Дистантное посткондиционирование миокарда: механизмы, эффективность при метаболическом синдроме в экспериментальных и клинических исследованиях (обзор)

Дистантное посткондиционирование миокарда: механизмы, эффективность при метаболическом синдроме в экспериментальных и клинических исследованиях (обзор)

Автор: А.В. Мухомедзянов, М.А. Сиротина, С.В. Логвинов, Н.В. Нарыжная

Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk

Рубрика: Обзоры и лекции

Статья в выпуске: 1 т.38, 2023 года.

Бесплатный доступ

Дистантное посткондиционирование сердца (ДПост) – проведение нескольких периодов краткосрочной ишемии-реперфузии удаленного от сердца органа после длительного периода ишемии непосредственно перед возобновлением коронарного кровотока или же в раннем реперфузионном периоде, что приводит к сокращению размера формирующегося впоследствии инфаркта – представляет большой терапевтический потенциал для клинической практики. Механизм ДПост включает триггер, на роль которого могут претендовать аденозин, опиоиды, каннабиноиды, брадикинин, CGRP и субстанция Р. Важную роль в сигнальном механизме ДПост играют протеинкиназа С, PI3-киназа, киназа Akt и JAK. В экспериментальных исследованиях обнаружено, что генетически детерминированные или вызванные диетой метаболические изменения снижают эффективность кардиопротекции при ДПост. В качестве возможных механизмов неэффективности кардиопротекции можно предположить снижение выброса гуморальных факторов, дисфункцию рецепторного и сигнального звена ДПост, влияние метаболических нарушений на работу КАТФ-каналов, mPTP и на состояние митохондриального дыхания. Однако эти предположения нуждаются в экспериментальном обосновании. Результаты клинических исследований показывают как наличие антинекротического и инфаркт-лимитирующего эффекта ДПост при остром инфаркте миокарда (ОИМ) и кардиохирургических вмешательствах, так и отсутствие его эффективности. Роль метаболических нарушений в отсутствии эффективности ДПост у пациентов требует обоснования.

Еще

Миокард, ишемия, реперфузия, дистантное посткондиционирование, метаболический синдром

Короткий адрес: https://sciup.org/149141579

IDR: 149141579   |   DOI: 10.29001/2073-8552-2023-38-1-37-45

Список литературы Дистантное посткондиционирование миокарда: механизмы, эффективность при метаболическом синдроме в экспериментальных и клинических исследованиях (обзор)

  • Menees D.S., Peterson E.D., Wang Y., Curtis J.P., Messenger J.C., Rumsfeld J.S. et al. Door-to-Balloon Time and Mortality among Patients Undergoing Primary PCI. N. Engl. J. Med. 2013;369(10):901–909. DOI: 10.1056/NEJMoa1208200.
  • Fuernau G., Fengler K., Desch S., Eitel I., Neumann F.J., Olbrich H.G. et al. Culprit lesion location and outcome in patients with cardiogenic shock complicating myocardial infarction: a substudy of the IABP-SHOCK II-trial. Clin. Res. Cardiol. 2016;105(12):1030–1041. DOI: 10.1007/s00392-016-1017-6.
  • Vinten-Johansen J., Shi W. The science and clinical translation of remote postconditioning. J. Cardiovasc. Med. 2013;14(3):206–213. DOI: 10.2459/JCM.0b013e32835cecc6.
  • Kerendi F., Kin H., Halkos M.E., Jiang R., Zatta A.J., Zhao Z.Q. et al. Remote postconditioning. Basic Res. Cardiol. 2005;100(5):404–412. DOI: 10.1007/s00395-005-0539-2.
  • Li C.M., Zhang X.H., Ma X.J., Luo M. Limb ischemic postconditioning protects myocardium from ischemia-reperfusion injury. Scand. Cardiovasc. J. 2006;40(5):312–317. DOI:10.1080/14017430600925292.
  • Andreka G., Vertesaljai M., Szantho G., Font G., Piroth Z., Fontos G. et al. Remote ischaemic postconditioning protects the heart during acute myocardial infarction in pigs. Heart. 2007;93(6):749–752. DOI: 10.1136/hrt.2006.114504.
  • Ren X., Roessler A.E., Lynch T.L. 4th, Haar L., Mallick F., Lui Y. et al. Cardioprotection via the skin: nociceptor-induced conditioning against cardiac MI in the NIC of time. Am. J. Physiol. Circ. Physiol. 2019;316(3):H543–H553. DOI: 10.1152/ajpheart.00094.2018.
  • Fang J., Chen L., Wu L., Li W. Intra-cardiac remote ischemic post-conditioning attenuates ischemia-reperfusion injury in rats. Scand. Cardiovasc. J. 2009;43(6):386–394. DOI:10.1080/14017430902866681.
  • Ren H.M., Xie R.Q., Cui W., Liu F., Hu H.J., Lu J.C. Effects of rabbit limbs ischemia/ reperfusion on myocardial necrosis and apoptosis. Zhongguo Ying Yong Sheng Li Xue Za Zhi. 2012;28(4):323–327.
  • Wei M., Xin P., Li S., Tao J., Li Y., Li J. et al. Repeated Remote Ischemic Postconditioning Protects Against Adverse Left Ventricular Remodeling and Improves Survival in a Rat Model of Myocardial Infarction. Circ. Res. 2011;108(10):1220–1225. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.110.236190.
  • Chen G., Ye X., Zhang J., Tang T., Li L., Lu P. et al. Limb Remote Ischemic Postconditioning Reduces Ischemia-Reperfusion Injury by Inhibiting NADPH Oxidase Activation and MyD88-TRAF6-P38MAP-Kinase Pathway of Neutrophils. Int. J. Mol. Sci. 2016;17(12):1971. DOI: 10.3390/ijms17121971.
  • Jones W.K., Fan G.C., Liao S., Zhang J.M., Wang Y., Weintraub N.L. et al. Peripheral nociception associated with surgical incision elicits remote nonischemic cardioprotection via neurogenic activation of protein kinase C signaling. Circulation. 2009;120(11 Suppl):S1–S9. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.108.843938.
  • Breivik L., Helgeland E., Aarnes E.K., Mrdalj J., Jonassen A.K. Remote postconditioning by humoral factors in effluen from ischemic preconditioned rat hearts is mediated via PI3K/Akt-dependent cell-survival signaling at reperfusion. Basic Res. Cardiol. 2011;106(1):135–145. DOI: 10.1007/s00395-010-0133-0.
  • Penna C., Granata R., Tocchetti C., Gallo M., Alloatti G., Pagliaro P. Endogenous Cardioprotective Agents: Role in Pre and Postconditioning. Curr. Drug Targets. 2015;16(8):843–867. DOI: 10.2174/1389450116666150309115536.
  • Wang Z., Wen J., Zhou C., Wang Z., Wei M. Gene expression profi - ing analysis to investigate the role of remote ischemic postconditioning in ischemia-reperfusion injury in rats. BMC Genomics. 2019;20(1):361. DOI: 10.1186/s12864-019-5743-9.
  • Bartekova M., Jelemensky M., Dhalla N.S. Emerging role of non-coding RNAs and extracellular vesicles in cardioprotection by remote ischemic conditioning of the heart. Rev. Cardiovasc. Med. 2019;20(2):59. DOI:10.31083/j.rcm.2019.02.54.
  • Tang Y., Yang J., Xiang H., Xu J. PI3K-Akt/eNOS in remote postconditioning induced by brief pulmonary ischemia. Clin. Investig. Med. 2014;37(1):26. DOI: 10.25011/cim.v37i1.20866.
  • Мухомедзянов А.В., Маслов Л.Н. Роль опиоидных рецепторов в механизме кардиопротекторного эффекта дистантного посткондиционирования. Кардиологический вестник. 2022;17(2–2):28–29. Muhomedzjanov A.V., Maslov L.N. Rol’ opioidnyh receptorov v mehanizme kardioprotektornogo jeffekta distantnogo postkondicionirovanija. Kardiologicheskij vestnik. 2022;17(2–2):28–29. (In Russ.).
  • Нарыжная Н.В., Мухомедзянов А.В., Курбатов Б.К., Сиротина М.А., Килин М., Азев В.Н. и др. Инфаркт-лимитирующая эффективность дельторфина-II при индуцированном диетой метаболическом синдроме у старых крыс. Acta biomedica scientific . 2022;7(6):281–289. [Naryzhnaya N.V., Mukhomedzyanov A.V., Kurbatov B.K., Sirotina M.A., Kilin M., Azev V.N. et al. The infarct-limiting efficac of deltorphin-II in oldrats with diet-induced metabolic syndrome. Acta biomedical scientific . 2022;7(6):281–289. (In Russ.)]. DOI: 10.29413/ABS.2022-7.6.29.
  • Ling J., Wong G.T.C., Yao L., Xia Z., Irwin M.G. Remote pharmacological post-conditioning by intrathecal morphine: cardiac protection from spinal opioid receptor activation. Acta Anaesthesiol. Scand. 2010;54(9):1097– 1104. DOI: 10.1111/j.1399-6576.2010.02295.x.
  • Xu Y.C., Li R.P., Xue F.S., Cui X.L., Wang S.Y., Liu G.P. et al. κ-Opioid receptors are involved in enhanced cardioprotection by combined fentanyl and limb remote ischemic postconditioning. J. Anesth. 2015;29(4):535–543. DOI: 10.1007/s00540-015-1998-8.
  • Gao Y., Song J., Chen H., Cao C., Lee C. TRPV1 activation is involved in the cardioprotection of remote limb ischemic postconditioning in ischemia-reperfusion injury rats. Biochem. Biophys.Res. Commun. 2015;463(4):1034–1039. DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.06.054.
  • Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н., Цибульников С.Ю., Крылатов А.В. Способность каннабиноида HU-210 имитировать феномен ишемического посткондиционирования. Сибирский медицинский журнал. 2013;28(3):70–73. [Lishmanov Yu.B., Maslov L.N., Tsibulnikov S.Yu., Krylatov A.V. Ability of cannabinoid HU-210 to mimic ischemic postconditioning phenomenon. The Siberian Medical Journal. 2013;28(3):70–73. (In Russ.)].
  • Gao Q., Hu J., Hu J., Yu Y., Ye H., Li Z. et al. Calcium activated potassium channel and protein kinase C participate in the cardiac protection of remote post conditioning. Pak. J. Pharm. Sci. 2013;26(2):285–290.
  • Mukhomedzyanov A.V., Naryzhnaya N.V., Maslov L.N. The role of protein kinase C and PI3-kinase in the mechanism of the cardioprotective effect of remote ischemic postconditioning. Bull. Sib. Med. 2022;20(4):6–10. DOI: 10.20538/1682-0363-2021-4-6-10.
  • Gao S., Zhan L., Yang Z., Shi R., Li H., Xia Z. et al. Remote Limb Ischaemic Postconditioning Protects Against Myocardial Ischaemia/Reperfusion Injury in Mice: Activation of JAK/STAT3-Mediated Nrf2-Antioxidant Signalling. Cell Physiol. Biochem. 2017;43(3):1140–1151. DOI: 10.1159/000481755.
  • Wang C., Li H., Wang S., Mao X., Yan D., Wong S.S. et al. Repeated non-invasive limb ischemic preconditioning confers cardioprotection through PKC-ϵ/STAT3 signaling in diabetic rats. Cell Physiol. Biochem. 2018;45(5):2107–2121. DOI: 10.1159/000488047.
  • Malemud C.J. The role of the JAK/STAT signal pathway in rheumatoid arthritis. Ther. Adv. Musculoskelet Dis. 2018;10(5–6):117–127. DOI: 10.1177/1759720X18776224.
  • Yamaoka K., Saharinen P., Pesu M., Holt V.E., Silvennoinen O., O’Shea J.J. The Janus kinases (Jaks). Genome Biol. 2004;5(12):253. DOI: 10.1186/gb-2004-5-12-253.
  • Penna C., Andreadou I., Aragno M., Beauloye C., Bertrand L., Lazou A. et al. Effect of hyperglycaemia and diabetes on acute myocardial ischaemia– reperfusion injury and cardioprotection by ischaemic conditioning protocols. Br. J. Pharmacol. 2020;177(23):5312–5335. DOI: 10.1111/bph.14993.
  • Oosterlinck W., Dresselaers T., Geldhof V., Nevelsteen I., Janssens S., Himmelreich U. et al. Diabetes mellitus and the metabolic syndrome do not abolish, but might reduce, the cardioprotective eff ect of ischemic postconditioning. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2013;145(6):1595–1602. DOI: 10.1016/j.jtcvs.2013.02.016.
  • Logvinov S.V., Mukhomedzyanov A.V., Kurbatov B.K., Sirotina M.A., Naryzhnaya N.V., Maslov L.N. Participation of leptin and corticosterone in the lack of infarct-limiting effi ciency of remote postconditioning and of arterial hypertension at metabolic syndrome in rats. Bull. Exp. Biol. Med. 2022;174(9):294–300. DOI: 10.47056/0365-9615-2022-174-9-294-300.
  • Lochner A., Genade S., Genis A., Marais E., Salie R. Long-chain free fatty acids inhibit ischaemic preconditioning of the isolated rat heart. Mol. Cell Biochem. 2020;473(1–2):111–132. DOI: 10.1007/s11010-020-03812-9.
  • Wen Z., Li J., Fu Y., Zheng Y., Ma M., Wang C. Hypertrophic adipocyte-derived exosomal miR-802-5p contributes to insulin resistance in cardiac myocytes through targeting HSP60. Obesity. (Silver Spring). 2020;28(10):1932–1940. DOI: 10.1002/oby.22932.
  • Nascimento A.F., Luvizotto R.A., Leopoldo A.S., Lima-Leopoldo A.P., Seiva F.R., Justulin L.A.Jr. et al. Long-term high-fat diet-induced obesity decreases the cardiac leptin receptor without apparent lipotoxicity. Life Sci. 2011;88(23–24):1031–1038. DOI: 10.1016/j.lfs.2011.03.015.
  • Recinella L., Orlando G., Ferrante C., Chiavaroli A., Brunetti L., Leone S. Adipokines: new potential therapeutic target for obesity and metabolic, rheumatic, and cardiovascular diseases. Front. Physiol. 2020;11:578966. DOI: 10.3389/fphys.2020.578966.
  • Russell J.S., Griffi th T.A., Helman T., Du Toit E.F., Peart J.N., Headrick J.P. Chronic type 2 but not type 1 diabetes impairs myocardial ischaemic tolerance and preconditioning in C57Bl/6 mice. Exp. Physiol. 2019;104(12):1868–1880. DOI: 10.1113/EP088024.
  • Schram K., Girolamo S., Madani S., Munoz D., Thong F., Sweeney G. Leptin regulates MMP-2, TIMP-1 and collagen synthesis via p38 MAPK in HL-1 murine cardiomyocytes. Cell. Mol. Biol. Lett. 2010;15(4):551–563. DOI: 10.2478/s11658-010-0027-z.
  • Ren J., Zhu B.H., Relling D.P., Esberg L.B., Ceylan-Isik A.F. High-fat diet-induced obesity leads to resistance to leptin-induced cardiomyocyte contractile response. Obesity. 2008;16(11):2417–2423. DOI: 10.1038/oby.2008.381.
  • Xu T., Liu S., Wang X. Amelioration of myocardial ischemia/reperfusion injury by leptin pretreatment and ischemic preconditioning in mouse. Zhongguo Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue. 2010;22(2):105–108.
  • Hill-Pryor C., Dunbar J.C. The eff ect of high fat-induced obesity on cardiovascular and physical activity and opioid responsiveness in conscious rats. Clin. Exp. Hypertens. 2006;28(2):133–145. DOI: 10.1080/10641960500468326.
  • Barnes M.J., Jen K.L.C., Dunbar J.C. The eff ect of CNS opioid on autonomic nervous and cardiovascular responses in diet-induced obese rats. Peptides. 2004;25(1):71–79. DOI: 10.1016/j.peptides.2003.11.009.
  • Lu H., Buison A., Jen K.L.C., Dunbar J.C. Leptin resistance in obesity is characterized by decreased sensitivity to proopiomelanocortin products. Peptides. 2000;21(10):1479–1485. DOI: 10.1016/S0196-9781(00)00301-6.
  • Alexandre-Santos B., Machado M.V., Menezes A.C., Velasco L.L., Sepúlveda-Fragoso V., Vieira A.B. et al. Exercise-induced cardiac opioid system activation attenuates apoptosis pathway in obese rats. Life Sci. 2019;231:116542. DOI: 10.1016/j.lfs.2019.06.017.
  • Zemljic-Harpf A.E., See Hoe L.E., Schilling J.M., Zuniga-Hertz J.P., Nguyen A., Vaishnav Y.J. et al. Morphine induces physiological, structural, and molecular benefi ts in the diabetic myocardium. FASEB J. 2021;35(3):e21407. DOI: 10.1096/fj.201903233R.
  • 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;6:457–466. DOI: 10.1242/dmm.010959.
  • Yan J., Song K., Bai Z., Ge R.L. WY14643 improves left ventricular myocardial mitochondrial and systolic functions in obese rats under chronic persistent hypoxia via the PPARα pathway. Life Sci. 2021;266:118888. DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118888.
  • Lindholm C.R., Ertel R.L., Bauwens J.D., Schmuck E.G., Mulligan J.D., Saupe K.W. A high-fat diet decreases AMPK activity in multiple tissues in the absence of hyperglycemia or systemic infl ammation in rats. J. Physiol. Biochem. 2013;69(2):165–175. DOI: 10.1007/s13105-012-0199-2.
  • Bouhidel O., Pons S., Souktani R., Zini R., Berdeaux A., Ghaleh B. Myocardial ischemic postconditioning against ischemia-reperfusion is impaired in ob/ob mice. Am. J. Physiol. Circ. Physiol. 2008;295(4):H1580–H1586. DOI: 10.1152/ajpheart.00379.2008.
  • Bender S.B., Tune J.D., Borbouse L., Long X., Sturek M., Laughlin M.H. Altered Mechanism of Adenosine-Induced Coronary Arteriolar Dilation in Early-Stage Metabolic Syndrome. Exp. Biol. Med. 2009;234(6):683–692. DOI: 10.3181/0812-RM-350.
  • Jhuo S.J., Liu I.H., Tsai W.C., Chou T.W., Lin Y.H., Wu B.N. et al. Eff ects of secretome from fat tissues on ion currents of cardiomyocyte modulated by sodium-glucose transporter 2 inhibitor. Molecules. 2020;25(16):3606. DOI: 10.3390/molecules25163606.
  • Cardoso A.R., Cabral-Costa J.V., Kowaltowski A.J. Eff ects of a high fat diet on liver mitochondria: Increased ATP-sensitive K+ channel activity and reactive oxygen species generation. J. Bioenerg. Biomembr. 2010;42(3):245–253. DOI: 10.1007/s10863-010-9284-9.
  • Alberici L.C., Vercesi A.E., Oliveira H.C.F. Mitochondrial energy metabolism and redox responses to hypertriglyceridemia. J. Bioenerg. Biomembr. 2011;43(1):19–23. DOI: 10.1007/s10863-011-9326-y.
  • Zhong H., Gao Z., Chen M., Zhao J., Wang F., Li L. et al. Cardioprotective eff ect of remote ischemic postconditioning on children undergoing cardiac surgery: a randomized controlled trial. Pediatr. Anesth. 2013;23(8):726–733. DOI: 10.1111/pan.12181.
  • Cho Y.J., Lee E.H., Lee K., Kim T.K., Hong D.M., Chin J.H. et al. Long-term clinical outcomes of Remote Ischemic Preconditioning and Postconditioning Outcome (RISPO) trial in patients undergoing cardiac surgery. Int. J. Cardiol. 2017;231:84–89. DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.12.146.
  • Prunier F., Angoulvant D., Saint Etienne C., Vermes E., Gilard M., Piot C. et al. The RIPOST-MI study, assessing remote ischemic preconditioning alone or in combination with local ischemic postconditioning in ST-segment elevation myocardial infarction. Basic Res. Cardiol. 2014;109(2):400. DOI: 10.1007/s00395-013-0400-y.
  • White S.K., Frohlich G.M., Sado D.M., Maestrini V., Fontana M., Treibel T.A. et al. Remote ischemic conditioning reduces myocardial infarct size and edema in patients with ST-segment elevation myocardial infarction. JACC Cardiovasc. Interv. 2015;8(1 Pt B):178–188. DOI: 10.1016/j.jcin.2014.05.015.
  • Carrasco-Chinchilla F., Muñoz-García A.J., Domínguez-Franco A., Millán-Vázquez G., Guerrero-Molina A., Ortiz-García C. et al. Remote ischaemic postconditioning: Does it protect against ischaemic damage in percutaneous coronary revascularisation? Randomised placebo-controlled clinical trial. Heart. 2013;99(19):1431–1437. DOI: 10.1136/heartjnl-2013-304172.
  • Verouhis D., Sörensson P., Gourine A., Henareh L., Persson J., Saleh N. et al. Eff ect of remote ischemic conditioning on infarct size in patients with anterior ST-elevation myocardial infarction. Am. Heart J. 2016;181:66–73. DOI: 10.1016/j.ahj.2016.08.004.
  • Verouhis D., Sörensson P., Gourine A., Henareh L., Persson J., Saleh N. et al. Long-term eff ect of remote ischemic conditioning on infarct size and clinical outcomes in patients with anterior ST-elevation myocardial infarction. Catheter. Cardiovasc. Interv. 2021;97(3):386–392. DOI: 10.1002/ccd.28760.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp