Возможные подходы к воспроизведению эндотелиальной дисфункции. Поиск оптимальной модели

Цель исследования. Поиск оптимального подхода к разработке трансляционной модели эндотелиальной дисфункции (ЭД).

Материалы и методы. Эксперименты проводили на 58 белых крысах-самцах, которых рандомизировали на 8 групп: 1-я (n = 6) — контроль для L-метионина (эксперименты in vitro); 2-я (n = 6) — L-метионин (эксперименты in vitro); 3-я (n = 6) — контроль для L-NAME (эксперименты in vitro); 4-я (n = 6) — L-NAME (эксперименты in vitro); 5-я (n = 10) — контроль для L-метионина (эксперименты in vivo); 6-я (n = 7) — L-метионин (эксперименты in vivo); 7-я (n = 10) — контроль для L-NAME (эксперименты in vivo); 8-я (n = 7) — L-NAME (эксперименты in vivo). Во 2-й и 6-й группах животным интрагастрально вводили L-метионин (3 г/кг/сут в течение 7 дней), а крысам групп 4 и 8 внутрибрюшинно (в/б) вводили L-NAME (0,025 г/кг/сут в течение 7 дней). Контрольные животные получали эквивалентный объём растворителя. В экспериментах in vitro для регистрации тонической активности колец аорты использовали четырёхканальный миограф (Danish Myo Technology). В изометрическом режиме регистрировали силу сокращений колец аорты, вызываемых норадреналином (10−7 М) и карбахолом (10−5 М). В опытах in vivo на наркотизированных крысах (уретан 1300 мг/кг в/б) методом лазерной допплеровской флоуметрии с помощью компьютеризированного лазерного анализатора «ЛАЗМА-Д» (производство НПП «Лазма», Россия) регистрировали микроциркуляцию крови в миокарде и скелетной мышце. При оценке микрокровотока показатель перфузии (М) рассчитывали в перфузионных единицах (перф. ед.).

Результаты. В экспериментах in vitro показано, что в условиях гипергомоцистеинемии, вызванной L-метионином, реакция сосудов на норадреналин остаётся практически неизменной. В то же время вазодилатирующий ответ на карбахол (10−5 М) статистически значимо уменьшался на 57 % (р = 0,005). У животных, получавших L-NAME, не только на 55 % (р = 0,009) снижается реакция на карбахол, но и на 48 % (р = 0,003) увеличивается вазоконстрикторный ответ на норадреналин. В условиях ЭД, вызванной как гипергомоцистеинемией, так и L-NAME, значительно снижается микроциркуляция крови в миокарде и скелетной мышце. Также показано, что в условиях модели ЭД, вызванной L-NAME, в отличие от модели ЭД, индуцированной L-метионином, не наблюдается падения массы тела крыс и практически отсутствует летальность.

Заключение. Таким образом, ЭД, индуцированная как гипергомоцистеинемией, так и блокадой L-NAME эндотелиальной синтазы оксида азота, сопровождается близкими по направленности изменениями микроциркуляции крови в миокарде и скелетной мышце. Однако, учитывая результаты экспериментов in vitro, можно заключить, что более перспективной представляется модель ЭД, вызываемая L-NAME, в условиях которой, в отличие от ЭД, индуцированной L-метионином, не только подавляется вазодилатирующий ответ сосуда на карбахол, но и активируется вазоконстрикторная реакция на норадреналин.

1. Крыжановский С.А., Цорин И.Б., Ионова Е.О. и др. Трансляционная модель хронической сердечной недостаточности у крыс. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2018;62(2):136-148. doi: 10.25557/0031-2991.2018.02.136-148.

2. Крыжановский С.А., Колик Л.Г., Цорин И.Б. и др. Алкогольная кардиомиопатия: трансляционная модель. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017;163(5):627-631. doi: 10.1007/s10517-017-3865-0.

3. Радайкина О.Г., Власов А.П., Мышкина Н.А. Роль эндотелиальной дисфункции в патологии сердечно-сосудистой системы. Ульяновский медико-биологический журнал. 2018;(4):8-17. doi: 10.23648/UMBJ.2018.32.22685.

4. Godo S., Shimokawa H. Endothelial Functions. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2017;37(9):e108-e114. doi: 10.1161/ATVBAHA.117.309813.

5. Cyr A.R., Huckaby L.V., Shiva S.S., Zuckerbraun B.S. Nitric oxide and endothelial dysfunction. Crit Care Clin. 2020; 36(2):307-321. doi: 10.1016/j.ccc.2019.12.009.

6. Roy R., Wilcox J., Webb A.J., O’Gallagher K. Dysfunctional and dysregulated nitric oxide synthases in cardiovascular disease: mechanisms and therapeutic potential. Int J Mol Sci. 2023; 24(20):15200. doi: 10.3390/ijms242015200.

7. Incalza M.A., D'Oria R., Natalicchio A., et al. Oxidative stress and reactive oxygen species in endothelial dysfunction associated with cardiovascular and metabolic diseases. Vascul Pharmacol. 2018;100:1-19. doi: 10.1016/j.vph.2017.05.005.

8. Sankrityayan H., Rao P.D., Shelke V., et al. Endoplasmic reticulum stress and renin-angiotensin system crosstalk in endothelial dysfunction. Curr Mol Pharmacol. 2023;16(2):139-146. doi: 10.2174/1874467215666220301113833.

9. Ambrosino P., Bachetti T., D'Anna S.E. et al. Mechanisms and clinical implications of endothelial dysfunction in arterial hypertension. J Cardiovasc Dev Dis. 2022;9(5):136. doi: 10.3390/jcdd905013620.

10. Das D., Shruthi N.R., Banerjee A., et al. Endothelial dysfunction, platelet hyperactivity, hypertension, and the metabolic syndrome: molecular insights and combating strategies. Front Nutr. 2023;10:221438. doi: 10.3389/fnut.2023.1221438.

11. Matsuzawa Y., Lerman A. Endothelial dysfunction and coronary artery disease: assessment, prognosis, and treatment. Coron Artery Dis. 2014;25(8):713-724. doi: 10.1097/MCA.0000000000000178.

12. Pavlović P., Tavcioski D., Stamenković E. Thrombocyte aggregation, endothelial dysfunction and acute myocardial infarction. Vojnosanit Pregl. 2009;66(4):323-327. doi: 10.2298/vsp0904323p.

13. Wang Y., Zhang J., Wang Z., et al. Endothelial-cell-mediated mechanism of coronary microvascular dysfunction leading to heart failure with preserved ejection fraction. Heart Fail Rev. 2023;28(1):169-178. doi: 10.1007/s10741-022-10224-y.

14. Roquer J., Segura T., Serena J., Castillo J. Endothelial dysfunction, vascular disease and stroke: the ARTICO study. Cerebrovasc Dis. 2009;27 Suppl 1:25-37. doi: 10.1159/000200439.

15. Новикова Н.А. Дисфункция эндотелия — новая мишень медикаментозного воздействия при сердечно-сосудистых заболеваниях. Врач. 2005;8:51-53.

16. Sorop O., van de Wouw J., Chandler S., et al. Experimental animal models of coronary microvascular dysfunction. Cardiovasc Res. 2020;116(4):756-770. doi: 10.1093/cvr/cvaa002.

17. Liu X., Qu D., He F., Lu Q., Wang J., Cai D. Effect of lycopene on the vascular endothelial function and expression of inflammatory agents in hyperhomocysteinemic rats. Asia Pac J Clin Nutr. 2007;16 Suppl 1:244-8.

18. Lentz S.R., Rodionov R.N., Dayal S. Hyperhomocysteinemia, endothelial dysfunction, and cardiovascular risk: the potential role of ADMA. Atheroscler Suppl. 2003 Dec;4(4):61-5. doi: 10.1016/s1567-5688(03)00035-7.

19. Jahangir E., Vita J.A., Handy D., et al. The effect of L-arginine and creatine on vascular function and homocysteine metabolism. Vascular Med. 2009;4(3):239-248. doi: 10.1177/1358863X08100834.245.

20. Yan T.T., Li Q., Zhang X.H., et al. Homocysteine impaired endothelial function through compromised vascular endothelial growth factor/Akt/ endothelial nitric oxide synthase signalling. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2010 Nov;37(11):1071-7. doi: 10.1111/j.1440-1681.2010.05438.x.

21. Bernátová I., Pechánová O., Kristek F. Mechanism of structural remodelling of the rat aorta during long-term NG-nitro-L-arginine methyl ester treatment. Jpn J Pharmacol. 1999 Sep;81(1):99-106. doi: 10.1254/jjp.81.99.

22. Saravanakumar M., Raja B. Veratric acid, a phenolic acid attenuates blood pressure and oxidative stress in L-NAME induced hypertensive rats. Eur J Pharmacol. 2011 Dec 5;671(1-3):87-94. doi: 10.1016/j.ejphar.2011.08.052.

23. Патент РФ на изобретение №2414755/ 20.03.2011. Бюл. №8. Емельянов С.Г., Корокин М.В., Покровский М.В. и др. Способ моделирования гипергомоцистеин индуцированной эндотелиальной дисфункции. Доступно по: https://www1.fips.ru/registers-web/action?acName=clickRegister&regName=RUPAT. Ссылка активна на 02.04.2024.

24. Патент РФ №2301670/ 27.06.2007. Бюл. №18. Покровский М.В., Кочкаров В.И., Покровская Т.Г. и др. Способ коррекции эндотелиальной дисфункции комбинацией эналаприла и резвератрола при l-name-индуцированном дефиците оксида азота. Опубликовано: [Patent RUS №2301670/ 27.06.2007. Byul. №18. Pokrovskii M.V., Kochkarov V.I., Pokrovskaya T.G. i dr. Sposob korrektsii endotelial'noi disfunktsii kombinatsiei enalaprila i rezveratrola pri l-name-indutsirovannom defitsite oksida azota. (In Russ.)]. Доступно по: https://www1.fips.ru/registers-web/action?acName=clickRegister&regName=RUPAT. Ссылка активна на 02.04.2024.