Введение
Особенности воспалительной реакции при коронарогенном инфаркте миокарда описаны довольно подробно [1]. Однако в настоящее время все большее распространение получают некоронарогенные повреждения миокарда, в том числе так называемые метаболические инфаркты, в основе которых лежат гормональные нарушения: сахарный диабет, гиперкатехоламинемия, гиперкортизолемия и другие. О развитии воспаления в сердечной мышце при этих состояниях известно значительно меньше. Не ясно, каков характер вовлечения основных эффекторных механизмов, среди которых важное место занимают нейтрофилы крови, макрофаги, а также гуморальные факторы воспаления, такие как цитокины, лизосомальные ферменты, про- и антиоксидантные системы.
Целью настоящего исследования было выявление особенностей воспалительной реакции в динамике развития некоронарогенного повреждения миокарда в эксперименте.
Материалы и методы исследования
В исследованиях использовали 48 крыс-самцов Вистар, полученных из вивария НГМУ, массой 180-220 г. Метаболический инфаркт миокарда (МИМ) воспроизводили у животных подкожным введением ежедневно в течение недели раствора адреналина (0,2 мл 0,1%-ного раствора на крысу). Инфаркт миокарда подтверждали с помощью анализа данных электрокардиографии (ЭКГ), а также с помощью гистологического контроля. Животных забивали под эфирным наркозом путем декапитации на 1, 3, 7 и 14-е сутки эксперимента - по 10-12 крыс на каждый срок. От экспериментальных животных брали для исследования цельную кровь, сыворотку крови и ткани сердца.
В качестве контроля использовали интактных животных.
Для определения кислородзависимой биоцидности нейтрофилов и их функционального резерва использовали спонтанный (сНСТ) и индуцированный зимозаном (зНСТ) тесты. Результат выражался в индексах стимуляции (ИС). В крови измеряли интенсивность хемилюминесценции (ХМЛ) нейтрофилов на биохемилюминометре СКИФ-0301 (СКТБ «Наука», Красноярск, Россия) с 5-амино-2,3-дигидрофталазиндионом-1,4 в качестве люминофора.
Содержание цитокинов: интерлейкина 1β (ИЛ-1β), интерлейкина 6 (ИЛ-6) и туморнекротизирующего фактора (ТНФ-α) в сыворотке крови иммуноферментным методом с использованием реагентов ProCon («Протеиновый контур», Санкт-Петербург, Россия) [3].
Определение активности лизосомальных ферментов проводилось спектрофотометрическими исследованиями. Определяли активность лизосомальных ферментов в сердечной мышце и в сыворотке крови (кислая фосфатаза, катепсин D).
Статистический анализ результатов производили с помощью пакетов программ Statistica 6.0, программного обеспечения MS Excel XP. Выборочные данные проверялись на нормальность распределения по критерию Шапиро-Уилка для применения параметрических методов вариационного анализа с использованием t-критерия Стьюдента. Результаты представлены в виде среднего арифметического + стандартная ошибка среднего (n), где n - количество измерений. Уровень значимости <0,05 принимался за достоверный.
Результаты исследований и их обсуждение
Исследования показали, что в процессе развития МИМ в миокарде обнаруживалась значительная диффузная инфильтрация лейкоцитами, преимущественно - нейтрофилами. В связи с этим в данной работе исследовали биоцидность лейкоцитов, которая возрастала с первых суток введения адреналина и продолжала увеличиваться вплоть до окончания эксперимента (14-е сутки). В то же время функциональные резервы нейтрофилов крови по результатам подсчета ИС резко падали уже с первых суток эксперимента и не приходили к норме вплоть до конца наблюдения (табл. 1).
Таблица 1 - Средние показатели спонтанного НСТ-теста (в%), ИС и ХМЛ-активности лейкоцитов крыс с гормональными моделями метаболического инфаркта миокарда (МИМ)
|
Условия опытов |
Контроль |
МИМ 1-е сутки |
МИМ 7-е сутки |
МИМ 14-е сутки |
|
сНСТ |
5,3+0,33 |
16,8+3,08* |
18,8+1,49*
|
12,4+1.13 |
|
ИС |
3,05+0,07 |
1.75+0,06* |
1.3+0,03* |
1,3+0,03* |
|
I max (имп/100 нфмин) |
4,8+0,06 |
7,1 +0,09* |
8,4+0,10* |
12,0+0,11* |
|
Тmax (мин) |
5,3+0,37 |
9,2+0,75* |
10,18+0,67* |
8,8+0,72* |
I max - количество импульсов на пике ХМЛ-ответа в минуту на 100 нейтрофилов.
Тmax - время достижения максимума (мин). Здесь и в следующей таблице число определений в каждой группе - по 12 животных.
* - достоверные различия между показателями у крыс с МИМ и у контрольных животных, р<0.05.
Как известно, лейкоциты и макрофаги, накапливающиеся в миокарде при его повреждении, являются одними из основных источников таких воспалительных цитокинов, как ИЛ-1, ИЛ-6 и ТНФ-a [2], под влиянием которых клетки-эффекторы воспаления начинают вести себя еще более агрессивно по отношению к эндотелию сосудов.
Результаты исследования показали, что содержание ИЛ-1β постепенно нарастало параллельно с увеличением деструктивных нарушений в миокарде у крыс с МИМ. На третьи сутки концентрация ИЛ-1β была выше, чем в контроле, почти на 40% (р<0,01), на 14-е сутки - на 85% (р<0,01). Концентрация ТНФ-a в крови у этих животных также нарастала в соответствии с динамикой биоцидности нейтрофилов по мере развития изменений в миокарде.
До настоящего времени в литературе мало уделялось внимания изменениям лизосомального аппарата как самого миокарда, так и нейтрофилов крови, хотя их высокий деструктивно-дистрофический потенциал не подлежит сомнению. Проведенные в настоящей работе исследования активности лизосомальных ферментов показали ее существенное снижение в сердечной мышце и повышение в сыворотке крови, особенно ярко выраженное к 14-м суткам метаболического инфаркта миокарда (табл. 2). Эти данные совпадали по динамике с падением функциональных резервов нейтрофилов.
Таблица 2 - Изменения активности КФ и катепсина D в миокарде и сыворотке крови у крыс с МИМ
|
Условия опытов |
Свободная |
Общая |
Своб./общ. |
Сыворотка |
|
КФ: Контроль |
3.9+0.4 |
11.1+0.6 |
0.38+0.03 |
27.6+1.62 |
|
МИМ 1-е сутки |
5.3+0.3* |
8.1+0.2* |
0.53+0.03* |
37.4+2.46* |
|
МИМ 14-е сутки |
6.5+0.5* |
9.7+0.8 |
0.67+0.05* |
45.9+2.41* |
|
Кат D: Контроль |
0.38+0.03 |
1.79+0.14 |
0.249+0.02 |
Нет |
|
МИМ 1-е сутки |
0.34+0.04 |
1.36+0.09* |
0.310+0.05* |
Нет |
|
14-е сутки |
0.44+0.02 |
1.17+0.06* |
0.382+0.01* |
3.38+0.56 |
В скобках - число животных.
* - достоверные отличия от интактных животных (P<0.05).
Основная роль лизосомальных ферментов при МИМ состоит не в быстром высвобождении из клеточных структур и прямом повреждающем действии на ткани, а в постепенной опосредованной активации лизосом через потенцирование альтерации эндотелия сосудов и кардиомиоцитов агрегированными тромбоцитами, лейкоцитами, и продуктами их деятельности, например гистамином, серотонином, тромбоксаном А2 и другими [3]. Таким образом, можно предположить, что активность лизосомальных ферментов при метаболических поражениях миокарда предназначена для поддержания гомеостаза клетки в условиях хронического воздействия патогенного фактора.
Высокие показатели содержания в сыворотке крови провоспалительных цитокинов, а также повышение активности маркерных лизосомальных ферментов служат одним из маркеров развития повреждения и репарации в миокарде. Полученные в работе результаты исследования указывают на то, что в условиях гормональных перестроек важное значение имеет деструкция лизосомального аппарата клеток, как в миокарде, так и в гранулярных лейкоцитах.
Рецензенты:
- Ломиворотов В.Н., д.м.н., профессор, заместитель директора по научной работе, заведующий отделом анестезиологии и реаниматологии ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения им. академика Е.Н. Мешалкина», г. Новосибирск.
- Зубахин А.А., д.м.н., профессор, старший преподаватель кафедры физиологии ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ, г. Новосибирск.
Работа получена 22.09.2011