The effect of probiotic bacteria and pharmacological anti-inflammatory effects on the size of myocardial infarction in rats with systemic inflammation

Full Text

Список сокращений

ИРП — ишемическое-реперфузионное повреждение; ССВО — синдром системного воспалительного ответа; РЗН — размер зоны некроза; ИЛ — интерлейкин; ФНО — фактор некроза опухоли; ПРК — пробиотики; АНА — анакинра; ЛОЗ — лозартан; ЭТА — этанерцепт; ГСБ — гиосцина бутилбромид; ТФР — трансформирующий фактор роста.

Обоснование

Ишемическая болезнь сердца — ведущая причина инвалидизации и смертности в мире. Несмотря на активное внедрение профилактических программ, распространенность ишемической болезни сердца непрерывно увеличивается в течение последних 30 лет в большинстве стран мира [1]. Наиболее опасная клиническая форма ишемической болезни сердца — острый коронарный синдром — по-прежнему характеризуется высоким уровнем летальности, который не имеет тенденции к снижению, по крайней мере, при остром коронарном синдроме без подъема сегмента ST [2]. Более того, острый коронарный синдром — важнейший фактор, способствующий формированию хронической сердечной недостаточности у пациентов с ишемической болезнью сердца. Основная детерминанта прогноза у перенесших острый коронарный синдром пациентов — размер инфаркта миокарда [3]. Среди большого числа кардиопротективных воздействий, уменьшающих размер инфаркта в экспериментальных исследованиях, в клинической практике в настоящее время доказан только эффект ранней реваскуляризации миокарда. К причинам «трансляционного кризиса» в области кардиопротекции эксперты относят видовые особенности миокарда человека, наличие коморбидности и полипрагмазии, а также влияние возраста, нивелирующее инфаркт-лимитирующий эффект многих фармакологических воздействий [4]. Таким образом, вопрос поиска новых неинвазивных, безопасных и эффективных в клинических условиях способов уменьшения ишемического-реперфузионного повреждения (ИРП) миокарда сохраняет свою актуальность. В последние годы в научной литературе появились сообщения о воздействии на ИРП миокарда посредством модуляции состава кишечной микробиоты, в том числе путем применения антибиотиков, пробиотиков, трансплантации кишечной микрофлоры и модификации состава диеты [5]. В исследованиях нашего коллектива было показано, что введение крысам с синдромом системного воспалительного ответа (ССВО) пробиотических штаммов Lactobacillus acidophilus (LA-5) и Bifidobacterium animalis subsp. lactis (BB-12) приводит к уменьшению отклонений иммунологических показателей, а также сопровождается уменьшением размера инфаркта как на модели глобальной ишемии-реперфузии изолированного сердца, так и на модели коронароокклюзионного инфаркта in vivo [6]. Важно отметить, что кардиопротективный эффект пробиотической терапии имеет место только при использовании живых бактерий и утрачивается при назначении животным метабиотической формы штамма Lactobacillus delbrueckii D5 [7]. Молекулярные механизмы пробиотической кардиопротекции практически не изучены. Ряд предварительных исследований свидетельствует, что повышение устойчивости миокарда к ИРП после изменения состава кишечной микробиоты может быть опосредовано увеличением продукции короткоцепочечных жирных кислот с воздействием на рецептор свободных жирных кислот 3 (FFAR3), а также стимуляцией G-белок-связанного мембранного рецептора желчных кислот (TGR5) и уменьшением продукции лептина [8, 9]. С другой стороны, логично предположить, что уменьшение размера зоны некроза (РЗН) у животных с ССВО под действием пробиотиков, отмеченное в наших экспериментах, может быть связано с уменьшением проявлений системного воспаления. Это предположение базируется на имеющихся экспериментальных данных о том, что РЗН при ССВО значимо выше, чем у контрольных животных [10]. При этом хорошо известно, что определенные направленные изменения состава кишечной микробиоты приводят к нормализации повышенной проницаемости кишечного эпителиального барьера и следовательно, к уменьшению выраженности бактериальной транслокации, либо к стимуляции противовоспалительных механизмов в виде активации Т-регуляторов [11]. Для проверки гипотезы о возможном участии про- и противовоспалительных сигнальных каскадов в реализации кардиопротективного эффекта пробиотического прекондиционирования на первом этапе требуется получить данные о наличии собственного эффекта используемых «фармакологических инструментов» на размер инфаркта и проявления системного воспаления. Для решения этой задачи в настоящей работе на животных с ССВО был изучен эффект четырех фармакологических воздействий, направленных на блокаду разных молекулярных путей индукции и поддержания воспаления.

Цель — изучить выраженность кардиопротективного эффекта смеси пробиотических штаммов L. acidophilus (LA-5) и B. animalis subsp. lactis (BB-12) у крыс с синдромом системного воспалительного ответа в сравнении с применением блокаторов рецепторов интерлейкина 1 (ИЛ-1), АТ1-рецепторов ангиотензина II, M-холинорецепторов, а также ингибитора связывания фактора некроза опухоли альфа (ФНО-α) с его рецепторами.

Материалы и методы

Эксперименты выполнены на самцах крыс стока Wistar улучшенного конвенционального статуса массой 320 ± 20 г в соответствии с директивой Европейского Совета по соблюдению этических принципов в работе с лабораторными животными. Протокол-заявка на использование животных был рассмотрен и утвержден Комиссией по контролю содержания и использования лабораторных животных ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России (ПЗ23_9_V2 от 06.09.2023). Моделирование ССВО подробно описано ранее [12]. Животных случайным образом распределяли в одну из семи групп (n = 9 в каждой группе): 1) контрольная группа — крысы получали стандартный корм и питьевую воду ad libitum; 2) группа СВО (системный воспалительный ответ) — животным с первичным висцеральным ожирением, индуцированным диетой с повышенным содержанием жиров и углеводов, под комбинированным наркозом (тилетамин 20 мг/кг внутримышечно, изофлуран 1,5%) однократно ректально вводили 1 мл смеси 3% раствора уксусной кислоты и 3% этанола для индукции острого колита. Начиная с этого дня, этим животным внутрижелудочно вводили смесь антимикробных препаратов (амоксициллин, метронидазол и кларитромицин) в 1 мл 9% раствора натрия хлорида в суточной дозе по 30 мг/кг каждого препарата на крысу в течение 3 дней и 1 мл 9% раствора натрия хлорида в течение 5 дней; 3) группа ПРК (пробиотики) — крысам, прошедшим процедуры, описанные для предыдущей группы, дополнительно внутрижелудочно ежедневно вводили 1 мл раствора смеси пробиотических штаммов LA-5 и BB-12 в дозе 10⁸ КОЕ на одно животное в течение 8 последних дней эксперимента; 4) группа АНА (анакинра) — в последние 8 дней эксперимента вместо смеси пробиотиков подкожно вводили по 6 мг/(кг × сут) антагониста рецепторов ИЛ-1 — анакинры — на одно животное в 0,2 мл растворителя; 5) группа ЛОЗ (лозартан) — в последние 8 дней эксперимента животным перорально в 1 мл 9% раствора натрия хлорида вводили по 1,0 мг/(кг × сут) АТ1-блокатора рецепторов ангиотензина II — лозартана; 6) группа ЭТА (этанерцепт) — в последние 8 дней эксперимента животным подкожно вводили по 0,2 мг/(кг × сут) этанерцепта в 0,2 мл растворителя; 7) группа ГСБ (гиосцина бутилбромид) — в последние 8 дней эксперимента животным перорально в 1 мл 9% раствора натрия хлорида вводили по 1,0 мг/(кг × сут) блокатора М-холинорецепторов гиосцина бутилбромида. Дозировки и режимы введения АНА, ЛОЗ, ЭТА и ГСБ были подобраны на основе данных о применении в ветеринарии и научной литературы [13–16].

За день до завершения эксперимента у крыс под краткосрочным изофлурановым наркозом брали цельную кровь (1,5 мл) из большой подкожной вены для гематологического и иммунологического анализа. Количество лейкоцитов в периферической крови определяли на автоматическом ветеринарном гематологическом 3-дифференциальном анализаторе (URIT-3000 Vet Plus, URIT Medical Electronic, Китай). Уровень ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-6 и трансформирующего фактора роста бета (TФР-β) в плазме крови оценивали иммуноферментным методом (MR-96A, Mindray, Китай).

Глобальную ишемию-реперфузию изолированного сердца моделировали на модернизированной установке по Лангендорфу. Данная модель была выбрана в качестве первичной по отношению к модели окклюзии левой коронарной артерии для оценки влияния тестируемых препаратов непосредственно на миокард без учета системных нейрогуморальных воздействий при моделировании ишемии-реперфузии. Для этого животных наркотизировали изофлураном, фиксировали на операционном столе и выполняли широкий двухсторонний чрездиафрагмальный разрез с обеспечением доступа к сердцу. Сердце удаляли и обеспечивали его ретроградную перфузию через аорту буфером Кребса–Хенселейта с высотой гидростатического столба 80 мм рт. ст. при температуре 37°C. Непосредственно после начала перфузии в левый желудочек через митральный клапан помещали полиэтиленовый баллон, соединенный гибкой канюлей с датчиком давления и программно-аппаратным комплексом для регистрации гемодинамики (PhysExp Gold, Кардиопротект, Россия). Продолжительность глобальной ишемии составляла 30 мин, реперфузии — 90 мин. Через 15 мин стабилизации в исходном состоянии, а также на 15, 30, 45, 60, 75 и 90-й минутах реперфузии регистрировали следующие параметры: систолическое давление в левом желудочке (мм рт. ст.), частоту сердечных сокращений (в минуту), коронарный поток (мл/мин). После завершения реперфузии сердце разрезали на 5 поперечных срезов толщиной 2 мм, которые инкубировали при 37°C в 1% растворе трифенилтетразолия хлорида (ТТХ) в течение 15 мин. После этого срезы фотографировали цифровой камерой, сопряженной со стереомикроскопом, а изображения кодировали. Исследователь, не знающий порядка кодирования изображений, проводил планиметрическую оценку РЗН с использованием программы ImageJ. РЗН выражали в виде усредненного по пяти срезам процента площади ТТХ-негативных зон.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью программного пакета Statistica 12.0. Для статистического анализа дискретных значений использовали непараметрический критерий Краскела–Уоллиса для обнаружения статистически значимых различий, с последующим апостериорным сравнением по U-критерию Манна–Уитни. В таблицах приведены значения медианы (Mе), а также нижнего и верхнего квартилей [Q₁; Q₃]. Гемодинамические показатели в динамике представлены в виде «среднее ± стандартное отклонение». Статистически значимыми считали различия при р < 0,05.

Результаты

В группе СВО количество лейкоцитов было значимо выше, чем в контроле — 5,3 [5, 2; 6, 3] × 10⁹/л и 3,2 [2, 9; 3, 4] × 10⁹/л соответственно, р < 0,05. В группе ПРК количество лейкоцитов было значимо меньше, чем в группе СВО — 3,7 [3, 2; 4, 3] × 10⁹/л, р < 0,05. В группах АНА, ЭТА, ЛОЗ и ГСБ количество лейкоцитов не отличалось от такового в группе СВО — 4,0 [3, 6; 4, 4] × 10⁹/л , 4,9 [4, 0; 7, 2] × 10⁹/л, 5,3 [3, 7; 6, 4] × 10⁹/л и 5,3 [4, 1; 5, 4] × 10⁹/л соответственно, p >0,05. В табл. 1 показаны результаты оценки уровня маркеров воспаления в плазме крови. Отмечено значимое увеличение концентрации ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-6 и TФР-β в крови животных в группе СВО на 64, 41, 43 и 50% соответственно по отношению к контролю (на 217%, р < 0,05). Введение животным пробиотиков сопровождалось значимым уменьшением уровня ИЛ-1β на 50% и ИЛ-6 на 36% по сравнению с группой СВО. В группе АНА уровень ФНО-α, ИЛ-6 и TФР-β стал ниже на 80, 90 и 26% соответственно (р < 0,05) по отношению к СВО. Концентрация ИЛ-1β и ИЛ-6 в группе ЛОЗ в сравнении с СВО было меньше на 50 и 33% (р < 0,05); ИЛ-6 в группе ГСБ — меньше на 60%, чем в группе СВО (р < 0,05). В группе ЭТА статистически значимых изменений по отношению к контролю и СВО не отмечено, в связи с большим разбросом данных в выборке.

 

Таблица 1. Результаты оценки уровней цитокинов в плазме крови, Mе [Q₁; Q₃]

Table 1. The results of the assessment of cytokine levels in blood plasma, Mе [Q₁; Q₃]

Аналит	Контрольная группа	Группа СВО	Группа ПРК	Группа АНА	Группа ЛОЗ	Группа ЭТА	Группа ГСБ
Фактор некроза опухоли альфа, пг/мл	1,1 [1, 0; 1, 4]	1,8 [1, 5; 3, 0]*	1,2 [0, 5; 1, 5]	1,0 [0, 5; 1, 4]#	0,9 [0, 5; 1, 5]	1,7 [0, 4; 4, 0]	2,1 [1, 7; 5, 0]
Интерлейкин 1 бета, пг/мл	85 [70; 90]	120 [113; 150]*	80 [62; 95]#	79 [65; 120]	80 [59; 98]#	94 [78; 145]	91 [82; 110]
Интерлейкин 6, пг/мл	5,6 [4, 7; 6, 0]	8,0 [7, 9; 9, 0]*	5,9 [5, 6; 6, 3]#	4,2 [3, 0; 4, 4]#	6,0 [4, 1; 6, 4]#	7,1 [6, 0; 9, 9]	5,0 [3, 9; 5, 9]#
Трансформирующий фактор роста бета, пг/мл	26 [21; 30]	39 [39; 43]*	30 [25; 41]	31 [19; 34]#	37 [25; 37]	35 [22; 40]	43 [27; 41]

Примечание. * р < 0,05 по отношению к контрольной группе; ^# р < 0,05 по отношению к группе СВО (синдром системного воспалительного ответа — ССВО); ПРК — ССВО и смесь LA-5 и ВВ-12; АНА — ССВО и анакинра; ЛОЗ — ССВО и лозартан; ЭТА — ССВО и этернацепт; ГСБ — ССВО и гиосцин бутилбромид.

Note. * р < 0.05 in relation to the control group; ^# р < 0.05 in relation to the CВО group (systemic inflammatory response syndrome, ССВО); ПРК, ССВО and a mixture of LA-5 and BB-12; AНA, ССВО and anakinra; ЛОЗ, ССВО and losartan; ЭTA, ССВО and eternacept; ГСБ, ССВО and hyoscine butyl bromide.

 

Гемодинамические показатели изолированного сердца не отличались между группами (табл. 2).

 

Таблица 2. Гемодинамические показатели на модели изолированного сердца

Table 2. Hemodynamic parameters on an isolated heart model

Параметры	Контрольная группа	Группа СВО	Группа ПРК	Группа АНА	Группа ЛОЗ	Группа ЭТА	Группа ГСБ
Исходно
СДЛЖ ЧСС КП	122 ± 21 240 ± 32 15 ± 2	115 ± 41 227 ± 28 14 ± 3	141 ± 45 232 ± 31 12 ± 3	124 ± 24 233 ± 42 14 ± 4	140 ± 27 204 ± 10 13 ± 2	136 ± 24 227 ± 28 14 ± 5	151 ± 15 221 ± 45 12 ± 4
Реперфузия
15 мин СДЛЖ ЧСС КП	232 ± 60 364 ± 19 9 ± 3	223 ± 66 329 ± 62 10 ± 5	219 ± 75 371 ± 57 10 ± 3	165 ± 59 318 ± 60 11 ± 3	147 ± 80 353 ± 25 12 ± 3	146 ± 73 345 ± 62 11 ± 3	182 ± 29 318 ± 16 11 ± 1
30 мин CДЛЖ ЧСС КП	124 ± 78 364 ± 19 9 ± 3	200 ± 57 329 ± 15 10 ± 4	202 ± 71 305 ± 32 10 ± 3	160 ± 60 372 ± 23 10 ± 2	133 ± 75 317 ± 45 10 ± 2	125 ± 67 275 ± 44 11 ± 2	181 ± 37 299 ± 36 10 ± 1
45 мин СДЛЖ ЧСС КП	130 ± 74 275 ± 51 8 ± 3	190 ± 55 300 ± 67 9 ± 4	196 ± 92 249 ± 45 10 ± 2	158 ± 56 323 ± 71 10 ± 2	150 ± 73 301 ± 43 10 ± 1	132 ± 71 270 ± 50 10 ± 2	195 ± 33 268 ± 33 10 ± 1
60 мин СДЛЖ ЧСС КП	133 ± 69 284 ± 53 8 ± 3	188 ± 51 287 ± 82 9 ± 5	191 ± 63 251 ± 68 8 ± 2	158 ± 56 269 ± 53 10 ± 2	154 ± 74 266 ± 71 10 ± 1	134 ± 69 231 ± 18 10 ± 1	201 ± 38 275 ± 97 10 ± 1
75 мин СДЛЖ ЧСС КП	134 ± 71 275 ± 85 7 ± 3	193 ± 52 318 ± 77 7 ± 5	186 ± 64 245 ± 82 8 ± 2	157 ± 58 245 ± 69 9 ± 2	152 ± 70 284 ± 91 9 ± 1	136 ± 69 238 ± 26 9 ± 2	201 ± 38 335 ± 67 8 ± 1
90 мин СДЛЖ ЧСС КП	134 ± 69 281 ± 83 7 ± 3	192 ± 51 299 ± 81 7 ± 4	184 ± 62 231 ± 80 8 ± 51	156 ± 58 239 ± 60 9 ± 2	149 ± 69 284 ± 71 8 ± 1	134 ± 67 239 ± 16 8 ± 2	195 ± 36 234 ± 35 8 ± 1

Примечание. СДЛЖ — систолическое давление в левом желудочке, мм рт. ст.; ЧСС — частота сердечных сокращений в минуту; КП — коронарный поток, мл/мин. Группы: СВО (синдром системного воспалительного ответа — ССВО); ПРК — ССВО и смесь LA-5 и ВВ-12; АНА — ССВО и анакинра; ЛОЗ — ССВО и лозартан; ЭТА — ССВО и этернацепт; ГСБ — ССВО и гиосцин бутилбромид.

Note. СДЛЖ, systolic pressure in the left ventricle; ЧСС, heart rate; КП, coronary flow. Groups: CВО (systemic inflammatory response syndrome, ССВО); ПРК, ССВО and a mixture of LA-5 and BB-12; AНA, ССВО and anakinra; ЛОЗ, ССВО and losartan; ЭTA, ССВО and eternacept; ГСБ, ССВО and hyoscine butyl bromide.

 

РЗН миокарда в группе с моделированием СВО был значимо выше, чем в контрольной группе: 45% [38; 48] и 30% [26; 31], p < 0,05. В группах ПРК, АНА и ЛОЗ РЗН составил 32% [28; 35], 26% [24; 35] и 30% [25; 36], что значимо меньше по сравнению с группой СВО, p < 0,05. В группах ЭТА и ГСБ РЗН составил 35% [26; 36] и 42% [32; 46], существенно не отличаясь от значения в группе СВО, р >0,05 (рис. 1).

 

Рис. 1. Размер зоны некроза миокарда по группам. Группы: КТР — контроль; СВО — синдром системного воспалительного ответа (ССВО); ПРК — ССВО и смесь LA-5 и ВВ-12; АНА — ССВО и анакинра; ЭТА — ССВО и этернацепт; ЛОЗ — ССВО и лозартан; ГСБ — ССВО и гиосцин бутилбромид. * р < 0,05 по отношению к контрольной группе; ^# р < 0,05 по отношению к группе СВО.

Fig. 1. The size of the myocardial necrosis zone by group. Groups: CON, Control; SIR, systemic inflammatory response syndrome (SIRS); PRK, SIRS and a mixture of LA-5 and BB-12; ANA, SIRS and anakinra; LOZ, SIRS and losartan; ETA, SIRS and eternacept; GSB, SIRS and hyoscine butyl bromide. * p < 0.05 in relation to the CON group; ^# p < 0.05 in relation to the SIR group.

 

Обсуждение

Проведенные эксперименты подтвердили ранее продемонстрированный нами и другими авторами эффект увеличения размера инфаркта при моделировании ССВО, возникающем при остром химически индуцированном колите и подтвержденном наличием лейкоцитоза и гиперцитокинемии [10]. Эти данные полностью соответствуют общепринятой концепции о кардионегативном влиянии высоких концентраций провоспалительных цитокинов на инотропную функцию миокарда и устойчивость миокарда к ИРП [17]. В частности, хорошо известно, что повышение концентрации в крови ключевых провоспалительных цитокинов — ФНО-α и ИЛ-1β — сопровождается увеличением проницаемости микрососудов миокарда и экспрессии на эндотелии адгезионных молекул, индукцией синтеза провоспалительных медиаторов в макрофагах миокарда, отрицательным инотропным действием на миокард и активацией механизмов апоптоза кардиомиоцитов [18]. В последние годы получены дополнительные убедительные данные о том, что наличие острого воспаления с гиперцитокинемией способствует снижению устойчтвости миокарда к ИРП. Так, в работе W. Mami и соавт. [19] на модели декстран сульфат-индуцированного воспалительного заболевания кишечника у мышей было показано, что выраженность ИРП миокарда при наличии системного воспаления значимо увеличивается.

Второе наблюдение, сделанное в настоящем исследовании, заключается в уменьшении размера инфаркта в группе животных, получавших пробиотическую терапию после моделирования ССВО с целью коррекции его негативного воздействия на миокард. Было показано, что внутрижелудочное введение смеси пробиотических штамммов L. acidophilus (LA-5) и B. animalis subsp. lactis (BB-12) приводит к значимому уменьшению размера инфаркта у животных с ССВО. При этом размер инфаркта не имел значимых отличий от группы контроля. Эти данные подтвердили ранее полученные нами результаты о наличии инфаркт-лимитирующего эффекта пробиотической терапии на фоне ССВО [6, 10]. Механизмы пробиотик-опосредованной кардиопротекции требуют дальнейшего изучения. Результаты немногочисленных исследований показывают, что инфаркт-лимитирующий эффект модуляции кишечного микробиома с помощью пробиотиков может быть связан с уменьшением продукции лептина, изменением профиля продукции желчных кислот и их воздействия на ядерный фарнезоидный рецептор X (FXR) и G-белок-связанный мембранный рецептор желчных кислот 1 (TGR5), а также с усилением продукции короткоцепочечных жирных кислот и их воздействием на рецепторы FFAR3, экспрессирующиеся кардиомиоцитами у животных без признаков системного воспаления [20]. Вместе с тем наиболее логичным объяснением инфаркт-лимитирующего эффекта пробиотической терапии у животных с ССВО может быть уменьшение выраженности гиперцитокинемии, опосредованное влиянием экзогенных бактерий-модуляторов микробиоценоза кишечника, обеспечивающих нормализацию проницаемости кишечного эпителия и уменьшение проявлений системного и локального воспаления. В ряде проведенных исследований было отмечено уменьшение уровня липополисахарида и провоспалительных цитокинов в плазме крови, которое было ассоциировано с инфаркт-лимитирующим действием модуляции микробиоты [21]. Для изучения молекулярных механизмов пробиотической кардиопротекции может быть использован набор фармакологических агентов, которые либо блокируют сигнальные механизмы воспаления, либо напротив, препятствуют реализации противовоспалительных мехнизмов. В первом случае следует ожидать однонаправленного с эффектом пробиотика результата, который может либо суммироваться с основным действием, либо обеспечивать сопоставимый по выраженности эффект без суммирования. Во втором случае при задействованности тестируемого механизма кардиопротекции ожидается отмена инфаркт-лимитирующего эффекта пробиотического штамма, а при отстутствии его участия — сохранение кардиопротективного фенотипа. Однако перед тестированием непосредственного участия того или иного молекулярного эффектора в механизмах пробиотической кардиопротекции необходимо убедиться в отсутствии его самостоятельного влияния на РЗН, поскольку его наличие будет затруднять интерпретацию данных по кардиопротективным механизмам. С этой целью в настоящем исследовании было проанализировано вляние АНА, ЭТА, ЛОЗ и ГСБ на размер инфаркта у крыс с ССВО. При этом было обнаружно, что АНА и ЛОЗ обладают сопоставимым с ПРК инфаркт-лимитирующим действием, а ЭТА и ГСБ не влияют на РЗН.

Инфаркт-лимитирующий эффект антагонистов/блокаторов рецептора ИЛ-1 был ранее неоднократно показан на экспериментальных моделях, в частности, у крыс [22] и мышей [23]. Наша работа, выполненная на модели ишемии-реперфузии миокарда в сочетании с ССВО, подтвердила наличие кардиопротективного потенциала блокатора рецептора ИЛ-1 у крыс. Несколько сложнее интерпретировать результаты использования блокатора ФНО-α — этанерцепта. С одной стороны, хорошо известно, что увеличение экспрессии ФНО-α в миокарде ассоциировано с увеличением РЗН, а применение этанерцепта у собак сопровождается уменьшением частоты возникновения желудочковых тахиаритмий и РЗН [24]. При этом использование антител против ФНО-α обеспечивало у кроликов кардиопротективный эффект, сопоставимый по выраженности с эффектом ишемического прекондиционирования [25]. Сходным образом генетическая делеция ИЛ-6, представляющего собой другой важнейший провоспалительный цитокин, сопровождалась уменьшением РЗН миокарда на модели in vivo у мышей [26]. С другой стороны, низкие дозы ФНО-α при добавлении в перфузат изолированного сердца крысы обеспечивают возникновение эффекта фармакологического прекондиционирования, опосредованного генерацией сигнальных концентраций активных форм кислорода [27]. Таким образом, роль ФНО-α как модулятора ИРП миокарда, в том числе при моделировании ССВО, неоднозначна. В зависимости от тканевого и системного уровня этот цитокин может выступать как в роли блокатора кардиопротективного ответа, так и в роли его медиатора. В наших экспериментах применение этанерцепта не привело к уменьшению РЗН и не сопровождалось уменьшением концентрации ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО-α в плазме крови, что свидетельствует в пользу предположения об отсутствии сигнальной роли ФНО-α в механизмах кардиопротекции при ССВО. Очевидно, уровень ФНО-α в крови при ССВО намного выше той его концентрации, которая могла бы вызывать кардиопротективный сигналинг.

Стимуляция АТ1 рецепторов ангиотензина II при активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы сопровождается такими эффектами, как гипертрофия миокарда, гипертрофия и гиперплазия сосудистых гладких миоцитов, оксидативный стресс за счет активации NADPH-оксидазного комплекса и повышение тонуса симпатической нервной системы, что в совокупности свидетельствует о провоспалительных эффектах ангиотензина II. В литературе описаны кардиопротективные эффекты тканевых ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента и блокаторов АТ1 рецепторов ангиотензина II [28]. При этом имеются и единичные сообщения об отсутствии влияния сартанов, в частности ирбесартана, на РЗН [29]. Cледует также учитывать, что в более ранних исследованиях была доказана способность самого ангиотензина II вызывать дозозависимое уменьшение размера инфаркта у крыс [30]. В наших экспериментах на модели ССВО лозартан вызвал значимое уменьшение РЗН и однонаправленные с ПРК эффекты в отношении уменьшения концентрации провоспалительных цитокинов ИЛ-1β и ИЛ-6.

Холинэргический противовоспалительный путь связан с активацией эфферентного звена вегетативных рефлексов и повышением тонуса парасимпатической нервной системы, в том числе при нейромодуляции [31]. Хотя основное значение в реализации противовоспалительных эффектов парасимпатической нервной системы уделяется никотиновым холинорецепторам, в современной литературе есть также упоминания о роли мускариновых рецепторов. Так, например, активация M3 подтипа рецепторов ацетилхолина сопровождалась возникновением кардиопротективного ответа у крыс [32]. Активация мускариновых рецепторов различных подтипов оказывает ряд позитивных эффектов на сердце при ишемической болезни, включая расширение коронарных артерий, отрицательный хроно- и инотропный эффекты, антифибрилляторный эффект и кардиопротекцию [33]. В настоящем исследовании использование М-холиноблокатора гиосцина бутилбромида сопровождалось уменьшением уровня ИЛ-6, но не приводило к значимому снижению РЗН по сравнению с ССВО. По-видимому, М-холинорецепторные механизмы не играют существенной роли в обеспечении кардиопротекции у животных с моделированием ССВО.

Заключение

Таким образом, нами показано, что использование различных противовоспалительных фармакологических воздействий приводит к неоднозначным эффектам у крыс с моделью ССВО. Блокада связывания ФНО-α с рецептором и блокада М-холинорецепторов не сопровождались уменьшением РЗН. Аналогичным группе ПРК кардиопротективным и противовоспалительным действием обладала фармакологическая блокада рецепторов ИЛ-1 и АТ1 рецепторов ангиотензина II, что свидетельствует об однонаправленности эффекта протестированных воздействий. Для изучения механизмов пробиотик-опосредованной кардиопротекции целесообразно использовать блокаторы, не обладающие собственным выраженным эффектом на ИРП миокарда.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 23-15-00139), https://rscf.ru/project/23-15-00139 и проводилось с использованием оборудования Центра доклинических исследований Института экспериментальной медицины ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова».

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическая экспертиза. Протокол-заявка на использование животных был рассмотрен и утвержден Комиссией по контролю содержания и использования лабораторных животных ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» (ПЗ23_9_V2 от 06.09.2023).

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Наибольший вклад распределен следующим образом: Ю.Ю. Борщев — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материалов, обзор литературы, анализ полученных данных, написание текста; С.М. Минасян, Е.С. Процак — проведение исследований изолированного сердца на модернизированной установке по Лангендорфу; И.Ю. Буровенко — анализ полученных данных, написание текста, обзор литературы; О.В. Борщева — исследования крови (иммуноферментный анализ, гематология, биохимия); В.Ю. Борщев — оценка размеров зоны некроза миокарда; М.М. Галагудза — концепция и дизайн исследования, обзор литературы, анализ полученных данных, написание текста.

Additional information

Funding source: The study was supported by a grant from the Russian Science Foundation (Project No. 23-15-00139), https://rscf.ru/project/23-15-00139 and was conducted using the equipment of the Center for Preclinical Research of the Institute of Experimental Medicine of the Almazov National Medical Research Center.

Competing interests: The authors declare that they have no competing interests.

Ethics approval: The protocol-application for the use of animals was reviewed and approved by the Commission for the Control of the Maintenance and Use of Laboratory Animals of the Almazov National Medical Research Center (PZ23_9_V2 dated 09.06.2023).

Author contribution: All authors made a substantial contribution to the conception of the study, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the article, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the study.

Personal contribution of each author: Yu.Yu. Borshchev, M.M. Galagudza: experimental design, collecting and preparation of samples, data analysis, writing the main part of the text; S.M. Minasyan, E.S. Protsak, O.V. Borshcheva, and V.Yu. Borshchev: collecting and preparation of samples; I.Yu. Burovenko: data analysis, literature review, making final edits.

About the authors

Yuri Yu. Borshchev

Almazov National Medical Research Center; Petrov National Medical Research Center of Oncology

Email: niscon@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3096-9747
SPIN-code: 3454-4113

Сand. Sci. (Biology), Head of the Toxicology Department of the Institute of Experimental Medicine; Researcher at the Laboratory of Cancer Chemoprophylaxis and Oncopharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Sarkis M. Minasyan

Almazov National Medical Research Center; Academician Pavlov First Saint Petersburg State Medical University

Email: carkis@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-6382-5286
SPIN-code: 5241-8875

MD, Cand. Sci. (Medicine), Senior Researcher at the Laboratory of Myocardial Microcirculation of the Institute of Experimental Medicine; Researcher at the Department of Pathophysiology

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Inessa Yu. Burovenko

Almazov National Medical Research Center

Email: burovenko.inessa@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6637-3633
SPIN-code: 2112-1480

Junior Researcher at the Toxicology Department of the Institute of Experimental Medicine

Russian Federation, Saint Petersburg

Egor S. Protsak

Almazov National Medical Research Center

Email: egor-protsak@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9217-9890
SPIN-code: 8762-0486

Junior Researcher at the Toxicology Department of the Institute of Experimental Medicine

Russian Federation, Saint Petersburg

Victor Yu. Borshchev

Academician Pavlov First Saint Petersburg State Medical University

Email: frapsodindva@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-6943-0159
SPIN-code: 1933-6545

Student

Russian Federation, Saint Petersburg

Olga V. Borshcheva

Almazov National Medical Research Center

Author for correspondence.
Email: violga27@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-6131-3085
SPIN-code: 7532-5404

Researcher at the Toxicology Department of the Institute of Experimental Medicine

Russian Federation, Saint Petersburg

Michael M. Galagudza

Almazov National Medical Research Center; Academician I.P. Pavlov First Saint Petersburg State Medical University; Institute for Analytical Instrumentation of the Russian Academy of Sciences

Email: galagudza@almazovcentre.ru
ORCID iD: 0000-0001-5129-9944
SPIN-code: 2485-4176

MD, Dr. Sci. (Medicine), Corresponding Member and Professor of the RAS, Director of the Institute of Experimental Medicine; Professor at the Department of Pathophysiology; Chief Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

Supplementary files