СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕКОРОНАРОГЕННЫХ НЕКРОЗОВ МИОКАРДА Российский патент 2009 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной кардиологии.

Для моделирования некрозов миокарда (инфаркта миокарда) используют как коронарогенные факторы (1, 2), так и некоронарогенные (3, 4). При моделировании коронарогенных некрозов миокарда используют сверхфизиологические концентрации вазопрессорных средств (например, питуитрина) или веществ, увеличивающих потребность миокарда в кислороде (например, изадрина). Назначение препаратов данных групп оказывает широкий спектр действия на все системы органов, сопровождается высокой смертностью животных и не всегда достоверно вызывает некроз миокарда. Кроме того, немаловажное значение в повреждении клеток играет клеточная реакция, часто сопровождаемая не инфарктом, а развитием реактивного миокардита.

Некоронарогенные некрозы миокарда развиваются при введении подопытным животным различных токсинов (3, 4). Развитие некрозов в данном случае также подвержено значительной вариации от вида и дозы вводимого токсина. Кроме того, следует отметить крайне нефизиологический способ моделирования некрозов миокарда с помощью различных токсических веществ.

Другим способом формирования некрозов миокарда является внутрисердечное введение высоких концентраций хлорида кальция или ионофора А23187 (5, 6). Несмотря на важное значение Са²⁺ в формировании инфаркта миокарда данные методы также не лишены недостатков. Некроз участка миокарда развивается не всегда. Кроме того, нередко при введении высокой концентрации хлорида кальция развивается фибрилляция желудочков сердца, что значительно усложняет оценку получаемых результатов.

Учитывая важную роль в развитии повреждения кардиомиоцитов при ишемии, постишемической реперфузии, постгипоксической реоксигенации и так называемом кальциевом парадоксе системы Na⁺-Ca²⁺ обмена, нами предложена модель формирования некоронарогенных некрозов миокарда путем активирования процесса Na⁺-Ca²⁺ обмена.

Техническим результатом изобретения является повышение воспроизводимости некоронарогенных некрозов миокарда путем воздействия на один из важнейших механизмов трансмембранного транспорта Са²⁺ через систему Na⁺-Ca²⁺ обмена.

Технический результат изобретения достигается реперфузией сердца стандартным раствором Рингера-Локка, содержащим пируват в качестве энергетического субстрата, после предварительной перфузии гипонатриевым раствором (осмотическое давление сохраняют путем добавления соответствующего количества сахарозы). Эффективная концентрация пирувата составляет не менее 5,5 ммоль/л. Повышение концентрации пирувата выше 11 ммоль/л не увеличивает интенсивности повреждений в миокарде. Гипонатриевый раствор должен содержать не более 30 ммоль/л хлорида натрия. Допускается полная замена хлорида натрия на хлорид лития или другое вещество (манит, мочевину, хлорид магния, хлорид калия и т.д.). Длительность гипонатриевой перфузии должна составлять не менее 5 минут. Уменьшение срока гипонатриевой перфузии, предшествующей реперфузии исходным раствором, ослабляет повреждение сердца. Удлинение срока гипонатриевой перфузии более 15 минут не увеличивает интенсивности повреждений в миокарде при реперфузии стандартным раствором Рингера-Локка.

Пример 1

Эксперименты проводили на изолированных сердцах белых крыс линии Wistar, перфузированных по методу Лангендорфа оксигенированным (100% О₂) раствором Рингера-Локка следующего состава (в ммоль/л): NaCl - 140; NaH₂PO₄ - 0,5; KCl - 5; трис-ОН - 5 (рН 7,4); пируват 11; СаСl₂ - 2. Для этого под эфирным наркозом крыс декапитировали, вскрывали грудную клетку и сердце помещали в охлажденный раствор. В аорту вводили канюлю и со скоростью 10 мл/мин подавали исходный раствор при температуре 37°С в течение 15 минут для стабилизации сократительной функции и показателей энергетического состояния.

Затем в течение 5 минут сердце перфузировали гипонатриевой средой, содержащей хлорид натрия в концентрации 30 ммоль/л (осмотическое давление сохраняли путем добавления соответствующего количества сахарозы). После перфузии гипонатриевой средой сердце вновь перфузировали исходным раствором Рингера-Локка, содержащим хлорид натрия в концентрации 140 ммоль/л.

Для оценки глубины повреждения кардиомиоцитов и цитолиза использовали следующие показатели: интенсивность выхода из сердца аденозина как продукта распада адениннуклеотидов и миоглобина как тканеспецифичного белка.

Сократительную активность миокарда изучали в изоволюмическом режиме с помощью латексного баллончика, введенного в полость левого желудочка. В работе был использован электроманометр фирмы "Bentley lab. Europe" и аналого-цифровой преобразователь для IBM PC.

Концентрацию аденозина и содержание миоглобина в растворе определяли спектрофотометрически. Метаболическим субстратом на протяжении всего эксперимента являлся только пируват (11 ммоль/л).

Эксперименты показали, что перфузия сердца гипонатриевой средой в течение 5 минут сопровождается появлением следовых количеств аденозина в оттекающем от сердца перфузионном растворе (фиг.1) и небольшим, кратковременным повышением диастолического давления (в среднем до 55 мм рт.ст.). Выход миоглобина из сердца в вытекающий раствор при этом не наблюдался (фиг.2).

Последующая реперфузия сердца раствором, содержащим физиологическую концентрацию хлорида натрия (140 ммоль/л), сопровождается интенсивным выходом из сердца аденозина (фиг.1) и миоглобина (фиг.2). При этом наблюдается значительное повышение диастолического давления (более 120 мм рт.ст.) (фиг.3).

Пример 2

Эксперименты проводят по той же схеме, что и в примере 1. Но метаболическим субстратом на протяжении всего эксперимента являлась только глюкоза (11 ммоль/л). Эксперименты показали, что перфузия сердца течение 5 минут гипонатриевой средой, содержащей хлорид натрия в концентрации 30 ммоль/л (осмотическое давление поддерживали путем добавления соответствующего количества сахарозы), не приводит к выходу аденозина (фиг.1) или миоглобина (фиг.2) в оттекающий перфузионный раствор и сопровождается небольшим увеличением диастолического давления (в пределах 30 мм рт.ст.). Последующая реперфузия сердца стандартным раствором Рингера-Локка также не вызывает выход миоглобина или аденозина из сердца и возвращает диастолическое давление к исходному уровню.

Таким образом, повреждений сердца при использовании в качестве субстрата окисления глюкозы не наблюдается.

Источники информации

1. Дмитриева Е.М., Леонов А.Н., Резников К.М., Трухачева Л.И., Таратинова Т.И. Способ моделирования крупноочагового инфаркта миокарда у крыс. Изобретательство и рационализация в медицине. Республиканский сборник научных трудов. Москва. 1986. С.22-23.

2. Резников К.М., Леонов А.Н., Китаева Р.И., Быков Э.Г., Провоторова П.П., Дмитриева Е.М., Трухачева Л.И. Моделирование поражений миокарда различной степени выраженности. Бюл. эксперим. биол. мед. 1985, №5, с.532-534.

3: Panaro M.A., Amati L., Sisto M., Caradonna L., Lisi S., Mitolo V., Fumarola D. Embryonal cardiotoxicity of the Helicobacter pylori lipopolysaccharide. Curr Drug Targets Immune Endocr. Metabol. Disord. 2001 May; 1(1): 31-44.

4: Peng Т., Lu X., Feng Q. Pivotal role of gp91phox-containing NADH oxidase in lipopolysaccharide-induced tumor necrosis factor-alpha expression and myocardial depression. Circulation. 2005 Apr 5;111(13): 1637-44

5. Hughes W.G., Ruedy J.R. Should calcium be used in cardiac arrest? Am J Med. 1986 Aug; 81(2): 285-96.

6. DuBourdieu D.J., Shier W.T. Sodium-and calcium-dependent steps in the mechanism of neonatal rat cardiac myocyte killing by ionophores. II. The calcium-carrying ionophore, A23187. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1992 Sep; 116(1): 47-56

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной кардиологии, и может быть использовано для моделирования некоронарогенных некрозов миокарда. Для этого проводят перфузию изолированного сердца гипонатриевой средой с концентрацией хлорида натрия не более 30 ммоль/л в течение 5-15 минут, затем стандартным раствором Рингера-Локка, содержащим в качестве субстрата окисления пируват в концентрации 5,5-11 ммоль/л. Способ обеспечивает повышение воспроизводимости некоронарогенных некрозов миокарда за счет воздействия указанных перфузионных растворов на механизм мембранного транспорта кальция. 3 ил.

Способ моделирования некоронарогенных некрозов миокарда в эксперименте, отличающийся тем, что проводят перфузию изолированного сердца гипонатриевой средой с концентрацией хлорида натрия не более 30 ммоль/л в течение 5-15 мин, затем стандартным раствором Рингера-Локка, содержащим в качестве субстрата окисления пируват в концентрации 5,5-11 ммоль/л.