проверке гипотез р=0,05.

Результаты и обсуждение

Через 1 час после травмы РЛЖД (рис. 1) составляло во II группе 60% величины этого показателя в контроле, а в III - 82%. Это происходило за счет более высоких в группе с применением триметазидина значений систолического и, напротив, более низких значений диастолического давления в полости левого желудочка. СДЛЖ во II и III группах составило 64% и 83% контрольного уровня соответственно. ДДЛЖ во II группе превысило контрольные значения на 27%, а в III группе значимо не отличалось от контрольного уровня.

На фоне предварительного введения триметазидина значимо выше, чем в группе сравнения, были и скоростные показатели сократимости (рис. 1): скорость сокращения в III группе была в 1,2 раза ниже, чем в контроле,

Таблица 2

Влияние предварительного введения триметазидина на силовые и скоростные показатели сократимости изолированных сердец крыс через 1 ч после ушиба сердца при проведении гиперкальциевой пробы,

Me

Показатели Этапы эксперимента

Стабилизация Гиперкальциевая перфузия Реперфузия

Контроль

СДЛЖ, мм рт.ст. 52,0

ДДЛЖ, мм рт.ст. 3,6

РЛЖД, мм рт.ст. 48,9

+dP/dt, мм рт.ст./с 889

-dP/dt, мм рт.ст./с 727

Травма

СДЛЖ, мм рт.ст. 29,0

ДДЛЖ, мм рт.ст. 6,1(4,8-7,2)л 9,5(8,6-10,8)л 12,5(9,3-14,6)л

РЛЖД, мм рт.ст. 24,1(20,2-30,8)л 22,8(18,4-26,2)л 8,65(5,4-11,4)л

+dP/dt, мм рт.ст./с 534(467-598)л 565(478-678)л 438(364-524)л

-dP/dt, мм рт.ст./с 346(269-434)л 309(288-347)л 216(178-268)л

Триметазидин + травма

СДЛЖ, мм рт.ст. 46,0(36,0-49,0)," 44,5(38,0-50,0)л« 37,0(34,0-43,0)^

ДДЛЖ, мм рт.ст. 3,4(2,8-4,8), 8,3(7,5-10,4) 7,3(6,4-8,7)л,

РЛЖД, мм рт.ст. 41,7(32,5-45,1)^ 35,2(32,3-41,5)л« 29,9(26,4-34,8)^

+dP/dt, мм рт.ст./с 672(653-789)л« 796(672-886)л« 773(643-875)^

-dP/dt, мм рт.ст./с 565(478-678)" 640(524-668)л« 538(472-588)л|

Примечания. СДЛЖ - систолическое давление в полости левого желудочка; ДДЛЖ - диастолическое давление в полости левого желудочка; РЛЖД - развиваемое левым желудочком давление; +дРМ1 - скорость сокращения; ^Р/^ - скорость расслабления; л - значимость различий (р<0,05) по сравнению с контролем; * - значимость различий (р<0,05) по сравнению с исходными значениями; • - значимость различий (р<0,05) по сравнению с травмой; # - значимость различий (р<0,05) между группами по критерию Крускала-Уоллиса.

а во II группе - в 1,7. Для скорости расслабления эти показатели составили 2,0 и 1,6 раза соответственно.

Рис. 2. Влияние триметазидина на силовые показатели сократимости изолированных сердец травмированных крыс при нагрузке ритмом высокой частоты, Ме (LQ-HQ).

Нагрузка ритмом высокой частоты (рис. 2) выявила большую устойчивость сердец животных, травмированных на фоне предварительного введения триметазидина. РЛЖД было выше при частоте импульсов 240 мин-1 - в 1,5 раза, при 300 мин-1 - в 1,3 раза, при 400 мин-1 - в 1,5 раза, при 500 мин-1 - в 2,0 раза за счет большей сохранности систолической функции. Величина дефекта диастолы в группе с использованием препарата была значимо ниже только при частоте стимуляции 500 мин-1.

Гипоксическая проба (табл. 1) выявила большую устойчивость травмированных сердец к гипоксическим и реоксигенационным повреждениям на фоне применения триметазидина. Это нашло свое отражение во всех силовых и скоростных характеристиках сократительной функции. На разных этапах эксперимента величины РЛЖД превышали таковые в группе сравнения в 1,4-4,5 раза, скорости сокращения - в 1,4-2,1 раза, скорости расслабления - в 1,23,2 раза. Оптимизация энергетического обмена миокарда обеспечивала большую сохранность мембранных структур, о чем свидетельствовал меньший выход в проток лактата (в 1,3 раза) и АсАТ в (1,5-1,9) раза на всех этапах эксперимента (рис. 3).

Гиперкальциевая проба (табл. 2) выявила большую сохранность механизмов, ответственных за удаление излишка кальция из сарколеммы, в группе с использованием триметазидина. Значения РЛЖД были в 1,5-3,5 раза выше, чем в группе сравнения, на всех этапах эксперимента, а на этапе реперфузии практически не отличались от контрольных. Лучшие показатели РЛЖД обеспечивались более высокими значениями СДЛЖ на всех этапах эксперимента и более низкими значениями ДДЛЖ до начала ги-перкальциевой перфузии и к концу реперфузии. Скорость сокращения миокарда в группе с предварительным введением триметазидина была выше в 1,3-1,8 раза, скорость расслабления - в 1,6-2,5 раза. На этапе реперфузии значения обоих показателей практически не отличались от исходных.

Таким образом, прямая оценка сократительной функции сердца на модели изолированного изоволюмически сокращающегося сердца показала большую сохранность ее силовых и скоростных характеристик, а также резервных возможностей в группе сердец, перенесших ушиб сердца на фоне предварительного введения триметазидина, по сравнению с травмированными сердцами без использования препарата.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что препарат оказывает цито- и кардиопротекторное действие при экспериментальном ушибе сердца, что выражается в большей сохранности мембранных структур и сократительной функции сердца. Эффективность триме-тазидина косвенно свидетельствует об участии гипоксии и связанных с ней нарушений энергетического метаболизма в развитии посттравматической миокардиальной дисфункции, а также обосновывает возможность клинического применения метаболических цитопротекторов при травматическом повреждении сердца.

1 Контроль

2 Травма

3 Триметазидин+травма

1 Контроль

2 Травма

3 Триметазидин+травма

tl

Стабилизация

Р^оксигенация

Стабилизация

1 Контроль

2 Травма

3 Триметазидин+травма

*

г£

гР

il

Стабилизация Г ипоксия Ргоксигенация

Рис. 3. Влияние триметазидина на потребление глюкозы (ммоль/л), выделение лактата (ммоль/л) и АсАТ (МЕ/л) изолированными сердцами крыс при проведении гипоксической пробы, Ме (LQ-HQ).

ЛИТЕРАТУРА

1. Василенко В.Х., Фельдман С.Б., Хитров Н.К. Миокардиодистрофия. - М.: Медицина, 1989. - 272 с.

2. Кузнецов М.Р, Кошкин В.М., Комов К.В. Современные аспекты диагностики, профилактики и лечения реперфузи-онного синдрома // Ангиология и сосудистая хирургия. -2006. - №1. - С.133-142.

3. Лукьянова Л.Д. Роль биоэнергетических нарушений в

Гипоксия Реоксигенация

патогенезе гипоксии // Патол. физиология и эксперим. терапия. - 2004. - №2. - С.2-11.

4. Маколкин В.И. Принципы и пути органопротекции при заболеваниях сердечнососудистой системы // Consilium medicum. -2003. - №11. - С.649-651.

5. Маколкин В.И., Осадчий К.К. Роль миокардиальной цитопротекции в оптимизации лечения ишемической болезни сердца // Consilium medicum. - 2004. - №5. - С.304-307.

6. Маслов Л.Н., Лишманов Ю.Б., Соленкова Н.В. Адаптация миокарда к ишемии. Первая фаза ишемического прекондиционирования // Успехи физиол. наук. - 2006. - №3. - С.25-41.

7. Меерсон Ф.З. Патогенез и предупреждение стрессорных и ишемических повреждений сердца. - М.: Медицина, 1984. - 268 с.

8. Писаренко О.И. Ишемическое прекон-диционирование: от теории к практике // Кардиология. - 2005. - №9. - С.62-72.

9. Писаренко О.И. и др. Метаболическая коррекция снижает размеры острого ишемического инфаркта миокарда у крыс // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 2006. - №3.

- С.267-269.

10. Соленкова Н.В., Маслов Л.Н., Дауни Дж.М. АТФ-зависимые К+-каналы и регуляция устойчивости сердца к ишемическим и реперфузионным воздействиям // Патол. физиология и эксперим. терапия. - 2006. - №2.

- С.28-31.

11. Способ моделирования ушиба сердца у мелких лабораторных животных (полезная модель): пат. 37427 Российская Федерация: МПК7 G 09B9/00 / Долгих В.Т., Корпачева О.В., Ершов А.В.; заявитель и патентообладатель Омская государственная медицинская академия. - №2003133897/20 (036729); заявл. 24.11.03; опубл. 20.04.04, Бюл. №11.

12. Fallen E.L., Elliot W.C., Richard G. Apparatus for study of ventricular function and metabolism in the isolated perfused rat heart // J. Appl. Phisiol. - 1967. - Vol. 22. №4. - P.836-839.

Информация об авторе: 644046 г. Омск, ул. Маяковского, д.44, кв. 9, тел. (3812) 30-15-97, e-mail: olgkor@mail.ru,

Корпачева Ольга Валентиновна - доцент, д.м.н.

© БОЛЬШЕДВОРСКАЯ Н.Е., ВАСИЛЬЕВА Л.С., МОЛОКОВ В.Д. - 2011

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОДОНТА ПРИ ЛЕЧЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПАРОДОНТИТА С ПОМОЩЬЮ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИИ «СУЛЬФАКРИТАТ»

Наталья Евгеньевна Большедворская, Людмила Сергеевна Васильева, Владислав Дмитриевич Молоков (Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра терапевтической стоматологии, зав. - д.м.н., проф. В.Д. Молоков, кафедра гистологии, зав. -

д.б.н., проф. Л.С. Васильева)

Резюме. Разработана и апробирована в эксперименте методика применения клеевой композиции «Сульфакрилат» в комплексном лечении пародонтита. Изучена динамика деструктивно-репаративного процесса в пародонте нижних резцов у крыс под влиянием клеевой композиции «Сульфакрилат». Установлено, что антибактериальная клеевая композиция «Сульфакрилат» с предварительной обработкой цемента зуба лимонной кислотой уменьшает деструктивные процессы в тканях пародонта, ускоряет прорастание коллагеновых волокон и восстановление опорно-удерживающей функции периодонта, обеспечивая тем самым стабилизацию пародонтальных тканевых структур.

Ключевые слова: пародонтит, деструктивно-репаративный процесс, клеевая композиция.

MORPHOLOGICAL CHARACTER OF PARODONTAL TISSUE IN TREATMENT OF EXPERIMENTAL PARODONTAL DISEASE WITH THE HELP OF ANTIBACTERIAL GLUE COMPOSITION “SULFACRILAT"

N.E. Bolshedvorskaya, L.S. Vasilyeva, V.D. Molokov

Summary. The method of using glue composition «Sulfacrilat» in complex treatment of parodontal disease was elaborated and aprobated in expierence. The dynamics of destructive and repairing processes in the parodontal tissue of rats lower incisors under the influence of glue composition Sulfacrilat has been investigated. It has been established that antibacterial glue composition «Sulfacrilat» together with preliminary treatment of dental cement by lemon acid decreases destructive processes in paradontal tissues and increases germination of collagenous fibers and restoration of supporting holding periodontal function thus providing the stability of parodontal tissue structures.