Формирование кардиопротекторного эффекта хронической непрерывной гипоксии у крыс при индуцированном метаболическом синдроме

   Обоснование. Известно, что адаптация к хронической непрерывной гипоксии приводит к выраженному кардиопротекторному эффекту. Эффективность срочной адаптации к гипоксии снижена при метаболическом синдроме. Однако эффективность формирования инфаркт-лимитирующего эффекта хронической непрерывной гипоксии при метаболическом синдроме является малоизученным фактом.
   Цель исследования. Изучить эффективность реализации инфаркт-лимитирующего эффекта хронической непрерывной гипоксии у крыс с метаболическим синдромом.
   Методы. Исследование выполнено на 43 крысах линии Вистар. Адаптацию животных к хронической гипоксии выполняли в течение 21 дня в гипоксической камере при 12 % O2, 0,3 % CO₂. Метаболический синдром моделировали путём содержания крыс на высокоуглеводной высокожировой диете (белки 16 %, жиры 21 %, углеводы 46 % (в том числе фруктоза 17 %), холестерин 0,125 %, холиевая кислота 0,5 %) в течение 12 недель с заменой питьевой воды на 20 %-й раствор фруктозы. Выполняли коронарокклюзию-реперфузию in vivo. Оценивали влияние хронической гипоксии и метаболического синдрома на размер инфаркта.
   Результаты. Установлено, что размер инфаркта у крыс, подвергшихся хронической непрерывной гипоксии, был на 38 % меньше, чем у животных контрольной группы. У крыс, содержащихся на высокоуглеводной высокожировой диете, наблюдали ожирение, снижение толерантности к глюкозе, повышение уровня триглицеридов в сыворотке крови, гипертензию. Адаптация к хронической непрерывной гипоксии животных, получавших высокоуглеводную высокожировую диету, улучшала углеводный метаболизм, однако не влияла на выраженность других метаболических нарушений. При этом у крыс с метаболическим синдромом не наблюдали инфаркт-лимитирующий эффект хронической гипоксии.
   Заключение. Метаболический синдром устранял инфаркт-лимитирующий эффект хронической непрерывной гипоксии.

1. Megaly M., Pershad A., Glogoza M., Elbadawi A., Omer M., Saad M., et al. Use of intravascular imaging in patients with ST-segment elevation acute myocardial infarction. Cardiovasc Revasc Med. 2021; 30: 59-64. doi: 10.1016/j.carrev.2020.09.032

2. Megaly M., Schmidt C. W., Dworak M. W., Garberich R., Stanberry L., Sharkey S., et al. Diabetic patients who present with ST-elevation myocardial infarction. Cardiovasc Revasc Med. 2022; 38: 89-93. doi: 10.1016/j.carrev.2021.08.003

3. Бессонов И. С. Влияние общего времени ишемии миокарда на результаты лечения пациентов с острым инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST на электрокардиограмме / Кардиология. – 2021. – 61 (2): 40-46. doi: 10.18087/cardio.2021.2.n1314

4. Tsibulnikov S.Y., Maslov L. N., Naryzhnaya N. V,. Ma H., Lishmanov Y. B., Oeltgen P. R., et al. Role of protein kinase C, PI3 kinase, tyrosine kinases, NO-synthase, KATP channels and MPT pore in the signaling pathway of the cardioprotective effect of chronic continuous hypoxia. Gen Physiol Biophys. 2018; 37 (5): 537-547. doi: 10.4149/gpb_2018013

5. Neckár J., Ostádal B., Kolár F. Myocardial infarct size-limiting effect of chronic hypoxia persists for five weeks of normoxic recovery. Physiol Res. 2004; 53 (6): 621-628.

6. Нарыжная Н. В. О значимости no-синтазы, активных форм кислорода, киназ и катф-каналов в реализации инфаркт-лимитирующего эффекта адаптации к гипоксии / Н. В. Нарыжная [и др.] // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. – 2022. – 108 (4): 414-429. URL: https://rusjphysiol.org/index.php/rusjphysiol/article/view/1544

7. Logvinov S. V., Naryzhnaya N. V., Kurbatov B. K., Gorbunov A. S., Birulina Y. G., Maslov L. N., et al. High carbohydrate high fat diet causes arterial hypertension and histological changes in the aortic wall in aged rats: The involvement of connective tissue growth factors and fibronectin. Exp Gerontol. 2021; 154: 111543. doi: 10.1016/j.exger.2021.111543

8. Нарыжная Н. В. Возрастные особенности формирования инсулинорезистентности организма и чувствительности к инсулину адипоцитов у крыс при индуцированном метаболическом синдроме / Н. В. Нарыжная [и др.] // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. – 2021 . – 36 (3): 119-126. doi: 10.29001/2073-8552-2021-36-3-119-126

9. Нарыжная Н. В. Эффективность дистантного ишемического посткондиционирования миокарда у крыс с индуцированным метаболическим синдромом зависит от уровня лептина / Н. В. Нарыжная [и др.] // Известия Национальной академии наук Беларуси. – 2022. – 19 (1): 38-47.

10. Thim T., Bentzon J. F., Kristiansen S. B., Simonsen U., Andersen H. L., Wassermann K., et al. Size of myocardial infarction induced by ischaemia/reperfusion is unaltered in rats with metabolic syndrome. Clin Sci. 2006; 110 (6): 665-671. doi: 10.1042/CS20050326

11. Mozaffari M. S., Schaffer S. W. Myocardial ischemic-reperfusion injury in a rat model of metabolic syndrome. Obesity. 2008; 16 (10): 2253-2258. doi: 10.1038/oby.2008.356

12. Donner D., Headrick J. P., Peart J. N., du Toit E. F. Obesity improves myocardial ischaemic tolerance and RISK signalling in insulin-insensitive rats. Dis Model Mech. 2013; 6 (2): 457-466. doi: 10.1242/dmm.010959

13. Maarman G., Marais E., Lochner A., du Toit E. F. Effect of chronic CPT-1 inhibition on myocardial ischemia-reperfusion injury (I/R) in a model of diet-induced obesity. Cardiovasc Drugs Ther. 2012; 26 (3): 205-216. doi: 10.1007/s10557-012-6377-1

14. Нарыжная Н. В. Роль микроРНК, NO-синтаз, киназ, КАТФ-каналов в инфаркт-лимитирующем эффекте адаптации к гипоксии. Н. В. Нарыжная [и др.] // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. – 2020. – 106 (1): 3-16. doi: 10.31857/S0869813920010112

15. Нарыжная Н. В. Рецепторный механизм инфаркт-лимитирующего эффекта адаптации к нормобарической гипоксии / Н. В. Нарыжная [и др.] // Бюллетень сибирской медицины. – 2020. – 19 (4): 138-142. doi: 10.20538/1682-0363-2020-4-138-142

16. Лишманов Ю. Б. Роль АТФ-зависимых K+-каналов в инфаркт-лимитирующем действии хронической непрерывной нормобарической гипоксии / Ю. Б. Лишманов [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2017. – 163 (1): 28-31. doi: 10.1007/s10517-017-3728-8

17. Naryzhnaya N. V., Ma H.-J., Maslov L. N. The involvement of protein kinases in the cardioprotective effect of chronic hypoxia. Physiol Res. 2020; 69 (6): 933-945. doi: 10.33549/physiolres.934439

18. Villafuerte F. C., Macarlupu J. L., Rojas P., Anza C., Gamboa J. L. Chronic hypoxia decreases fasting glucose and improves glucose tolerance in obese rats. FASEB J. 2012; 26 (1): 1150.6-1150.6. doi: 10.1096/fasebj.26.1_supplement.1150.6

19. Semenza G. L. Angiogenesis in ischemic and neoplastic disorders. Annu Rev Med. 2003; 54: 17-28. doi: 10.1146/annurev.med.54.101601.152418

20. Liu T., Wu Z., Liu J., Lv Y., Li W. Metabolic syndrome and its components reduce coronary collateralization in chronic total occlusion: An observational study. Cardiovasc Diabetol. 2021; 20 (1): 104. doi: 10.1186/s12933-021-01297-4