Том 21 № 4 (2017)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Защита миокарда от ишемически-реперфузионного повреждения посредством подачи оксида азота в контур экстракорпоральной циркуляции при проведении искусственного кровообращения

PDF PDF (English)
  • Н. Каменщиков,
  • И. Мандель,
  • Ю. Подоксенов,
  • С. Михеев,
  • А. Семенцов,
  • Л. Маслов,
  • Б. Козлов,
  • В. Шипулин
Н. Каменщиков
ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» «Научно-исследовательский институт кардиологии», Томск, Российская Федерация
Bio
И. Мандель
ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, Министерство здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), Москва, Российская Федерация; ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства», Москва, Российская Федерация
Ю. Подоксенов
ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» «Научно-исследовательский институт кардиологии», Томск, Российская Федерация; ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет», Министерство здравоохранения Российской Федерации, Томск, Российская Федерация
С. Михеев
ФГАУ «Лечебно-реабилитационный центр», Министерство здравоохранения Российской Федерации, Москва, Российская Федерация
А. Семенцов
ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» «Научно-исследовательский институт кардиологии», Томск, Российская Федерация
Л. Маслов
ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» «Научно-исследовательский институт кардиологии», Томск, Российская Федерация
Б. Козлов
ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» «Научно-исследовательский институт кардиологии», Томск, Российская Федерация; ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет», Министерство здравоохранения Российской Федерации, Томск, Российская Федерация
В. Шипулин
ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» «Научно-исследовательский институт кардиологии», Томск, Российская Федерация; ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет», Министерство здравоохранения Российской Федерации, Томск, Российская Федерация
DOI: https://doi.org/10.21688/1681-3472-2017-4-79-86

Опубликован 28.12.2017

Ключевые слова

  • защита миокарда,
  • прекондиционирование,
  • ишемически-реперфузионное повреждение,
  • оксид азота

Как цитировать

Каменщиков, Н., Мандель, И., Подоксенов, Ю., Михеев, С., Семенцов, А., Маслов, Л., Козлов, Б., & Шипулин, В. (2017). Защита миокарда от ишемически-реперфузионного повреждения посредством подачи оксида азота в контур экстракорпоральной циркуляции при проведении искусственного кровообращения. Патология кровообращения и кардиохирургия, 21(4), 79–86. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2017-4-79-86

Copyright (c) 2017 Каменщиков Н.О., Мандель И.А., Подоксенов Ю.К., Михеев С.Л., Семенцов А.С., Маслов Л.Н., Козлов Б.Н., Шипулин В.М.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Аннотация

Цель. Изучение эффективности подачи оксида азота в контур экстракорпоральной циркуляции для защиты мио­карда от ишемически-реперфузионного повреждения при моделировании острого инфаркта миокарда в условиях нормотермического искусственного кровообращения в эксперименте.
Методы. В условиях сбалансированной анестезии, искусственных вентиляции легких и кровообращения была смоделирована острая ишемия с последующей реперфузией миокарда у кроликов (n = 20). Эксперимент включал окклюзию левой коронарной артерии путем пережатия лигатурой на 45 мин с последующей реперфузией в течение 120 мин на фоне искусственного кровообращения. Все животные были разделены на 2 равные группы: 10 кроликам проводилась подача оксида азота в контур экстракорпоральной циркуляции в дозе 40 ppm (основная группа); 10 кроликов составили контрольную группу, доставка оксида азота им не выполнялась. Определяли отношение зоны инфаркта к области риска, оценивали количество и характер желудочковых аритмий, темп диуреза.
Результаты. Подача оксида азота в контур экстракорпоральной циркуляции при искусственном кровообращении оказывает выраженное инфаркт-лимитирующее действие, проявляющееся в снижении отношения зоны инфаркта к области риска на 15%, р = 0,0002. В периоды ишемии и реперфузии статистически значимое меньшее количество политопных и полиморфных желудочковых экстрасистол наблюдали в основной группе (р = 0,003 и р = 0,012). Выявлено статистически значимое снижение веноартериального градиента парциального давления углекислого газа в основной группе. Снижение веноартериального градиента pCO2 в основной группе было ассоциировано со значимым повышением темпа мочеотделения во время искусственного кровообращения, который составил 1,4 [1,3; 1,5] мл/кг/ч в основной группе и 1,15 [1; 1,3] мл/кг/ч в контрольной группе, p = 0,013.
Выводы. Полученные в ходе эксперимента данные свидетельствуют о кардиопротективных свойствах оксида азота при его подаче в контур экстракорпоральной циркуляции при моделировании ишемически-реперфузионного повреждения миокарда в виде снижения отношения зоны инфаркта к области риска на 15%, меньшего количества аритмий, а также улучшения тканевой перфузии во время искусственного кровообращения. Интраоперационная органопротекция миокарда оксидом азота у больных, оперированных в условиях искусственного кровообращения, должна стать объектом дальнейших клинических исследований.

Поступила в редакцию 19 июня 2017 г. Исправлена 9 октября 2017 г. Принята к печати 15 октября 2017 г.

Финансирование
Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов
Все авторы соответствуют четырем критериям авторства ICMJE и одинаково участвовали на всех этапах исследования.

Благодарности
Авторы выражают благодарность Екатерине Сергеевне Токаревой и Александре Александровне Ненаховой за помощь в подготовке статьи.

PDF PDF (English)

Библиографические ссылки

  1. Караськов А.М., Ломиворотов В.В. Биохимическая адаптация организма после кардиохирургических вмешательств. Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2004. 288 c. [Karaskov A.M., Lomivorotov V.V. Biokhimicheskaya adaptatsiya organizma posle kardiokhirurgicheskikh vmeshatelstv. Novosibirsk: Geo Publ.; 2004. 288 p. (In Russ.)]
  2. Маслов Л.Н., Лишманов Ю.Б., Крылатов А.В., Семенцов А.С., Портниченко А.Г., Подоксёнов Ю.К., Халиулин И.Г. Сравнительный анализ кардиопротекторной и антиаритмической эффективности раннего и позднего гипоксического прекондиционирования. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013;156(12):705-708. Режим доступа: http://www.iramn.ru/journal/bebm/2013/bbm1312.htm [Maslov L.N., Lishmanov Yu.B., Krylatov A.V., Sementsov A.S., Portnichenko A.G., Podoksenov Yu.K., Khaliulin I.G. Comparative analysis of early and delayed cardioprotective and antiarrhythmic efficacy of hypoxic preconditioning. Bull Exp Biol Med. 2014;156(6):746-9. PMID: 24824686. https://doi.org/10.1007/s10517-014-2439-7].
  3. Yau J.M., Alexander J.H., Hafley G., Mahaffey K.W., Mack M.J., Kouchoukos N., Goyal A., Peterson E.D., Gibson C.M., Califf R.M., Harrington R.A., Ferguson T.B.; PREVENT IV Investigators. Impact of perioperative myocardial infarction on angiographic and clinical outcomes following coronary artery bypass grafting (from PRoject of Ex-vivo Vein graft ENgineering via Transfection [PREVENT] IV). Am J Cardiol. 2008;102(5):546-51. PMID: 18721510. https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2008.04.069
  4. Carden D.L, Granger D.N. Pathophysiology of ischaemia-reperfusion injury. J Pathol. 2000;190(3):255-66. PMID: 10685060. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9896(200002)190:3<255::AID-PATH526>3.0.CO;2-6
  5. Murry C.E., Jennings R.B., Reimer K.A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 1986;74(5):1124-36. PMID: 3769170. https://doi.org/10.1161/01.CIR.74.5.1124
  6. Лихванцев В.В, Мороз В.В, Гребенников О.А, Гороховатский Ю.И, Заржетский Ю.В, Тимошин С.С, Левиков Д.И, Шайбакова В.Л. Ишемическое и фармакологическое прекондиционирование. Общая реаниматология. 2011;7(6):59. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2011-6-59. [Likhvantsev V.V., Moroz V.V., Grebenchikov O.A., Gorokhovatsky Y.I., Zarzhetsky Y.V., Timoshin S.S., Levikov D.I., Shaibakova V.L. Ischemic and pharmacological preconditioning. Obshhaja reanimatologija = General Reanimatology. 2011;7(6):59. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2011-6-59]
  7. Jenkins D.P., Pugsley W.B., Alkhulaifi A.M. Ischaemic preconditioning reduces troponin T release in patients undergoing coronary artery bypass surgery. Heart. 1997;77(4):314-8. PMID: 9155608. http://dx.doi.org/10.1136/hrt.77.4.314
  8. Wu Z.K., Iivainen T., Pehkonen E., Laurikka J., Tarkka M.R. Ischemic preconditioning suppresses ventricular tachyarrhythmias after myocardial revascularization. Circulation. 2002;106(24):3091-6. PMID: 12473557. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000041430.32233.5B
  9. Julier K.1., da Silva R., Garcia C., Bestmann L., Frascarolo P., Zollinger A., Chassot P.G., Schmid E.R., Turina M.I., von Segesser L.K., Pasch T., Spahn D.R., Zaugg M. Preconditioning by sevoflurane decreases biochemical markers for myocardial and renal dysfunction in coronary artery bypass graft surgery: a double-blinded placebo-controlled, multicenter study. Anesthesiology. 2003;98(6):1315-27. PMID: 12766638
  10. Gross E.R., Gross G.J. Ligand triggers of classical preconditioning and postconditioning. Cardiovasc Research. 2006;70(2):212-21. PMID: 16448635. https://doi.org/10.1016/j.cardiores.2005.12.019
  11. Wall T.M., Sheehy R., Hartman J.C. Role of bradykinin in myocardial preconditioning. J Pharmacol Exp Ther. 1994;270(2):681-9. PMID: 8071859
  12. Ломиворотов В.В., Караськов А.М. Прекондиционирование в кардиохирургии. Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2010. 127 с. [Lomivorotov V.V., Karaskov A.M. Prekonditsionirovaniye v kardiokhirurgii. Novosibirsk, Geo Publ.; 2010. 127 p. (In Russ.)]
  13. Cuong D.V., Kim N., Youm J.B., Joo H., Warda M., Lee J.W., Park W.S., Kim T., Kang S., Kim H., Han J. Nitric oxide-cGMP-protein kinase G signaling pathway induces anoxic preconditioning through activation of ATP-sensitive K+ channels in rat hearts. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006;290(5):H1808-17. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00772.2005
  14. Lebuffe G.1., Schumacker P.T., Shao Z.H., Anderson T., Iwase H., Vanden Hoek T.L. ROS and NO trigger early preconditioning: relationship to mitochondrial KATP channel. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2003;284(1):H299-308. PMID: 12388274. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00706.2002
  15. Xu Z., Ji X., Boysen P.G. Exogenous nitric oxide generates ROS and induces cardioprotection: involvement of PKG, mitochondrial KATP channels, and ERK. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2004;286(4):1433-40. PMID: 14656708. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00882.2003
  16. Bolli R., Dawn B., Tang X. L., Qiu Y., Ping P., Xuan Y.T., Jones W.K., Takano H. , Guo Y., Zhang J. The nitric oxide hypothesis of late preconditioning. Basic Res Cardiology. 1998;93(5):325-38. PMID: 9833145. https://doi.org/10.1007/s003950050101
  17. Kodani E., Xuan Y. T., Takano H., Shinmura K., Tang X. L., Bolli. R. Role of cyclic guanosine monophosphate in late preconditioning in conscious rabbits. Circulation. 2002;105(25):3046-52. PMID: 12082001. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000019408.67709.B5
  18. Neckár J., Papousek F., Nováková O., Ost'ádal B., Kolár F. Cardioprotective effects of chronic hypoxia and ischaemic preconditioning are not additive. Basic Res Cardiology. 2002;97(2):5161-7. PMID: 12002264. https://doi.org/10.1007/s003950200007
  19. Schindelin J., Rueden C.T., Hiner M.C., Eliceiri K.W. The ImageJ ecosystem: An open platform for biomedical image analysis. Mol Reprod Dev. 2015;82(7-8):518-29. PMID 26153368. https://doi.org/10.1002/mrd.22489
  20. Мандель И.А., Подоксенов А.Ю., Суходолo И.В., Подоксенов Ю.К., Свирко Ю.С., Каменщиков Н.О., Михеев С.Л., Семенцов А.С., Ан Д.А., Шипулин В.М., Маслов Л.Н. Защита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждений (экспериментальное исследование). Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017;164(7):29-34. Режим доступа: http://www.iramn.ru/journal/bebm/2017/bbm1707.htm [Mandel I.A., Podoksenov A.Yu., Suhodolo I.V., Podoxenov Yu.K., Svirko Yu.S., Kamenschikov N.O., Mikheev S.L., Sementsov A.S., An D.A., Shipulin V.M., Maslov L.N. Protection of myocardial from ischemic and reperfusion damage (experimental study). Bull Exp Biol Med. 2017;164(7):29-34 (In Russ.) Available from: http://www.iramn.ru/journal/bebm/2017/bbm1707.htm]
  21. Nagasaka Y., Fernandez B.O., Garcia-Saura M.F., Petersen B., Ichinose F., Bloch K.D., Feelisch M., Zapol W.M. Brief periods of nitric oxide inhalation protect against myocardial ischemia-reperfusion injury. Anesthesiology. 2008;109(4):675-82. PMID: 18813047. https://doi.org/10.1097/ALN.0b013e318186316e
  22. O’Neal J.B., Shaw A.D., Billings F.T. IV. Acute kidney injury following cardiac surgery: current understanding and future directions. Crit Care. 2016;20:187. PMCID: PMC4931708. https://doi.org/10.1186/s13054-016-1352-z
  23. Vermeulen Windsant I.C., de Wit N.C., Sertorio J.T., van Bijnen A.A., Ganushchak Y.M., Heijmans J.H., Tanus-Santos J.E., Jacobs M.J., Maessen J.G., Buurman W.A. Hemolysis during cardiac surgery is associated with increased intravascular nitric oxide consumption and perioperative kidney and intestinal tissue damage. Front Physiol. 2014;5:340. PMID: 25249983. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00340
  24. Ignarro L.J., Freeman B. Nitric Oxide: Biology and Pathobiology, Third Edition. Academic Press; 2017. 434 р.