СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАРДИОПРОТЕКТОРНЫХ СВОЙСТВ УРИДИН-5'-МОНОФОСФАТА И УРИДИНА В МОДЕЛИ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИОКАРДА КРЫС С ПОМОЩЬЮ ИЗОПРЕНАЛИНА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние уридина и его монофосфорилированного производного на уровень основных биохимических маркеров повреждения миокарда в крови и электрическую активность сердца в модели кардиомиопатии у крыс, вызванной изопреналином. Показано, что введение изопреналина (150 мг/кг, подкожно) вызывает увеличение активности сывороточных ферментов аспартатамино-трансферазы и аланинаминотрасферазы, их соотношения (коэффициента де Ритиса), а также активности лактатдегидрогеназы в лимфоцитах крови, что подтверждает развитие повреждения миокарда у экспериментальных животных. Анализ электрокардиографических данных выявил увеличение продолжительности интервалов RR, P-R, QT, QTc и комплекса QRS, что указывает на удлинение фазы деполяризации и реполяризации относительно длительности сердечного цикла у крыс с изопреналин-индуцированным повреждением миокарда. Предварительное введение экспериментальным животным уридина и уридин-5%-монофосфата в дозах 30 мг/кг одинаково эффективно препятствует повышению ферментативной активности аспартатаминотрансферазы и коэффициента де Ритиса, приводит к снижению продолжительности интервалов P-R, QRS, QT и QTc, а также к частичной нормализации метаболической активности лимфоцитов крови крыс. Полученные данные указывают на то, что уридин и уридин-5%-монофосфат оказывают сходное протекторное действие на сократительную функцию кардиомиоцитов и могут рассматриваться в качестве средств метаболической защиты для комплексной терапии ишемической болезни сердца.

Об авторах

Н. В Белослудцева

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Email: belosludtsevanv@iteb.pushchino.ru
Пущино, Россия

Т. А Урюпина

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Пущино, Россия

Д. А Хуртин

Марийский государственный университет

Йошкар-Ола, Россия

Н. В Хундерякова

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Пущино, Россия

Г. Д Миронова

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

Пущино, Россия

Список литературы

  1. Lindstrom M., DeCleene N., Dorsey H., Fuster V., Johnson C. O., LeGrand K. E., Mensah G. A., Razo C., Stark B., Varieur Turco J., and Roth G. A. Global burden of cardiovascular diseases and risks collaboration. J. Am. Coll. Cardiol., 80 (25), 2372–2425 (2022). doi: 10.1016/j.jacc.2022.11.001
  2. Marzilli M., Merz C. N., Boden W. E., Bonow R. O., Capozza P. G., Chilian W. M., DeMaria A. N., Guarini G., Huqi A., Morrone D., Patel M. R., and Weintraub W. S. Obstructive coronary atherosclerosis and ischemic heart disease: an elusive link! J. Am. Coll. Cardiol., 60 (11), 951–956 (2012). doi: 10.1016/j.jacc.2012.02.082
  3. Ponikowski P., Voors A. A., Anker S. D., Bueno H., Cleland J. G. F., Coats A. J. S., Falk V., Gonzalez-Juanatey J. R., Harjola V.-P., Jankowska E. A., Jessup M., Linde C., Nihoyannopoulos P., Parissis J. T., Pieske B., Riley J. P., Rosano G. M. C., Ruilope L. M., Ruschitzka F., Rutten F. H., and van der Meer P. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: the task force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC) developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur. Heart J., 37 (27), 2129–2200 (2016). doi: 10.1093/eurheartj/ehw128
  4. Severino P., D'Amato A., Pucci M., Infusino F., Birtolo L. I., Mariani M. V., Lavalle C., Maestrini V., Mancone M., and Fedele F. Ischemic heart disease and heart failure: role of coronary ion channels. Int. J. Mol. Sci., 21 (9), 3167 (2020). doi: 10.3390/ijms21093167
  5. Marzilli M. Myocardial energy balance and metabolism as causes of myocardial ischemia. Vascul. Pharmacol., 154, 107273 (2024). doi: 10.1016/j.vph.2023.107273
  6. Pepine C. J. and Douglas P. S. Rethinking stable ischemic heart disease: is this the beginning of a new era? J. Am. Coll. Cardiol., 60, 11, 957–959 (2012). doi: 10.1016/j.jacc.2012.04.046
  7. Tamis-Holland J. E., Jneid H., Reynolds H. R., Agewall S., Brilakis E. S., Brown T. M., Lerman A., Cushman M., Kumbhani Dh. J., Arslanian-Engoren C., Bolger A. F., and Beltrame J. F. Contemporary diagnosis and management of patients with myocardial infarction in the absence of obstructive coronary artery disease: A scientific statement from the american heart association. Circulation, 139 (18), 891–908 (2019). doi: 10.1161/CIR.0000000000000670
  8. Kuznetsov A. V., Javadov S., Margreiter R., Grimm M., Hagenbuchner J., and Ausserlechner M. J. The role of mitochondria in the mechanisms of cardiac ischemia-reperfusion injury. Antioxidants (Basel), 8 (10), 454 (2019). doi: 10.3390/antiox8100454
  9. Ramaraj R. Stress cardiomyopathy: aetiology and management. Postgrad. Med. J., 83 (982), 543–546 (2007). doi: 10.1136/pgmj.2007.058776
  10. Yoganathan T., Perez-Liva M., Balvay D., Le Gall M., Lallemand A., Certain A., Autret G., Mokrani Ya., Guillonneau F., Bruce J., Nguyen V., Gencer U., Schmitt A., Lager F., Guilbert Th., Bruneval P., Vilar J., Maissa N., Mousseaux E., Viel Th., Renault G., Kachenoura N., and B. Tavitian Acute stress induces long-term metabolic, functional, and structural remodeling of the heart. Nat. Commun., 14 (1), 3835 (2023). doi: 10.1038/s41467-023-39910-7
  11. Boarescu P.-M., Boarescu I., Bulboaca A., Parvu A., Gheban D., and Bolboaca S. Isoproterenol induced myocardial infarction in rats: dose identification. Clujul. Med., 91, S39–S40 (2018). doi: 10.1016/j.phyplu.2023.100472
  12. Diao H., Gu H., and Chen Q. M. Hyperkalemic or low potassium cardioplegia protects against reduction of energy metabolism by oxidative stress. Antioxidants (Basel), 2023 12 (2), 452 (2023). doi: 10.3390/antiox12020452
  13. Guarini G., Huqi A., Morrone D., and Marzilli M. Pharmacological agents targeting myocardial metabolism for the management of chronic stable angina : an update. Cardiovasc. Drugs Ther., 30 (4), 379–391 (2016). doi: 10.1007/s10557-016-6677-y
  14. Horton J. L. and Virag J. Use of multifactorial treatments to address the challenge of translating experimental myocardial infarct reduction strategies. Int. J. Mol. Sci., 20 (6), 1449 (2019). doi: 10.3390/ijms20061449
  15. Mironova G. D., Negoda A. E., Marinov B. S., Paucek P., Costa A. D., Grigoriev S. M., Skarga Y. Y., and Garlid K. D. Functional distinctions between the mitochondrial ATP-dependent K+ channel (mitoKATP) and its inward rectifier subunit (mitoKIR). J. Biol. Chem., 279 (31), 32562–32568 (2004). doi: 10.1074/jbc.M401115200
  16. Zhang Y., Guo S., Xie C., and Fang J. Uridine Metabolism and its role in glucose, lipid, and amino acid homeostasis. Biomed. Res. Int., 7091718 (2020). doi: 10.1155/2020/7091718
  17. Mironova G. D., Khrenov M. O., Talanov E. Y., Glushkova O. V., Parfenyuk S. B., Novoselova T. V., Lunin S. M., Belosludtseva N. V., Novoselova E. G., and Lemasters J. J. The role of mitochondrial KATP channel in anti-inflammatory effects of uridine in endotoxemic mice. Arch. Biochem. Biophys., 654, 70–76 (2018). doi: 10.1016/j.abb.2018.07.006
  18. Krylova I. B., Selina E. N., Bulion V. V., Rodionova O. M., Evdokimova N. R., Belosludtseva N. V., Shigaeva M. I., and Mironova G. D. Uridine treatment prevents myocardial injury in rat models of acute ischemia and ischemia/reperfusion by activating the mitochondrial ATPdependent potassium channel. Sci. Rep., 11 (1), 16999 (2019). doi: 10.1038/s41598-021-96562-7
  19. Belosludtseva N. V., Starinets V. S., Mikheeva I. B., Belosludtsev M. N., Dubinin M. V., Mironova G. D., and Belosludtsev K. N. Effect of chronic treatment with uridine on cardiac mitochondrial dysfunction in the C57BL/6 mouse model of high-fat diet-streptozotocininduced diabetes. Int. J. Mol. Sci., 23 (18), 10633 (2022). doi: 10.3390/ijms231810633
  20. Liu Z., Li W., Geng L., Sun L., Wang Q., Yu Y., Yan P., Liang Ch., Ren J., Song M., Zhao Q., Lei J., Cai Yu., Li J., Yan K., Wu Z., Chu Q., Li J., Wang S., Li Ch., Han J.-D. J., Hernandez-Benitez R., ShyhChang Ng., Belmonte J. C. I., Zhang W., Qu J., and Liu G.-H., Cross-species metabolomic analysis identifies uridine as a potent regeneration promoting actor. Cell Discov., 8 (1), 6 (2022). doi: 10.1038/s41421-021-00361-3
  21. Yamamoto T., Koyama H., Kurajoh M., Shoji T., Tsutsumi Z., and Moriwaki Y. Biochemistry of uridine in plasma. Clin. Chim. Acta, 412 (19–20), 1712–1724 (2011). doi: 10.1016/j.cca.2011.06.006
  22. Krylova I. B., Kachaeva E. V., Rodionova O. M., Negoda A. E., Evdokimova N. R., Balina M. I., Sapronov N. S., and Mironova G. D. The cardioprotective effect of uridine and uridine-5'-monophosphate: the role of the mitochondrial ATP-dependent potassium channel. Exp. Gerontol., 41 (7), 697–703 (2006). doi: 10.1016/j.exger.2006.03.005
  23. Khunderyakova N. V., Yachkula T. V., Zakharchenko M. V., Plyasunova S. A., Sukhorukov V. S., Baranich, N. I., Litvinova E. G., Fedotcheva N., Schwartsburd P., and Kondrashova M., Cytobiochemical biomarkers of the state of mitochondria in Humans. I. A new assessment of Warburg effect by the ratio of lactate dehydrogenase to succinate dehydrogenase activity in lymphocytes as a distinct biomarker of pronounced differences between leukemia, norm and myopathy in young patients. J. World Mitochondria Soc., 2 (2) (2017). doi: 10.18143/JWMS_v2i2_1930
  24. Nichtova Z., Novotova M., Kralova E., and Stankovicova T. Morphological and functional characteristics of models of experimental myocardial injury induced by isoproterenol. Gen. Physiol. Biophys., 31 (2), 141–151 (2012). doi: 10.4149/gpb_2012_015
  25. Krestinin R., Baburina Y., Odinokova I., Kruglov A., Sotnikova L., and Krestinina O. The Effect of Astaxanthin on Mitochondrial Dynamics in Rat Heart Mitochondria under ISO-Induced Injury. Antioxidants (Basel), 12 (6), 1247 (2023). doi: 10.3390/antiox12061247
  26. Belosludtseva N. V., Pavlik L. L., Mikheeva I. B., Talanov E. Y., Serov D. A., Khurtin D. A., Belosludtsev K.N., and Mironova G. D. Protective Effect of Uridine on Structural and Functional Rearrangements in Heart Mitochondria after a High-Dose Isoprenaline Exposure Modelling Stress-Induced Cardiomyopathy in Rats. Int . J. Mol. Sci., 24 (24), 17300 (2023). doi: 10.3390/ijms242417300
  27. Feng W. and Li W. The study of ISO induced heart failure rat model. Exp. Mol. Pathol., 88 (2), 299–304 (2010). doi: 10.1016/j.yexmp.2009.10.011
  28. Pham V. A., Tran H. Th., Mai Th. Ph., Nguyen L. H., Nguyen V. H., Nguyen Th. H., Bui S. S., Vu A. V., Do H. Th., Trinh Q. V. Myocardial infarction model induced by isoproterenol in rats and potential cardiovascular protective effect of a nattokinase-containing hard capsule. Phytomed. Plus, 3, 100472, 2667–0313 (2023). doi: 10.1016/j.phyplu.2023.100472
  29. Xu X., Zhang X., Cheng S., Li Q., Chen C., and Ouyang M. Protective effect of uridine on atrial fibrillation: a Mendelian randomisation study. Sci. Rep., 13 (1), 19639 (2023). doi: 10.1038/s41598-023-47025-8
  30. Cheng T., Wang H., and Hu Y. The causal effects of genetically determined human blood metabolites on the risk of atrial fibrillation. Front. Cardiovasc. Med., 10, 1211458 (2023). doi: 10.3389/fcvm.2023.1211458

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах