Влияние пробиотических бактерий и фармакологических противовоспалительных воздействий на размер инфаркта миокарда у крыс с системным воспалением
- Авторы: Борщев Ю.Ю.1,2, Минасян С.М.1,3, Буровенко И.Ю.1, Процак Е.С.1, Борщев В.Ю.3, Борщева О.В.1, Галагудза М.М.1,3,4
-
Учреждения:
- Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова
- Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Петрова
- Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
- Институт аналитического приборостроения РАН
- Выпуск: Том 25, № 1 (2025)
- Страницы: 42-53
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://medbiosci.ru/MAJ/article/view/312068
- DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ635918
- EDN: https://elibrary.ru/VNKBSJ
- ID: 312068
Цитировать
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.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб 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-ПетербургСаркис 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-ПетербургИнесса 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-ПетербургЕгор 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
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-ПетербургОльга 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
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-ПетербургСписок литературы
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
