Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,039

Введение

Псориаз – это хроническое заболевание кожи, при котором иммунная система вызывает воспаление, приводящее к аномальному делению и созреванию клеток эпидермиса. Это проявляется в виде зудящих, красных, покрытых чешуйками бляшек, которые могут быть очень болезненными и значительно ухудшать качество жизни. Псориаз встречается у 2–3% людей во всем мире, включая Россию [1]. Современные данные свидетельствуют о том, что аутоиммунное воспаление при псориазе не ограничивается только кожей: у больных повышен риск развития сердечно-сосудистых заболеваний [2].

Патология характеризуется как дерматологическими проявлениями, так и системным поражением внутренних органов. Это имеет существенное значение, особенно в контексте того, что кардиоваскулярная патология является наиболее распространенной. По данным ряда авторов, пациенты с псориазом должны быть отнесены к больным с высокой категорией риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений [3; 4].

Исследования, проведенные специалистами из разных стран, показывают, что люди с псориазом имеют вдвое больший риск развития артериовенозных заболеваний по сравнению с населением в целом [4; 5]. Причем данный более высокий риск не обусловлен влиянием традиционных факторов сердечно-сосудистых заболеваний и часто обнаруживается у больных моложе 50 лет на фоне тяжелого течения болезни [5].

В опубликованных научных работах, посвященных изучению псориаза, приводятся результаты исследования пациентов с сопутствующей коморбидной патологией (гипертонической болезнью, ишемической болезнью сердца, сахарным диабетом, гиперлипидемией, метаболическим синдромом и т.д.) [6-8]. Однако до сих пор отсутствуют данные, которые отражают при псориазе изменения параметров сердечной функции как изолированной патологии [9].

Цель исследования: определение показателей функции сердца на изолированном органе у крыс с индуцированным псориазом и генетически детерминированным преобладанием выраженности клеточного или гуморального иммунного ответа.

Материалы и методы исследования

Исследование относится к экспериментальным, выполнено на животных in vivo согласно Европейской директиве 2010/63/ЕС о благополучии лабораторных животных, Директиве Совета Европейских сообществ (86/609/EEC) и в соответствии с принципами надлежащей лабораторной практики.

Одной из широко применяемых моделей для исследования псориазоподобного воспаления у мышей является многократное местное применение имихимода - агониста Toll-подобного рецептора (TLR) 7/8. Данная модель имеет несколько преимуществ, среди которых выделяются относительно небольшие расходы, затрачиваемые на приобретение препарата, и удобство в обращении с ним. Для моделирования псориазоподобного воспаления ежедневно на депилированные участки спины или ушей мышей на протяжении 5–7 дней наносили 5%-ный крем, содержащий имихимод [10].

В ходе выполнения серии опытов в данном исследовании были задействованы 48 особей экспериментальных животных мужского пола в возрасте 8 недель со средней массой тела 200±20 граммов. Все крысы были получены из вивария Военно-медицинской академии в Белграде: 24 из них были из линии Dark Agouti и столько же из линии Albino Oxford. Содержание животных соответствовало установленным протоколам. Предварительная адаптация проводилась в течение 7 дней путем помещения животных в клетки для привыкания к новым условиям. После периода акклиматизации подопытных крыс разместили в полипропиленовых клетках (15×30×40 см), заполненных белой сосновой стружкой. Параметры окружающей среды включали 12-часовой фотопериод (световая фаза начиналась в 7:00), температурный режим 22 ± 2°C и относительную влажность воздуха в диапазоне 45–55%.

По завершении периода акклиматизации грызунов разделили на четыре равночисленные подгруппы (по 12 особей в каждой):

1-я группа – 1А – интактные крысы линии Dark Agouti (с выраженным клеточным иммунным ответом (Th1-иммунным ответом));

2-я группа – 1Б – крысы линии Dark Agouti с индуцированным псориазом;

3-я группа – 2А – интактные крысы линии Albino Oxford (с выраженным гуморальным иммунным ответом (Th2-иммунным ответом));

4-я группа – 2Б – крысы линии Albino Oxford с индуцированным псориазом.

Для моделирования псориаза применялся 5%-ный крем имихимода. Местное нанесение крема приводило к развитию дерматита, который по своим морфологическим и клиническим характеристикам имитировал псориаз [10-12]. Крем в дозе 50мг ежедневно наносили тонким слоем на выбритую кожу спины, площадью 3×2,5 см, в течение 7 дней.

Выведение подопытных животных из эксперимента проводилось после выполнения кетамин/ксилазиновой анестезии (5-10мг/кг) путем декапитации с применением небольшой гильотины для животных. Сразу после этого быстро производили торакотомию, и из грудной полости извлекали сердце для исследования его функции ex vivo методом Лангендорфа.

Метод ишемии и реперфузии сердца по Лангендорфу является одним из ключевых инструментов в кардиологических исследованиях. Он позволяет изучать функции изолированного сердца, поддерживая его в рабочем состоянии вне тела. Принцип этого метода заключается в перфузии сердца через аорту специальным раствором, богатым кислородом. Такой подход имитирует естественный кровоток по коронарным артериям, обеспечивая жизнеспособность сердечной мышцы и открывая возможность для детального исследования ее физиологических и патологических процессов. Метод Лангендорфа, ставший одним из основных в сердечно-сосудистых лабораториях с середины XX века, позволяет исследовать сердце в изолированном состоянии. Ключевым принципом является ретроградная перфузия аорты изолированного сердца млекопитающего (чаще всего крысы или морской свинки) специальным раствором, содержащим все необходимые питательные вещества и кислород для поддержания его нормальной работы. Это позволяет детально изучать процессы, происходящие в миокарде и коронарных сосудах [13; 14].

В процессе исследования изолированные сердца животных были подготовлены для ретроградной перфузии. Этот процесс осуществлялся с помощью специализированной установки Лангендорфа (производства Exerimetria Ltd, Будапешт, Венгрия), при этом уровень коронарного перфузионного давления (КПД) изменялся в пределах 40–120 см водного столба (см H2O).

Прибор состоит из двух стеклянных цилиндров, расположенных вертикально, причем цилиндр меньшего диаметра заключен в другой, большего диаметра. Между этими цилиндрами циркулирует дистиллированная вода, доведенная до температуры 37°C (соответствующей температуре ядра человеческого тела). Контроль температуры осуществляется посредством регулирования нагревательного элемента водяной ванны, что позволяет равномерно маневрировать параметрами температуры всей конструкции.

Для перфузии сердца используется сложный солевой раствор Кребса-Хензелейта, который по составу близок к внеклеточной жидкости и в состав которого входят: хлорид натрия (NaCl – 118 mmol/L), хлорид калия (KCl – 4,7 mmol/L), сульфат магния (MgSO4×7H2O – 1,66 mmol/L), дигидрофосфат калия (KH2PO4×2H2O – 1,18 mmol/L), бикарбонат натрия (NaHCO3 – 24,88 mmol/L), глюкоза (C6H12O6×H2O – 5,5 mmol/L), хлорид кальция (CaCl2 – 2,52 mmol/L).

После достижения устойчивой сердечной функции изолированные сердца были подвергнуты протоколу ауторегуляции, который включал в себя поэтапное изменение коронарного перфузионного давления: сначала оно увеличивалось до 60, 80, 100 и 120 см вод. ст., затем снижалось до 40 см вод. ст., а после этого снова возрастало от 40 до 120 см вод. ст. Каждое изменение давления требовало 10-минутного периода стабилизации сердца, по истечении которого регистрировались его кардиодинамические показатели.

При проведении аналитического статистического анализа были применены критерий Краскела-Уоллиса для сравнения средних значений в независимых выборках и критерий честной значимой разности (при проведении сравнений показателей между группами). Статистическая значимость была установлена на уровне 0,05. При выполнении этой работы использовали IBMSPSS версии 26.0.

Результаты исследования и их обсуждение

Максимальная скорость изменения давления в левом желудочке в изолированном сердце у крыс с Th1- и Th2-иммунным ответом представлена в таблице 1.

Таблица 1

Максимальная скорость изменения давления в левом желудочке в изолированном сердце у здоровых крыс Dark Agouti (1А), у крыс Dark Agouti с индуцированным псориазом (1Б), у здоровых крыс Albino Oxford (2А) и у крыс Albino Oxford с индуцированным псориазом (2Б)

Примечание: * – повторное воздействие на сердце возрастающего значения коронарного перфузионного давления.

Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

Показатель максимальной скорости изменения давления в левом желудочке практически не изменялся у крыс групп 1Б и 2Б по сравнению с контрольными группами, а также между крысами групп 1Б и 2Б (р >0,05 во всех группах сравнения).

Минимальная скорость изменения давления в левом желудочке в изолированном сердце у крыс с Th1- и Th2-иммунным ответом представлена в таблице 2.

Таблица 2

Минимальная скорость изменения давления в левом желудочке в изолированном сердце у здоровых крыс Dark Agouti (1А), у крыс Dark Agouti с индуцированным псориазом (1Б), у здоровых крыс Albino Oxford (2А) и у крыс Albino Oxford с индуцированным псориазом (2Б)

Примечание: * – повторное воздействие на сердце возрастающего значения коронарного перфузионного давления.

Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

Показатель минимальной скорости изменения давления в левом желудочке практически не изменялся у крыс групп 1Б и 2Б по сравнению с контрольными группами, а также между крысами групп 1Б и 2Б (р >0,05 во всех группах сравнения).

Уровень систолического давления в левом желудочке изолированного сердца крыс с Th 1- и Th 2-иммунным ответом представлен в таблице 3.

Таблица 3

Уровень систолического давления в левом желудочке в изолированном сердце у здоровых крыс Dark Agouti (1А), у крыс Dark Agouti с индуцированным псориазом (1Б), у здоровых крыс Albino Oxford (2А) и у крыс Albino Oxford с индуцированным псориазом (2Б)

Примечание: * – повторное воздействие на сердце возрастающего значения коронарного перфузионного давления.

Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

Показатель систолического давления в левом желудочке практически не изменялся у крыс групп 1Б и 2Б по сравнению с контрольными группами, а также между крысами групп 1Б и 2Б (р >0,05 во всех группах сравнения).

Уровень диастолического давления в левом желудочке в изолированном сердце у крыс с Th1- и Th2-иммунным ответом представлен в таблице 4.

Таблица 4

Уровень диастолического давления в левом желудочке изолированного сердца у здоровых крыс Dark Agouti (1А), у крыс Dark Agouti с индуцированным псориазом (1Б), у здоровых крыс Albino Oxford (2А) и у крыс Albino Oxford с индуцированным псориазом (2Б)

Примечание: * – повторное воздействие на сердце возрастающего значения коронарного перфузионного давления; # – р<0,05 между 1Б и 2Б группами; ## – р<0,05 между 1А и 2А группами.

Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

Статистически значимая разница в показателях диастолического давления в левом желудочке в группах 1Б и 2Б была получена лишь при значениях КПД 120 и 60* мм вод. ст. У крыс группы 1Б выявлена тенденция к увеличению диастолического давления в левом желудочке по сравнению с контрольной группой 1А. В группе 2Б обнаружена склонность к снижению диастолического давления в левом желудочке по сравнению с группой 2А; при этом статистически значимая разница при сравнении этих групп подтверждена только при КПД 120 и 60* мм вод. ст.

Уровень частоты сердечных сокращений, выраженный в ударах в минуту (уд./мин.), у крыс с Th 1- и Th 2-иммунным ответом представлен в таблице 5.

Таблица 5

Частота сердечных сокращений, выраженная в ударах в минуту (уд./мин.), у здоровых крыс Dark Agouti (1А), у крыс Dark Agouti с индуцированным псориазом (1Б), у здоровых крыс Albino Oxford (2А) и у крыс Albino Oxford с индуцированным псориазом (2Б)

Примечание: * – повторное воздействие на сердце возрастающего значения коронарного перфузионного давления; # – р<0,05 между 1Б и 2Б группами.

Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

При сравнении показателей частоты сердечных сокращений в группах крыс 1Б и 2Б при параметрах КПД 60, 80, 100, 40*, 60*, 80* и 120* обнаружена статистически значимая разница, при этом оказалось, что эти показатели выше у крыс линии Dark Agouti с Th1-иммунным ответом, чем у крыс Albino Oxford с Th2-иммунным ответом.

По сравнению с контрольной группой 1А у крыс 1Б группы вариация значений параметра, отражающего частоту сердечных сокращений, была практически в том же диапазоне, зато в группе 2Б обнаружено заметное снижение показателей по сравнению с контрольной группой 2А.

Изменение показателя коронарного кровотока в сердце у крыс с Th 1- и Th 2-иммунным ответом представлено в таблице 6.

Таблица 6

Значения показателя коронарного кровотока у здоровых крыс Dark Agouti (1А), у крыс Dark Agouti с индуцированным псориазом (1Б), у здоровых крыс Albino Oxford (2А) и у крыс Albino Oxford с индуцированным псориазом (2Б)

Примечание: * – повторное воздействие на сердце возрастающего значения коронарного перфузионного давления; # – р<0,05 между группами 1Б и 2Б.

Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

При сравнении показателей коронарного кровотока при значениях КПД 60, 80, 100, а также 40*, 60*, 80* и 100* статистически значимо выявлены различия между группами 1Б и 2Б, при этом отклонения были существенные в сторону повышения кровотока в группе 1Б, при том что в группе 2Б на всём протяжении исследования отмечалось соответствие полученных значений величинам показателя в группе 2А. При сравнении показателей в контрольных группах 1А и 2А значения параметров коронарного кровотока практически не отличались.

Как уже было показано в опубликованных результатах исследования [15], у крыс с индуцированным псориазом линии Dark Agouti наблюдается увеличение содержания NО2 в кровотоке по сравнению с крысами из групп контроля и у экспериментальных животных с индуцированным псориазом из линии Albino Oxford. Поэтому потенциально у крыс с индуцированным псориазом с выраженным клеточным иммунным ответом (группа 1Б) происходит расширение коронарных сосудов в большей степени, чем у крыс с индуцированным псориазом с выраженным гуморальным иммунным ответом (группа 2Б). Логично предположить, что следствием этого является увеличение коронарного кровотока у крыс с Th1-иммунным ответом.

Однако в предыдущей работе [15] было описано изменение показателей оксидантно-антиоксидантной системы у крыс с индуцированным псориазом указанных линий, и оказалось, что выраженность оксидативного стресса у животных группы 1Б намного превосходит его признаки, чем в группе 2Б.

Таким образом, можно предположить, что при усилении коронарного кровотока у крыс с индуцированным псориазом линии Dark Agouti на фоне увеличения образования супероксидного анион-радикала (О2-), перекиси водорода (Н2О2), повышения значения индекса перекисного окисления липидов (ИПОЛ) и оксида азота (NO2-) возникает нарушение сердечной функции.

Заключение

Такие параметры сердечной функции, как минимальная и максимальная скорость изменения давления в левом желудочке, уровень систолического давления в левом желудочке в изолированном сердце у крыс с иммунным ответом, опосредованным Т-хелперами 1-го и 2-го типов (контрольные группы), и на этом фоне с моделированным экспериментальным псориазом (основные группы) не имеют статистически значимых различий между всеми исследуемыми группами.

У крыс с индуцированным псориазом линии Dark Agouti выявлена тенденция к увеличению, а линии Albino Oxford – уменьшению диастолического давления в левом желудочке по сравнению с контрольными животными, хотя статистическая значимость полученных изменений зафиксирована лишь при значениях КПД 120 и 60* мм водного столба.

При параметрах КПД 60, 80, 100, 40*, 60*, 80* и 120* у крыс линии Dark Agouti с Th1-иммунным ответом (группа 1Б) частота сердечных сокращений повышается, а у крыс Albino Oxford с Th2-иммунным ответом (группа 2Б) статистически значимо снижается по сравнению с контрольными группами.

Значения показателя коронарного кровотока в группе экспериментальных крыс с псориазом статистически значимо повышаются при величине КПД 60, 80, 100, а также 40*, 60*, 80* и 100* в группе животных 1Б, а не 2Б.

Увеличение диастолического давления в левом желудочке и частоты сердечных сокращений у крыс с индуцированным псориазом линии Dark Agouti с Th1-иммунным ответом отражает нарушение работы сердца.