Влияние пробиотических бактерий и фармакологических противовоспалительных воздействий на размер инфаркта миокарда у крыс с системным воспалением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В последние годы показано, что определенные пробиотики обладают кардиопротективным действием в условиях коморбидности и системного воспаления. Механизмы пробиотик-опосредованной кардиопротекции практически не изучены. Существует предположение, что инфаркт-лимитирующее действие пробиотиков опосредовано их противовоспалительным эффектом.

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

Материалы и методы. Эксперименты выполнены на самцах крыс стока Wistar на модели синдрома системного воспалительного ответа. Крысам соответствующих групп после химической индукции системного воспалительного ответа в течение 8 дней внутрижелудочно вводили пробиотические штаммы, лозартан и гиосцина бутилбромид; подкожно — этанерцепт и анакинру. Оценку устойчивости миокарда к ишемическому-реперфузионному повреждению проводили на модели глобальной ишемии-реперфузии изолированного сердца на модернизированной установке по Лангендорфу путем планиметрической оценки размера зоны некроза. Концентрацию цитокинов в плазме крови оценивали иммуноферментным методом.

Результаты. Размер зоны некроза миокарда у крыс в группе системного воспалительного ответа с моделированием синдрома системного воспалительного ответа был значимо выше, чем в контрольной группе — 45 [38; 48]% и 30 [26; 31]% (p < 0,05). В группах с введением пробиотических штаммов, анакинры и лозартана размер зоны некроза составил 32 [28; 35]%, 26 [24; 35]% и 30 [25; 36]%, что меньше, чем в группе системного воспалительного ответа (p < 0,05). В группах с введением этанерцепта и гиосцина бутилбромида размер зоны некроза составил 35 [26; 36]% и 42 [32; 46]%, существенно не отличаясь от группы системного воспалительного ответа (р >0,05). Гемодинамические показатели изолированного сердца не отличались между группами. В группе системного воспалительного ответа концентрация провоспалительных цитокинов и трансформирующего фактора роста бета в плазме крови была значимо выше, чем в контроле. При этом в группах с введением пробиотических штаммов, анакинры, лозартана и гиосцина бутилбромида было отмечено значимое уменьшение уровней некоторых цитокинов, подтверждающее наличие противовоспалительного эффекта.

Выводы. Введение пробиотиков крысам с синдромом системного воспалительного ответа вызвало уменьшение размера зоны некроза. При этом блокада связывания фактора некроза опухоли альфа с рецепторами и блокада М-холинорецепторов не сопровождались уменьшением размера зоны некроза на данной модели. Аналогичным группе с введением пробиотических штаммов кардиопротективным и противовоспалительным действием обладала фармакологическая блокада рецепторов интерлейкина 1 и АТ1-рецепторов ангиотензина II, что свидетельствует об однонаправленности эффекта протестированных воздействий.

Об авторах

Юрий Юрьевич Борщев

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова; Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Петрова

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

канд. биол. наук, заведующий НИО токсикологии Института экспериментальной медицины; научный сотрудник лаборатории химиопрофилактики рака и онкофармакологии

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Саркис Минасович Минасян

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

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

канд. мед. наук, старший научный сотрудник НИО микроциркуляции миокарда Института экспериментальной медицины; научный сотрудник кафедры патофизиологии

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Инесса Юрьевна Буровенко

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова

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

младший научный сотрудник НИО токсикологии Института экспериментальной медицины

Россия, Санкт-Петербург

Егор Сергеевич Процак

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова

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

младший научный сотрудник НИО токсикологии Института экспериментальной медицины

Россия, Санкт-Петербург

Виктор Юрьевич Борщев

Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

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

студент

Россия, Санкт-Петербург

Ольга Викторовна Борщева

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова

Автор, ответственный за переписку.
Email: violga27@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-6131-3085
SPIN-код: 7532-5404

научный сотрудник НИО токсикологии Института экспериментальной медицины

Россия, Санкт-Петербург

Михаил Михайлович Галагудза

Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова; Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова; Институт аналитического приборостроения РАН

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

д-р мед. наук, профессор РАН, чл.-корр. РАН, директор Института экспериментальной медицины; профессор кафедры патофизиологии; главный научный сотрудник

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Roth G.A., Mensah G.A., Johnson C.O., et al. Global burden of cardiovascular diseases and risk factors, 1990–2019: update from the GBD 2019 study // J Am Coll Cardiol. 2020. Vol. 76, N 25. P. 2982–3021. doi: 10.1016/j.jacc.2020.11.010
  2. Nguyen T.M., Melichova D., Aabel E.W., et al. Mortality in patients with acute coronary syndrome—a prospective 5-year follow-up study // J Clin Med. 2023. Vol. 12, N 20. P. 6598. doi: 10.3390/jcm12206598
  3. Byrne R.A., Ndrepepa G., Braun S., et al. Peak cardiac troponin-T level, scintigraphic myocardial infarct size and one-year prognosis in patients undergoing primary percutaneous coronary intervention for acute myocardial infarction // Am J Cardiol. 2010. Vol. 106, N 9. P. 1212–1217. doi: 10.1016/j.amjcard.2010.06.050
  4. Heusch G. Cardioprotection and its translation: a need for new paradigms? Or for new pragmatism? An opinionated retro- and perspective // J Cardiovasc Pharmacol Ther. 2023. Vol. 28. P. 10742484231179613. doi: 10.1177/10742484231179613
  5. Галагудза М.М., Борщев Ю.Ю., Минасян С.М., и др. Влияние кишечной микробиоты на устойчивость миокарда к ишемическому-реперфузионному повреждению // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2023. Т. 38, № 4. С. 86–96. EDN: WSRUQF doi: 10.29001/2073-8552-2023-38-4-86-96
  6. Borshchev Yu.Y., Burovenko I.Y., Karaseva A.B., et al. Probiotic therapy with Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium animalis subsp. lactis results in infarct size limitation in rats with obesity and chemically induced colitis // Microorganisms. 2022. Vol. 10, N 11. P. 2293. doi: 10.3390/microorganisms10112293
  7. Борщев Ю.Ю., Минасян С.М., Семенова Н.Ю., и др. Влияние про- и метабиотической формы штамма Lactobacillus delbrueckii D5 на устойчивость миокарда к ишемии–реперфузии в условиях системного воспалительного ответа у крыс // Бюллетень сибирской медицины. 2024. Т. 23, № 2. С. 28–36. EDN: XKTFOC doi: 10.20538/1682-0363-2024-2-28-36
  8. Gan X.T., Ettinger G., Huang C.X., et al. Probiotic administration attenuates myocardial hypertrophy and heart failure after myocardial infarction in the rat // Circ Heart Fail. 2014. Vol. 7, N 3. P. 491–499. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.113.000978
  9. Lam V., Su J., Hsu A., et al. Intestinal microbial metabolites are linked to severity of myocardial infarction in rats // PLoS One. 2016. Vol. 11, N 8. P. e0160840. doi: 10.1371/journal.pone.0160840
  10. Borshchev Yu.Yu., Sonin D.L., Burovenko I.Yu., et al. The effect of probiotic strains on myocardial infarction size, biochemical and immunological parameters in rats with systemic inflammatory response syndrome and polymorbidity // J Evol Biochem Physiol. 2022. Vol. 58, N 6. P. 2058–2069. doi: 10.1134/s0022093022060321
  11. Danilo C.A., Constantopoulos E., McKee L.A., et al. Bifidobacterium animalis subsp. lactis 420 mitigates the pathological impact of myocardial infarction in the mouse // Benef Microbes. 2017. Vol. 8, N 2. P. 257–269. doi: 10.3920/BM2016.0119
  12. Борщев Ю.Ю., Буровенко И.Ю., Карасева А.Б., и др. Моделирование синдрома системной воспалительной реакции химической индукцией травмы толстого кишечника у крыс // Медицинская иммунология. 2020. Т. 22, № 1. С. 87–98. EDN: PQHSUW doi: 10.15789/1563-0625-MOS-1839
  13. Vallejo S., Palacios E., Romacho T., et al. The interleukin-1 receptor antagonist anakinra improves endothelial dysfunction in streptozotocin-induced diabetic rats // Cardiovasc Diabetol. 2014. Vol. 13. P. 158. doi: 10.1186/s12933-014-0158-z
  14. Diogo L.N., Faustino I.V., Afonso R.A., et al. Voluntary oral administration of losartan in rats // J Am Assoc Lab Anim Sci. 2015. Vol. 54, N 5. P. 549–556.
  15. Bae H.W., Lee N., Seong G.J., et al. Protective effect of etanercept, an inhibitor of tumor necrosis factor-α, in a rat model of retinal ischemia // BMC Ophthalmol. 2016. Vol. 6. P. 75. doi: 10.1186/s12886-016-0262-9
  16. Garcia-Olmo D., Payá J., Lucas F.J., García-Olmo D.C. The effects of the pharmacological manipulation of postoperative intestinal motility on colonic anastomoses. An experimental study in a rat model // Int J Colorectal Dis. 1997. Vol. 12, N 2. P. 73–77. doi: 10.1007/s003840050084
  17. Retter A.S., Frishman W.H. The role of tumor necrosis factor in cardiac disease // Heart Dis. 2001. Vol. 3, N 5. P. 319–25. doi: 10.1097/00132580-200109000-00008
  18. Hanna A., Frangogiannis N.G. Inflammatory cytokines and chemokines as therapeutic targets in heart failure // Cardiovasc Drugs Ther. 2020. Vol. 34, N 6. P. 849–863. doi: 10.1007/s10557-020-07071-0
  19. Mami W., Znaidi-Marzouki S., Doghri R., et al. Inflammatory bowel disease increases the severity of myocardial infarction after acute ischemia-reperfusion injury in mice // Biomedicines. 2023. Vol. 11, N 11. P. 2945. doi: 10.3390/biomedicines11112945
  20. Kimura I., Ichimura A., Ohue-Kitano R., Igarashi M. Free fatty acid receptors in health and disease // Physiol Rev. 2020. Vol. 100, N 1. P. 171–210. doi: 10.1152/physrev.00041.2018
  21. Zhao J., Zhang Q., Cheng W., et al. Heart-gut microbiota communication determines the severity of cardiac injury after myocardial ischaemia / reperfusion // Cardiovasc Res. 2023. Vol. 119, N 6. P. 1390–1402. doi: 10.1093/cvr/cvad023
  22. Zhu J., Huang J., Dai D., et al. Recombinant human interleukin-1 receptor antagonist treatment protects rats from myocardial ischemia-reperfusion injury // Biomed Pharmacother. 2019. Vol. 111. P. 1–5. doi: 10.1016/j.biopha.2018.12.031
  23. Toldo S., Schatz A.M., Mezzaroma E., et al. Recombinant human interleukin-1 receptor antagonist provides cardioprotection during myocardial ischemia reperfusion in the mouse // Cardiovasc Drugs Ther. 2012. Vol. 26, N 3. P. 273–276. doi: 10.1007/s10557-012-6389-x
  24. Yu X., Patterson E., Huang S., et al. Tumor necrosis factor alpha, rapid ventricular tachyarrhythmias, and infarct size in canine models of myocardial infarction // J Cardiovasc Pharmacol. 2005. Vol. 45, N 2. P. 153–159. doi: 10.1097/01.fjc.0000151930.12026.b7
  25. Belosjorow S., Bolle I., Duschin A., et al. TNF-alpha antibodies are as effective as ischemic preconditioning in reducing infarct size in rabbits // Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2003. Vol. 284, N 3. P. H927–930. doi: 10.1152/ajpheart.00374.2002
  26. Jong W.M., Ten Cate H., Linnenbank A.C., et al. Reduced acute myocardial ischemia-reperfusion injury in IL-6-deficient mice employing a closed-chest model // Inflamm Res. 2016. Vol. 65, N 6. P. 489–499. doi: 10.1007/s00011-016-0931-4
  27. Lecour S., Rochette L., Opie L. Free radicals trigger TNF alpha-induced cardioprotection // Cardiovasc Res. 2005. Vol. 65, N 1. P. 239–243. doi: 10.1016/j.cardiores.2004.10.003
  28. Parlakpinar H., Ozer M.K., Acet A. Effects of captopril and angiotensin II receptor blockers (AT1, AT2) on myocardial ischemia-reperfusion induced infarct size // Cytokine. 2011. Vol. 56, N 3. P. 688–694. doi: 10.1016/j.cyto.2011.09.002
  29. Preckel B., Schlack W., Gonzàlez M., et al. Influence of the angiotensin II AT1 receptor antagonist irbesartan on ischemia/reperfusion injury in the dog heart // Basic Res Cardiol. 2000. Vol. 95, N 5. P. 404–412. doi: 10.1007/s003950070040
  30. Ford W.R., Clanachan A.S., Hiley C.R., Jugdutt B.I. Angiotensin II reduces infarct size and has no effect on post-ischaemic contractile dysfunction in isolated rat hearts // Br J Pharmacol. 2001. Vol. 134, N 1. P. 38–45. doi: 10.1038/sj.bjp.0704225
  31. Halder N., Lal G. Cholinergic system and its therapeutic importance in inflammation and autoimmunity // Front Immunol. 2021. Vol. 12. P. 660342. doi: 10.3389/fimmu.2021.660342
  32. Pan Z., Guo Y., Qi H., et al. M3 subtype of muscarinic acetylcholine receptor promotes cardioprotection via the suppression of miR-376b-5p // PLoS One. 2012. Vol. 7, N 3. P. e32571. doi: 10.1371/journal.pone.0032571
  33. Dolejší E., Janoušková A., Jakubík J. Muscarinic receptors in cardioprotection and vascular tone regulation // Physiol Res. 2024. Vol. 73, N Suppl 1. P. S389–S400. doi: 10.33549/physiolres.935270

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. 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.

Скачать (96KB)

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».