Влияние соединения РГПУ-147 на морфофункциональное состояние миокарда животных после длительного стрессорного воздействия

Анализ литературных данных показывает, что выраженные и продолжительные эмоциональнострессовые состояния приводят к изменению структуры и функции миокарда [6, 9]. Патологические изменения кардиомиоцитов заключаются в нарушении целостности клеточных мембран и митохондрий, исчезновении запасов гликогена, образовании жировых капель в саркоплазме, появлении в цитоплазме эндотелиальных клеток микроциркуля-торного русла большого количества пиноцитозных пузырьков, выходе эритроцитов в межклеточное пространство, возникновении признаков кальциевой перегрузки (наличие областей пересокращения миофибрилл, нередко с образованием контрактурных участков) [1]. Структурные изменения в клетках сердца приводят к депрессии сократительной функции миокарда, уменьшению функциональных резервов сердца [4].

Ограничение стресс-реакции в организме осуществляется стресс-лимитирующими системами, к основным из которых относится ГАМК-ергическая система [6, 9, 11]. Результаты работ, проведенных Меерсоном Ф. З. и соавт. (1981), Ковалевым Г. В. и соавт. (1983) и другими исследователями [2, 7, 10, 12], показывают, что медиатор и модуляторы стресс-лимитирующей системы ГАМК и ее аналоги — оксибутират натрия, фенибут и др. значительно уменьшают повреждающее действие стресса на сердце.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение кардиопротекторного действия структурного аналога фенибута — соединения РГПУ-147 при морфофункциональных нарушениях сердца после длительного стрессорного воздействия.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проведены на белых нелинейных крысах-самцах массой 270—350 г. Животные были разделены на 4 группы по 12 в каждой: 1-я группа — интактные животные, не подвергавшиеся стрессорному воздействию (позитивный контроль), 2-я группа — негативный контроль, животные, получавшие за 60 минут до стрессирования физраствор внутрибрюшинно в течение 2 недель 1 раз в день, 3-я и 4-я группы опытные, за 60 минут до стрессирования животным вводились соединение РГПУ-147 в дозе 50 мг/кг и препарат сравнения фенибут (50 мг/кг) в аналогичном контрольным группам режиме.

Использовалась модель двухнедельного неиз-бегаемого стресса, включавшего иммобилизацию и электроболевое раздражение [13].

После двухнедельного стрессирования по 6 животных из каждой группы под нембуталовым наркозом декапитировали. Исследуемый материал (ткани сердца целиком) фиксировали в 10%-м растворе формалина в течение 48 часов с дальнейшим обезвоживанием и изготовлением парафиновых блоков. Для морфологического исследования миокарда использовались серийные фронтальные срезы, окрашенные гематоксилином и эозином, cуданом III и IV. Было произведено 100 срезов на каждое сердце экспериментального животного. Микрофотосъемку с микропрепаратов производили фотокамерой «CONTEX» на увеличении 100, 400.

По 6 животных из каждой группы были взяты для исследования сократимости миокарда и его инотропных резервов, которое проводилось с помощью нагрузочных проб: нагрузки объемом, максимальной изометрической нагрузки. Нагрузка объемом осуществлялась путем введения 3 мл/кг физраствора, максимальная изометрическая нагрузка – пережатием восходящей части дуги аорты на 30 с. При этом регистрировались левожелудочковое давление (ЛЖД) и его первая производная (dp/dt+ и dp/dt-). Полученные данные сопоставлялись между собой. Более высокие показатели сократимости миокарда и инотропные резервы у животных опытных групп по сравнению с контрольной группой стрессированных животных свидетельствовали о кардиопротекторном действии исследуемых веществ.

Статистическая обработка полученных данных осуществлялась с помощью программы STATISTICA с использованием критерия Ньюмена-Кейлса и представлена в виде М ± S, где М — средняя арифметическая, S — стандартная ошибка среднего.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Морфологическое исследование сердца показало, что у интактных животных контрольной группы миокард левого желудочка представлен па- раллельно расположенными кардиомиоцитами с овальными ядрами в центре и умеренно эозинофильной саркоплазмой. При постановке реакции с шисс-иодной кислотой (ШИК-реакции) отмечено неравномерное распределение гликогена в различных отделах миокарда левого желудочка. В саркоплазме кардиомиоцитов обнаруживается умеренное количество гликогена в виде гранулярного диффузно распределенного ШИК-позитивного материала, который в несколько большем количестве находится в периферических субсарколеммальных отделах клеток. При окраске «на ишемию» ГОФПК (гематоксилин-основной фуксин пикриновая кислота) в миокарде большинства интактных животных саркоплазма кардиомиоцитов не обладает фукси-нофилией (табл.).

Морфологические изменения в миокарде животных, подвергшихся длительному стрессорному воздействию

(данные представлены в баллах)

Морфологические параметры	Интактные животные (физраствор)	Физраствор + стресс	Соединение РГПУ-147 + стресс	Фенибут + стресс
Включения гликогена	1,8	0,6	0,8	1
Фуксинофилия саркоплазмы, кардиомиоциты	0,6	1,6	0,2	1
Эозинофилия саркоплазмы, кардиомиоциты	0,6	2,4	0,8	1,2
Полнокровие сосудов миокарда	0	1	0,2	0,8
Интерстициальный отек	0	1	1	0

В миокарде стрессированных животных в большинстве случаев обнаруживаются небольшие участки повышенной ацидофилии саркоплазмы кардиомиоцитов в субэндокардиальных и субэпикардиальных отделах, а также в межжелудочковой перегородке, что свидетельствует о метаболических изменениях в сосудах микро-циркуляторного русла, проявляющихся в умеренно выраженном полнокровии, интерстициальном отеке. При постановке ШИК-реакции в 60 % случаев гликоген обнаруживается в небольшом количестве в виде пылевидного ШИК-позитивно-го материала в саркоплазме отдельных кардиомиоцитов в субэндокардиальных и центральных отделах миокарда. В 40 % случаев гликоген не обнаруживается в саркоплазме кардиомиоцитов, что свидетельствует о достаточно выраженном снижении энергетического резерва клеток. При окраске ГОФПК в большинстве случаев в субэндокардиальных и центральных отделах миокарда присутствуют очаги фуксинофилии саркоплазмы кардиомиоцитов, что свидетельствует об ишемическом повреждении миокарда и развитии ацидоза у стрессированных животных (рис. 1, 2, табл.).

Рис. 1. Миокард стрессированного животного. А – резко выраженное снижение ШИК-позитивного материала (гликогена) в саркоплазме кардиомиоцитов. ШИК-окраска. Ув. х 400. В - участки повышенной фуксинофилии саркоплазмы кардиомиоцитов. Окраска ГОФПК. Ув. х 100

Рис. 2. Миокард стрессированного животного. А – мозаичное усиление ацидофилии в саркоплазме кардиомиоцитов. Окраска гематоксилин-эозин (ГЭ). Ув. х 400. В - полнокровие сосудов микроциркуляторного русла.

Окраска ГЭ. Ув. х 400

У большинства стрессированных животных, получавших фенибут, в миокарде левого желудочка обнаруживаются участки повышенной ацидофилии саркоплазмы кардиомиоцитов в субэндокардиальных и субэпикардиальных отделах. В миокарде отмечается умеренно выраженное полнокровие сосудов, что свидетельствует о незначительных микроциркуляторных нарушениях.

При постановке ШИК-реакции гликоген обнаруживается в небольшом количестве в виде гранулярного ШИК-позитивного материала в периферических отделах саркоплазмы кардиомиоцитов. Содержание гликогена несколько ниже, чем у интактных животных, однако выше, чем у группы стрессированных животных, что свидетельствует о незначительном снижении энергетических резервов в миокарде. Отмечается слабо выраженный ацидоз, проявляющийся в виде очагов со слабой фуксинофилией саркоплазмы кардиомиоцитов в субэндокардиальных отделах миокарда при окраске «на ишемию» ГОФПК. Эти участки имеют меньшую выраженность, что свидетельствует о незначительном ишемическом повреждении миокарда после стресса у группы животных, получавших фенибут (рис . 3, табл.).

У стрессированных животных, получавших соединение РГПУ-147, большая часть миокарда левого желудочка окрашивается равномерно, хотя обнаруживаются единичные зоны неравномерной мозаичной усиленной ацидофилии саркоплазмы кардиомиоцитов в субэндокардиальных отделах, что свидетельствует о возникновении дистрофических изменений и нарушении метаболизма в сердечной мышце. Однако эти зоны значительно меньше, чем у стрессированных животных контрольной группы. В миокарде отмечается умеренно выраженный интерстициальный отек, что косвенно говорит о меньших нарушениях микроциркуляции, чем у животных контрольной группы. Содержание гликогена в миокарде животных, получавших соединение РГПУ-147, больше, чем у стрессированных животных контрольной группы, что свидетельствует о большей сохранности энергетических резервов в кардиомиоцитах. Саркоплазма кардиомиоцитов в большинстве случаев не обладает фуксинофилией, что указывает на сохранении ее тинкториальных свойств. В совокупности, все перечисленные данные говорят о достаточно выраженном кардиопротекторном эффекте исследуемого вещества (рис. 4, табл.).

Рис. 4. Миокард стрессированных животных, получавших соединение РГПУ-147. А – слабовыраженный периваскулярный отек. Окраска ГОФПК. Ув. х 100. В - сохранность в отдельных кардиомиоцитах ШИК-позитивного материала (гликогена). ШИК-окраска. Ув. х 400

Рис. 3. Миокард стрессированных животных, получавших фенибут. А – усиление ацидофилии саркоплазмы кардиомиоцитов. Окраска ГЭ. Ув. х 100. В - участки повышенной фуксинофилии саркоплазмы кардиомиоцитов.

Окраска ГОФПК. Ув. х 100

Длительное стрессорное воздействие способствует выраженному уменьшению инотропных резервов сердца, что проявляется в снижении скорости сокращения и скорости расслабления миокарда, а также ЛЖД в группе стрессированных животных, получавших физраствор по сравнению с группой интактных животных в условиях проведения функциональных тестов: нагрузки объемом, максимальной изометрической нагрузки.

Соединение РГПУ-147 и препарат сравнения фе-нибут, вводимые за 60 минут до стрессирования, значительно уменьшают повреждающее действие хронического стресса, о чем свидетельствует тот факт, что у этих животных при проведении нагрузочных проб отмечается более выраженное повышение ЛЖД, увеличение скорости сокращения и расслабления миокарда и максимальной интенсивности функционирования структур по сравнению с контрольной группой стрессированных животных (рис. 5).

Рис. 5. Изменения показателей кардиодинамики животных, подвергшихся хроническому стрессорному воздействию (А), и под влиянием соединения РГПУ-147 и фенибута (В) в условиях нагрузки объемом

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, при проведении морфофункционального исследования выявлено, что длительное стрессорное воздействие приводит к повреждению миокарда у животных, что проявляется в снижении инотропных резервов сердца при использовании нагрузочных тестов. Соединение РГПУ-147 и препарат сравнения фенибут способны ограничивать депрессию сократительной функции миокарда, дистрофические изменения в кардиомиоцитах, нарушение кровообращения, уменьшение концентрации гликогена.

Вероятно, кардиопротекторный эффект соединения РГПУ-147 и фенибута обусловлен их центральным симпатоингибирующим действием [8], ограничением чрезмерного выброса катехоламинов, что способствует ограничению изменений структуры и функции миокарда [6, 9].

Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии

Федерального медико-биологического агентства России