danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2022-66-2-206-216dan-1056Research ArticleМЕДИЦИНАMEDICINEОб участии монооксида азота в механизмах реализации инфаркт-лимитирующего эффекта посткондиционирования с помощью лактата при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крысNitrogen monoxide participation in the mechanisms of realization of the infarction-limiting effect of post-conditioning using lactate during myocardial ischemia-reperfusion in young and old ratsВисмонтФ. И.VismontF. I.

Висмонт Франтишек Иванович – член-корреспондент, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой

пр. Дзержинского, 83, 220116, Минск

Vismont Frantishek I. – Corresponding Member, D. Sc. (Medicine), Professor, Head of the Department

83, Dzerzhinski Ave., 220116, Minsk

patfiz@bsmu.byЧепелевС. Н.ChepelevS. N.

Чепелев Сергей Николаевич – старший преподаватель

пр. Дзержинского, 83, 220116, Минск

Chepelev Sergey N. – Senior Lecturer

83, Dzerzhinski Ave., 220116, Minsk

drserge1991@gmail.comГубкинС. В.GoubkinS. V.

Губкин Сергей Владимирович – член-корреспондент, доктор медицинских наук, профессор, директор

ул. Академическая, 28, 220072, Минск

Goubkin Sergey V. – Corresponding Member, D. Sc. (Medicine), Professor, Director

28, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

goubkin@yandex.ruБелорусский государственный медицинский университетBelarusian State Medical UniversityИнститут физиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Physiology of the National Academy of Sciences of Belarus202206052022662206216Copyright © Висмонт Ф.И., Чепелев С.Н., Губкин С.В., 20222022Висмонт Ф.И., Чепелев С.Н., Губкин С.В.Vismont F.I., Chepelev S.N., Goubkin S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1056

 

Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смертности и инвалидизации населения в экономически развитых странах мира. Принимая во внимание высокую медицинскую, социальную и экономическую значимость проблемы лечения пациентов с ишемической болезнью сердца и острым инфарктом миокарда, поиск новых эффективных методов предупреждения или ослабления неблагоприятных последствий ишемического и реперфузионного повреждения миокарда и выяснение механизмов их реализации является актуальной задачей современной экспериментальной и клинической медицины. Целью исследования было выяснить участие монооксида азота (NO) в механизмах реализации инфаркт-лимитирующего эффекта посткондиционирования (ПостК) с помощью лактата при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс. В результате проведенного исследования установлено, что ПостК с помощью лактата (10 мг/кг), осуществляемое на 25-й минуте реперфузии миокарда после 30-минутной острой коронароокклюзии оказывает инфаркт-лимитирующий эффект как у молодых, так и у старых крыс. Однако в условиях системного действия в организме животных ингибитора NO-синтазы метилового эфира NG-нитро-L-аргинина в дозе 25 мг/кг (внутривенное введение за 5 мин до начала реперфузии и за 30 мин до ПостК) кардиопротекторный эффект ПостК с помощью лактата сохранялся у молодых крыс только частично. Инфаркт-лимитирующий эффект ПостК с помощью лактата у старых крыс сохранялся полностью. Полученные данные дают основание полагать, что активность NO-синтазы и уровень NO в крови имеют значимость в механизмах реализации инфаркт-лимитирующего эффекта ПостК с помощью лактата у молодых, но не у старых крыс.

Cardiovascular diseases are the main cause of death and disability in the economically developed countries of the world. Taking into account the high medical, social, and economic importance of the problem of treating patients with coronary heart disease and acute myocardial infarction, the search for new effective methods how to prevent or weaken the unfavorable effects of ischemic and reperfusion myocardial injury and to find out the mechanisms of their implementation is an urgent task of modern experimental and clinical medicine. The aim of the study was to elucidate the participation of nitric oxide (NO) in the mechanisms of realization of the infarct-limiting effect of post-conditioning (PostC) with lactate during myocardial ischemia-reperfusion in young and old rats. According to the study results, it was found that PostC with lactate (10 mg/kg), carried out at the 25th minute of myocardial reperfusion after 30-minute acute coronary occlusion, has an infarction-limiting effect in both young and old rats. However, in the animals under the conditions of systemic action of an inhibitor of NO-synthase of NG-nitro-L-arginine methyl ester at a dose of 25 mg/kg (intravenous administration 5 minutes before the start of reperfusion and 30 minutes before PostC), the cardioprotective effect of PostC with lactate was preserved only partially in young rats. The infarction-limiting effect of PostC with lactate was fully preserved in old rats. The data obtained suggest that the activity of NO-synthase and the NO level in the blood are significant in the mechanisms of implementation of the infarct-limiting effect of PostC with lactate in young, but not in old rats.

 

посткондиционирование миокардалактатмонооксид азотаинфаркт-лимитирующий эффекткардиопротекцияишемияреперфузиязона рисказона некрозапожилой возрастmyocardial postconditioninglactatenitric monoxideinfarction-limiting effectcardioprotectionischemiareperfusionarea at riskzone of infarctionelderly ageReferencesКардиопротективные эффекты ишемического кондиционирования: современные представления о механизмах, экспериментальные подтверждения, клиническая реализация / А. Е. Баутин [и др.] // Трансляционная медицина. – 2016. – Т. 3, № 1. – С. 50–62. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2016-3-1-50-62Bautin A. E., Karpova L. I., Marichev A. O., Tashkhanov D. M., Naumenko V. S., Galagudza M. M. Cardioprotective effects of ischemic conditioning. Up-to-date information in physiolagy, experimental evidences and clinical applications. Translyatsionnaya Meditsina = Translational Medicine, 2016, vol. 3, no. 1, pp. 50–62 (in Russian). https://doi.org/10.18705/2311-4495-2016-3-1-50-62Donato, M. Protecting the heart from ischemia/reperfusion injury: an update on remote ischemic preconditioning and postconditioning / M. Donato, P. Evelson, R. J. Gelpi // Curr Opin Cardiol. – 2017. – Vol. 32, N 6. – P. 784–790. https://doi.org/10.1097/hco.0000000000000447Donato M., Evelson P., Gelpi R. J. Protecting the heart from ischemia/reperfusion injury: an update on remote ischemic preconditioning and postconditioning. Current Opinion in Cardiology, 2017, vol. 32, no. 6, pp. 784–790. https://doi.org/10.1097/hco.0000000000000447Маслов, Л. Н. Феномен ишемического посткондиционирования сердца. Анализ клинических данных / Л. Н. Маслов, А. Ю. Подоксёнов, И. Г. Халиулин // Ангиология и сосудистая хирургия. – 2017. – Т. 23, № 1. – С. 21–28.Maslov L. N., Podoksenov A. Yu., Khaliulin I. G. The phenomenon of ischaemic postconditioning of the heart. Analysis of clinical data. Angiologiya i Sosudistaya Khirurgiya = Angiology and Vascular Surgery, 2017, vol. 23, no. 1, pp. 21–28 (in Russian).Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning / Z.-Q. Zhao [et al.] // Am J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – Vol. 285, N 2. – P. H579–H588. https://doi.org/10.1152/ajpheart.01064.2002Zhao Z.-Q., Corvera J. S., Halkos M. E., Kerendi F., Wang N. P., Guyton R. A., Vinten-Johansen J. Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology, 2003, vol. 285, no. 2, pp. H579–H588. https://doi.org/10.1152/ajpheart.01064.2002Remote ischaemic pre- and delayed postconditioning – similar degree of cardioprotection but distinct mechanisms / М. Basalay [et al.] // Experimental Physiology. – 2012. – Vol. 97, N 8. – P. 908–917. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2012.064923Basalay М., Barsukevich V., Mastitskaya S., Mrochek A., Pernow J., Sjöquist P. O., Ackland G. L., Gourine A. V., Gourine A. Remote ischaemic pre- and delayed postconditioning – similar degree of cardioprotection but distinct mechanisms. Experimental Physiology, 2012, vol. 97, no. 8, pp. 908–917. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2012.064923Pharmacological Conditioning of the Heart: An Update on Experimental Developments and Clinical Implications / S. Roth [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2021. – Vol. 22, N 5. – Art. 2519. https://doi.org/10.3390/ijms22052519Roth S., Torregroza C., Feige K., Preckel B., Hollmann M. W., Weber N. C., Huhn R. Pharmacological Conditioning of the Heart: An Update on Experimental Developments and Clinical Implications. International Journal of Molecular Sciences, 2021, vol. 22, no. 5, art. 2519. https://doi.org/10.3390/ijms22052519Nitric oxide-mediated relaxation to lactate of coronary circulation in the isolated perfused rat heart / J. J. Montoya [et al.] // J. Cardiovasc. Pharmacol. – 2011. – Vol. 58, N 4. – P. 392–398. https://doi.org/10.1097/fjc.0b013e318226bcf7Montoya J. J., Fernández N., Monge L., Diéguez G., Villalón A. L. Nitric oxide-mediated relaxation to lactate of coronary circulation in the isolated perfused rat heart. Journal of Cardiovascular Pharmacology, 2011, vol. 58, no. 4, pp. 392–398. https://doi.org/10.1097/fjc.0b013e318226bcf7Free radical scavenging and antioxidant effects of lactate ion: an in vitro study / С. Groussard [et al.] / J. Appl. Physiol. – 2000. – Vol. 89, N 1. – P. 169–175. https://doi.org/10.1152/jappl.2000.89.1.169Groussard C., Morel I., Chevanne M., Monnier M., Cillard J., Delamarche A. Free radical scavenging and antioxidant effects of lactate ion: an in vitro study. Journal of Applied Physiology, 2000, vol. 89, no. 1, pp. 169–175. https://doi.org/10.1152/jappl.2000.89.1.169Клинические аспекты динамики лактата крови во время операций на сердце и аорте в условиях искусственного кровообращения / Н. А. Трекова [и др.] // Анестезиология и реанимация. – 2016. – Т. 61, № 5. – С. 324–329.Trekova N. A., Akselrod B. A., Yudichev I. I., Gus’kov D. A., Markin A. V., Popov A. M. Clinical aspects of the blood lactate dynamics during operations on the heart and the aorta in conditions of cardiopulmonary bypass. Anesteziologiya i Reanimatologiya = Anesthesia and Resuscitation, 2016, vol. 61, no. 5, pp. 324–329 (in Russian).Brooks, G. A. The science and translation of lactate shuttle theory / G. A. Brooks // Cell Metabolism. – 2018. – Vol. 27, N. 4. – P. 757–785. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.03.008Brooks G. A. The science and translation of lactate shuttle theory. Cell Metabolism, 2018, vol. 27, no. 4, pp. 757–785. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.03.008Myocardial glucose and lactate metabolism during rest and atrial pacing in humans / B. C. Bergman [et al.] // J. Physiol. – 2009. – Vol. 587, N 9. – P. 2087–2099. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.168286Bergman B. C., Tsvetkova T., Lowes B., Wolfel E. E. Myocardial glucose and lactate metabolism during rest and atrial pacing in humans. Journal of Physiology, 2009, vol. 587, no. 9, pp. 2087–2099. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.168286Failure to protect against myocardial ischemia-reperfusion injury with sevoflurane postconditioning in old rats in vivo / H. Li [et al.] // Acta Anaesthesiol Scand. – 2013. – Vol. 57, N 8. – P. 1024–1031. https://doi.org/10.1111/aas.12156Li H., Zhou C., Chen D., Fang N., Yao Y., Li L. Failure to protect against myocardial ischemia-reperfusion injury with sevoflurane postconditioning in old rats in vivo. Acta Anaesthesiologica Scandinavica, 2013, vol. 57, no. 8, pp. 1024–1031. https://doi.org/10.1111/aas.12156Юшкевич, П. Ф. Противоишемический и антиаритмический эффекты феноменов дистантного ишемического пре- и посткондиционирования у старых крыс / П. Ф. Юшкевич, Ф. И. Висмонт, А. Г. Мрочек // Кардиология в Беларуси. – 2013. – № 5. – С. 96–106.Jushkevich P. F., Vismont F. I., Mrochek A. G. Antiischemic and antiarrhythmic effects of remote ischemic pre- and postconditioning phenomenons in old rats. Kardiologiya v Belarusi = Cardiology in Belarus, 2013, no. 5, pp. 96–106 (in Russian).Чепелев, С. Н. О значимости монооксида азота в реализации инфаркт-лимитирующего эффекта дистантного ишемического посткондиционирования при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс / С. Н. Чепелев, Ф. И. Висмонт // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2020. – Т. 17, № 3. – С. 353–363. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2020-17-3-353-363Chepelev S. N., Vismont F. I. Significance of nitrogen monoxide in the implementation of the infarct-limiting effect of remote ischemic postconditioning in myocardial ischemia-reperfusion in young and old rats. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seriya meditsinskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2020, vol. 17, no. 3, pp. 353–363 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1814-6023-2020-17-3-353-363NO в сигнальном каскаде фармакологического прекондиционирования при ишемии-реперфузии миокарда / Л. М. Даниленко [и др.] // Ведомости Науч. центра экспертизы средств мед. применения. – 2015. – № 2. – С. 40–44.Danilenko L. M., Pokrovskiy M. V., Denysyuk T. A., Kolesnik I. M., Alekhin S. A. The role of NO in signaling pathway in cardiac ischemic preconditioning against myocardial ischemia-reperfusion injury. Vedomosti Nauchnogo tsentra ekspertizy sredstv meditsinskogo primeneniya [Vedomosti Scientific Center for Expertise in Medical Applications], 2015, no. 2, pp. 40–44 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.