Инотропная реакция миокарда крыс разного возраста на экстрасистолические воздействия при постинфарктном кардиосклерозе

Цель: исследовать инотропную реакцию изолированных полосок папиллярных мышц из сердец крыс в возрасте 4, 12 и 24 мес. на экстрасистолические воздействия при постинфарктном кардиосклерозе (ПИКС).

Материал и методы. Исследовали возраст-зависимые особенности инотропного ответа изолированных полосок папиллярных мышц крыс при ПИКС. Оценивали ритмо-инотропную реакцию миокарда на экстрасистолические воздействия у ложнооперированных (ЛО) крыс и крыс со сформировавшимся ПИКС в возрастных группах 4, 12 и 24 мес. Показано, что возбудимость саркоплазматической мембраны кардиомиоцитов увеличивается у 12-месячных ЛО животных и снижается у 24-месячных относительно группы 4-месячных ЛО животных. Способность саркоплазматического ретикулума (СПР) кардиомиоцитов аккумулировать ионы кальция (Са2+) не зависит от возраста. Постинфарктное ремоделирование миокарда сопровождается снижением возбудимости сарколеммы у 4-месячных животных и повышением у 24-месячных особей относительно значений у ЛО крыс соответствующего возраста. При этом Са2+-аккумулирующая способность СПР снижается у 4- и 12-месячных животных, оставаясь неизмененной у 24-месячных особей.

1. Kane A.E., Bisset E.S., Keller K.M., Ghimire A., Pyle W.G., Howlett S.E. Age, sex and overall health, measured as frailty, modify myofilament proteins in hearts from naturally aging mice. Sci. Rep. 2020;10:10052. DOI: 10.1038/s41598-020-66903-z.

2. Lakatta E.G., Levy D. Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises: Part II: the aging heart in health: links to heart disease. Circulation. 2003;107(2):346–354. DOI: 10.1161/01.cir.0000048893.62841.f7.

3. Билалова Г.А., Ситдиков Ф.Г., Дикопольская Н.Б., Шайхелисламова М.В., Зефиров Т.Л. Адренорецепторы в дофаминергической регуляции сократимости миокарда крыс в онтогенезе. Бюл. эксперим. биол. и мед. 2016;162(12):738–742. DOI: 10.1007/s10517-017-3709-y.

4. Швалев В.Н., Рогоза А.Н., Сергиенко В.Б., Реутов В.П., Аншелес А.А., Тарский Н.А. и др. Mорфофункциональная диагностика возрастных нейродистрофических изменений организма, предшествующих внезапной сердечной смерти. Морфологические ведомости. 2016;24(4):8–21. DOI: 10.20340/mv-mn.2016.24(4):8-21.

5. Conte M.R. Gender Differences in the Neurohumoral Control of the Cardiovascular System. Ital. Heart J. 2003;4(6):367–370.

6. Реброва Т.Ю., Афанасьев С.А., Островик М.О. Возрастзависимые изменения адренореактивности при экспериментальном постинфарктном кардиосклерозе. Успехи геронтологии. 2020;33(4):729–734. DOI: 10.34922/AE.2020.33.4.015.

7. Путятина А.Н., Ким Л.Б. Внеклеточный матрикс сердца и постинфарктный репаративный фиброз (часть 1). Вестник САФУ. Серия: Медико-биологические науки. 2016;4:54–66. DOI: 10.17238/issn2308-3174.2016.4.54.

8. Izu L.T., Kohl P., Boyden P.A., Miura M., Banyasz T., Chiamvimonvat N. et al. Mechano-electric and mechano-chemo-transduction in cardiomyocytes. J. Physiol. 2020;598(7):1285–1305. DOI: 10.1113/JP276494.

9. Yue P., Long C.S., Austin R., Chang K.C., Simpson P.C., Massie B.M. Post-infarction heart failure in the rat is associated with distinct alterations in cardiac myocyte molecular phenotype. Mol. Cell Cardiol. 1998;30(8):1615–1630. DOI: 10.1006/jmcc.1998.0727.

10. Cheng Y., Li W., Mc Elfresh T.A., Chen X., Berthiaume J.M., Castel L. et al. Changes in myofilament proteins, but not Ca²-regulation, are associated with a high-fat diet-induced improvement in contractile function in heart failure. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2011;301(4):H1438– H1446. DOI: 10.1152/ajpheart.00440.2011.

11. Yano M., Ikeda Y., Matsuzaki M. Altered intracellular Ca2+ handling in heart failure. J. Clin. Invest. 2005;115(3):556–564. DOI: 10.1172/JCI24159.

12. Кондратьева Д.С., Афанасьев С.А., Фалалеева Л.П., Шахов В.П. Инотропная реакция миокарда крыс с постинфарктным кардиосклерозом на экстрасистолические воздействия. Бюл. эксперим. биол. и мед. 2005;139(6):613–616. DOI: 10.1007/s10517-005-0367-2.

13. Sadredini M., Danielsen T.K., Aronsen J.M., Manotheepan R., Hougen K., Sjaastad I. et al. Beta-adrenoceptor stimulation reveals Ca2+ waves and sarcoplasmic reticulum Ca2+ depletion in left ventricular cardiomyocytes from post-infarction rats with and without heart failure. PLoS one. 2016;11(4):e0153887. DOI: 10.1371/journal.pone.0153887.

14. Vassallo D.V., Lima E.Q., Campagnaro P., Faria A.N., Mill J.G. Mechanisms underlying the genesis of post-extrasystolic potentiation in rat cardiac muscle. Braz. J. Med. Biol. Res. 1995;28(3);377–383.

15. Nakipova O.V., Averin A.S., Evdokimovskii E.V., Pimenov O.Y., Kosarski L., Ignat’ev D. et al. Store-operated Ca2+ entry supports contractile function in hearts of hibernators. PLoS One. 2017;22;12(5):e0177469. DOI: 10.1371/journal.pone.0177469.

16. Ji Y.C., Gray R.A., Fenton F.H. Implementation of contraction to electrophysiological ventricular myocyte models, and their quantitative characterization via post-extrasystolic potentiation. PLoS One. 2015;10(8):e0135699. DOI: 10.1371/journal.pone.0135699.

17. Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Путрова О.Д., Перчаткин В.А., Репин А.Н. Возрастные особенности внутриклеточного гомеостаза кальция в кардиомиоцитах крыс при постинфарктном ремоделировании сердца. Успехи геронтол. 2010;23(1):59–63.

18. Рубина К.А., Мелихова В.С., Парфенова Е.В. Резидентные клетки – предшественники в сердце и регенерация миокарда. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2007;2(1):29–35.

19. Gan X.T., Ettinger G., Huang C.X., Burton J.P., Haist J.V., Rajapurohitam V. et al. Probiotic administration attenuates myocardial hypertrophy and heart failure after myocardial infarction in the rat. Circ. Heart Fail. 2014;7(3):491–499. DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.113.000978.

20. Mora M.T., Ferrero J.M., Gomez J.F., Sobie E.A., Trenor B. Ca2+ cycling impairment in heart failure is exacerbated by fibrosis: insights gained from mechanistic simulations. Front. Physiol. 2018;9:1194. DOI: 10.3389/fphys.2018.01194.

21. Moriyama H., Endo J., Ikura H., Kitakata H., Momoi M., Shinya Y. et al. Qualitative and quantitative effects of fatty acids involved in heart diseases. Metabolites. 2022;12(3):210. DOI: 10.3390/metabo12030210.

22. Афанасьев С.А., Реброва Т.Ю., Кондратьева Д.С. Особенности фосфолипидного состава мембран эритроцитов в условиях постинфарктного кардиосклероза. Биомедицинская химия. 2007;53(5);541–546. DOI: 10.1134/S1990750808020066.

23. Реброва Т.Ю., Афанасьев С.А., Путрова О.Д., Попов С.В. Возрастзависимые особенности микровязкости мембран эритроцитов при экспериментальном кардиосклерозе. Успехи геронтологии. 2012;25(4):644–647. DOI: 10.1134/S2079057013030119.

24. Реброва Т.Ю., Афанасьев С.А. Возрастные особенности активности свободнорадикального окисления в мембранах эритроцитов и плазме крови при постинфарктном кардиосклерозе у крыс. Казанский медицинский журнал. 2018;99(4):629–634. DOI: 10.17816/KMJ2018-629.

25. Реброва Т.Ю., Афанасьев С.А., Попов С.В. Возрастные особенности окислительной модификации компонентов эритроцитарных мембран и активность Na+/K+-АТФазы при формировании кардиосклероза у крыс. Дальневосточный медицинский журнал. 2017;3:63–66.

26. Marengo F.D., Márquez M.T., Bonazzola P., Ponce-Hornos J.E. The heart extrasystole: an energetic approach. Am. J. Physiol. 1999;276(1):H309– H316. DOI: 10.1152/ajpheart.1999.276.1.H309.

27. Köhler A.C., Sag C.M., Maier L.S. Reactive oxygen species and excitation-contraction coupling in the context of cardiac pathology. J. Mol. Cell Cardiol. 2014;73:92–102. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2014.03.001.

28. Rebrova T.Yu., Afanasiev S.A. State of the antioxidant system and the severity of lipid-peroxidation processes in the myocardium and blood plasma of rats of different ages with postinfarction cardiosclerosis. Advances in Gerontology. 2021;11(2):152–157. DOI: 10.1134/S2079057021020132.