Лаборатория экспериментальной патологии сердца

Лаборатория физиологии миокарда была основана в 1978г. и в 1986г. переименована в лабораторию экспериментальной патологии сердца.

Основные направления научных исследований:

  • Взаимосвязь ионного транспорта, энергоснабжения и сократительной функции миокарда
  • Патогенез кардиомиопатий
  • Хроническая сердечная недостаточность
  • Поиск и испытание новых кардиотропных препаратов
  • Регуляция кровообращения

Наиболее значимые результаты исследований последних лет:

  • При изучении патогенеза хронической сердечной недостаточности (ХСН) у крыс, вызванной различными дозами изопротеренола или доксорубицина, было установлено изменение соотношения диастолической и систолической дисфункции сердца. Сердца животных, получивших меньшие кумулятивные дозы изопротеренола (200-240 мг/кг) или доксорубицина (8-10 мг/кг) характеризовались преобладанием диастолической дисфункции, а сердца животных, получивших более высокие дозы препаратов отличались преобладанием систолической дисфункции. При удлинении срока наблюдения все сердца имели систолическую дисфункцию с выраженной дилатацией сердца. Эти данные позволяют заключить, что диастолическая дисфункция является начальной стадией ХСН.
  • На тех же моделях при инвазивном исследовании у всех крыс отмечали замедление расслабления и повышение диастолического давления в левом желудочке, а при систолической дисфункции – ещё и удлинение фазы предизгнания и длительности систолы, свидетельствующие о сниженной сократимости миокарда. Эти симптомы могут служить ранними критериями формирования систолической дисфункции.
  • Динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ) – естественные депо оксида азота в организме – при внутривенном введении оказывают длительное гипотензивное действие на системное артериальное давление (АД), обусловленное замедленным освобождением оксида азота из комплексов. Это выгодно отличает их от других доноров оксида азота. Созданная в нашем центре при участии проф.А.Ф.Ванина форма ДНКЖ с лигандом глутатионом, получившая название «Оксаком», оказывала стабильное гипотензивное действие у крыс, кроликов и обезьян, особенно чувствительными к ней оказались спонтанно гипертензивные крысы линии SHR. Действие препарата сохранялось и при подкожном и внутримышечном введении, но было не столь быстрым. Препарат не имеет аналогов, он успешно прошел необходимые фармакологические исследования и две фазы клинических испытаний. Его введение в дозе 1,5 мг/кг способно удержать артериальное давление на сниженном уровне в течение 6-10 часов.
  • На обеих моделях сердечной недостаточности введение оксакома повышало и сократимость, и расслабимость миокарда. Он также снижал давление в малом круге у крыс с легочной артериальной гипертонией, вызванной монокроталином. В опытах на изолированном сердце крыс при гипоксии-реоксигенации добавление Оксакома (30 нМ) в гипоксический перфузат сохраняло сократительную активность сердца и уменьшало гипоксическую и реоксигенационную контрактуру. Оксаком почти полностью предотвратил реоксигенационные аритмии и способствовал более быстрому и лучшему восстановлению развиваемого давления, а также обеспечил сохранение способности сердца воспроизводить высокую частоту стимуляции.
  • Окислительный стресс является обязательным компонентом патогенеза кардиомиопатий и ХСН. Для уменьшения его повреждающего действия мы использовали митохондриальный антиоксидант – пластомитин, созданный в Институте митохондриологии МГУ. Его введение вместе с доксорубицином предотвратило развитие систолической дисфункции левого желудочка, сохранив нормальную частоту сокращений, фракцию изгнания, индексы сократимости и расслабимости миокарда. Таким образом, снижение интенсивности окислительного стресса в начале патологического процесса может уменьшить нежелательное ремоделирование сердца.
  • На модели хронической сердечной недостаточности у крыс, вызванной изопротеренолом, исследовано действие синтетического аналога II фрагмента нативного апелина (апелин-12). Предварительно было изучено кардиотропное действие 4 синтетических аналогов, из которых аналог II (метилин) был отобран как наиболее эффективный. Болюсное или инфузионное введение метилина увеличивало индексы сократимости и расслабимости миокарда в большей степени, чем исходный апелин-12.
  • Продолжают развиваться проводившиеся в лаборатории регуляции сердечно-сосудистой системы (руководитель – профессор В.М.Хаютин, 1924-2010) углублённые исследования возможностей применения электроимпедансного метода для динамической неинвазивной оценки сократимости ЛЖ сердца человека. Метод был верифицирован в опытах на крысах посредством одновременной регистрации давления в восходящей аорте и ЛЖ при помощи прецизионного (Милларовского) катетерного датчика. Для применения в условиях клиники создан комплекс методов, обеспечивающих возможность изучения инотропных реакций при разнообразных физиологических тестах, включая пробы с активной мышечной нагрузкой. Реализован метод детального (т.е. по каждому последовательному кардиоциклу) изучения ино- и хронотропных реакций при нагрузочных пробах с надёжным определением длительности периода предизгнания ЛЖ в каждом кардиоцикле. Разработан подход к количественной оценке согласованности ино- и хронотропных реакций при нагрузочных пробах.
  • В лаборатории продолжаются начатые ещё профессором В.М.Хаютиным в 1980-х годах исследования регуляции гидравлического сопротивления артерий при изменениях скорости течения крови. Эта регуляция обусловливается способностью эндотелия выделять расслабляющий гладкие мышцы оксид азота при увеличении силы вязкого трения (напряжения сдвига) на сосудистой стенке. В опытах на магистральных артериях кроликов и крыс мы показали, что рецептором напряжения сдвига являются волокна эндотелиального гликокаликса, слоя макромолекул, покрывающих люминальную поверхность эндотелиоцитов. В экспериментах на культуре клеток пупочной вены человека мы доказали, что эндотелиальный гликокаликс является барьером, препятствующим адгезии тромбоцитов к сосудистой стенке. Полученные данные дают основания утверждать, что именно повреждение гликокаликса является первым этапом, приводящим к дисфункции эндотелия и, в конечном счете, к атеросклеротическому поражению сосудов.

Руководитель – д.м.н., профессор В.И. Капелько