russjcardiolРоссийский кардиологический журналRussian Journal of Cardiology1560-40712618-7620«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.15829/1560-4071-2014-12-59-63russjcardiol-160Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESСОХРАНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СА2+ -АТФ-АЗЫ САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА КАРДИОМИОЦИТОВ В ИШЕМИЗИРОВАННОМ МИОКАРДЕ ПРИ НЕБОЛЬШОМ СРОКЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМMAINTENANCE OF СА2+-ATP-ASE AMOUNT IN SARCOPLASMATIC RETICULUM CARDIOMYOCYTES IN ISCHEMIC MYOCARDIUM DURING SHORT DURATION OF DIABETES MELLITUS COURSE Kondratyeva D. S., Afansyev S. A., Kanev A. F., Kozlov B. N.КондратьеваД. С.KondratyevaD. S.dina@cardio-tomsk.ruАфанасьевС. А.AfansyevS. A.

Доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики

dina@cardio-tomsk.ruКаневА. Ф.KanevA. F.

Студент 5-го курса СибГМУ

dina@cardio-tomsk.ruКозловБ. Н.KozlovB. N.

Доктор медицинских наук, заведующий отделением сердечно-сосудистой хирургии

dina@cardio-tomsk.ruНаучно-исследовательский институт кардиологии, ТомскРоссияScientific-Research Institute for Cardiology, TomskRussian Federation2014281220140125963Copyright © Кондратьева Д.С., Афанасьев С.А., Канев А.Ф., Козлов Б.Н., 20142014Кондратьева Д.С., Афанасьев С.А., Канев А.Ф., Козлов Б.Н.Kondratyeva D.S., Afansyev S.A., Kanev A.F., Kozlov B.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://russjcardiol.elpub.ru/jour/article/view/160Цель

Цель. Исследовать уровень Са2+-АТФ-азы саркоплазматического ретикулума (СР) в миокарде человека при ишемической болезни сердца (ИБС) и при ИБС, ассоциированной с сахарным диабетом (СД) II типа, а также у животных с постинфарктным кардиосклерозом, сочетанным с СД.

Материал и методы

Материал и методы. Работа выполнена на биопсийном материале сердца пациентов и крыс с хронической ишемией миокарда, сочетанной с СД. Фрагмент ушка правого предсердия (биопсийный материал) иссекали на стадии подключении аппарата искусственного кровообращения. Постинфарктный кардиосклероз (ПИКС) формировался в течение 6 недель после окклюзии коронарной артерии. СД развивался в течение 6 недель после внутрибрюшинной инъекции стрептозотоцина (60 мг/кг). Уровень Са2+-АТФ-азы определяли при помощи иммуноблоттинга.

Результаты

Результаты. Обнаружено, что в обеих группах были пациенты, миокард которых содержал высокий уровень Са2+-АТФ-азы и, пациенты с низким содержанием этого белка. При этом миокард пациентов с ИБС, имеющих “высокое содержание” Са2+-АТФ-азы, содержал на 26,6%±0,53% (р<0,05) меньше исследуемого белка, чем миокард больных ИБС с СД. Сравнение пациентов с “низким содержанием” Са2+-АТФ-азы не показало статистически значимой разницы между группами. Определение содержания Са2+-АТФ-азы в миокарде животных показало, что ишемическое и диабетическое ремоделирование миокарда приводит к снижению экспрессии Са2+-АТФ-азы СР до 38,6±0,92% и 49±2,71%, соответственно. Сочетанное формирование этих патологий характеризуется наименьшим снижением исследуемого белка и составило 52,3±2,6% от контрольных значений.

Заключение

Заключение. Миокард больных ИБС, а также и крыс с ПИКС характеризуется более высоким уровнем Са2+-АТФ-азы при наличии СД с небольшим сроком заболевания.

Aim

Aim. To study the level of Са2+-ATP-ase of sarcoplasmatic reticulum (SR) in human myocardium in ischemic heart disease (CHD) and in CHD with diabetes mellitus 2nd type (DM), and also in animals with postinfarction cardiosclerosis with DM.

Material and methods

Material and methods. The study performed on biopsy material of the hearts from patients and rats with chronic ishemic heart disease wih DM. A piece of left atrial appendage (biopsy material) was cut away during the period of the artificial circulation device setup. Postinfarction cardiosclerosis (PICS) had being formed during 6 weeks after coronary artery occlusion. DM developed during 6 weeks after intraperitoneal injection of streptosotocine (60 mg/kg). The level of Са2+-ATP-ase was measured by immuneblotting.

Results

Results. It was shown that in both groups there were patients, whose myocardium contained high level of Са2+-ATP-ase and patients with low levels of this protein. At the same time myocardium of patients with CHD having high level of Са2+-ATP-ase, contained by 26,6%±0,53% (p<0,05) more of the protein studied, than myocardium of CHD patients with DM. Comparison of low Са2+-ATP-ase level patients did not show statistically significant difference between groups. Measurement of Са2+-ATPase in animals’ myocardium showed that ischemic and diabetic remodeling of myocardium leads to the decrease of Са2+-ATP-ase CP to 38,6±0,92% and 49±2,71%, resp. Concomitant development of these pathologies characterizes by the lowest amount of the protein studied and is 52,3±2,6% from controls.

Conclusion

Conclusion. Myocardium of CHD patients, and rats with PICS shows higher level of Са2+-ATP-ase with DM with short disease duration.

ischemic heart diseasediabetes mellitusСа2+-ATP-ase of sarcoplasmatic reticulumишемическая болезнь сердца; сахарный диабет; Са2+-АТФ-аза саркоплазматического ретикулумаReferencesBokarev IN, Velikov BK, Shubina OI. Diabetes mellitus. M.: Medicinskoe informacionnoe agentstvo 2006. Russian (Бокарев И. Н., Великов Б. К., Шубина О. И. Сахарный диабет. М.: Медицинское информационное агентство 2006).Bokarev IN, Velikov BK, Shubina OI. Diabetes mellitus. M.: Medicinskoe informacionnoe agentstvo 2006. Russian (Бокарев И. Н., Великов Б. К., Шубина О. И. Сахарный диабет. М.: Медицинское информационное агентство 2006).Movahed MR, Hashemzadeh M, Jamal MM. Diabetes mellitus is a strong, independent risk for atrial fibrillation and flutter in addition toother cardiovascular disease. Int J Cardiol. 2005;105(3):315-18.Movahed MR, Hashemzadeh M, Jamal MM. Diabetes mellitus is a strong, independent risk for atrial fibrillation and flutter in addition toother cardiovascular disease. Int J Cardiol. 2005;105(3):315-18.Aksnes TA, Schmieder RE, Kjeldsen SE et al. Impact of new-onset diabetes mellitus on development of atrial fibrillation and heart failure in high-risk hypertension (from the VALUE Trial). Am J Cardiol. 2008; 101(5): 634-8.Aksnes TA, Schmieder RE, Kjeldsen SE et al. Impact of new-onset diabetes mellitus on development of atrial fibrillation and heart failure in high-risk hypertension (from the VALUE Trial). Am J Cardiol. 2008; 101(5): 634-8.Ooie T, Takahashi N, Nawata T, et al. Ischemia-induced translocation of protein kinase C-epsilon mediates cardioprotection in the streptozotocin-induced diabetic rat. Circ J. 2003; 67(11): 955-61.Ooie T, Takahashi N, Nawata T, et al. Ischemia-induced translocation of protein kinase C-epsilon mediates cardioprotection in the streptozotocin-induced diabetic rat. Circ J. 2003; 67(11): 955-61.Kondratieva DS, Rebrova TJu, Capko LP, et al. Inotropic reaction of myocardium rats with postinfarction and diabetic remodeling on extrasistolic influences. Patol Fiziol Eksp Ter 2011; 2: 29-33. Russian (Кондратьева Д. С., Реброва Т. Ю., Цапко Л. П. и др. Инотропная реакция миокарда крыс с постинфарктным и диабетическим ремоделированием на экстрасистолические воздействия. Патол физиол и эксперим тер 2011; 2: 29-33).Kondratieva DS, Rebrova TJu, Capko LP, et al. Inotropic reaction of myocardium rats with postinfarction and diabetic remodeling on extrasistolic influences. Patol Fiziol Eksp Ter 2011; 2: 29-33. Russian (Кондратьева Д. С., Реброва Т. Ю., Цапко Л. П. и др. Инотропная реакция миокарда крыс с постинфарктным и диабетическим ремоделированием на экстрасистолические воздействия. Патол физиол и эксперим тер 2011; 2: 29-33).Kondratieva DS, Afanasiev SA, Kozlov BN, et al. Functional insufficiency of the sarcoplasmic reticulum of cardiomyocytes in chronic heart disease. Transljacionnaja med 2012; 2: 61-5. Russian (Кондратьева Д. С., Афанасьев С. А., Козлов Б. Н. и др. Функциональная недостаточность саркоплазматического ретикулума кардиомиоцитов при хронических патологиях сердца. Трансляционная мед 2012; 2: 61-5).Kondratieva DS, Afanasiev SA, Kozlov BN, et al. Functional insufficiency of the sarcoplasmic reticulum of cardiomyocytes in chronic heart disease. Transljacionnaja med 2012; 2: 61-5. Russian (Кондратьева Д. С., Афанасьев С. А., Козлов Б. Н. и др. Функциональная недостаточность саркоплазматического ретикулума кардиомиоцитов при хронических патологиях сердца. Трансляционная мед 2012; 2: 61-5).Lehnart SE, Maier LS, Hasenfuss G. Abnormalities of calcium metabolism and myocardial contractility depression in the failing heart. Heart Fail Rev 2009; 14(4): 213-24.Lehnart SE, Maier LS, Hasenfuss G. Abnormalities of calcium metabolism and myocardial contractility depression in the failing heart. Heart Fail Rev 2009; 14(4): 213-24.Sakata S, Lebeche D, Sakata N, et al. Targeted gene transfer increases contractility and decreases oxygen cost of contractility in normal rat hearts. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007; 292(5): H2356-63.Sakata S, Lebeche D, Sakata N, et al. Targeted gene transfer increases contractility and decreases oxygen cost of contractility in normal rat hearts. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007; 292(5): H2356-63.Razeghi P, Young ME, Cockrill TC et al. Downregulation of myocardial myocyte enhancer factor 2C and myocyte enhancer factor 2C-regulated gene expression in diabetic patients with nonischemic heart failure. Circulation 2002; 106(4): 407-11.Razeghi P, Young ME, Cockrill TC et al. Downregulation of myocardial myocyte enhancer factor 2C and myocyte enhancer factor 2C-regulated gene expression in diabetic patients with nonischemic heart failure. Circulation 2002; 106(4): 407-11.Afanasiev SA, Kondratieva DS, Popov SV. Development of an experimental model of cardiac failure combined with type I diabetes mellitus. Bull Exp Biol Med 2012; 153(4):Afanasiev SA, Kondratieva DS, Popov SV. Development of an experimental model of cardiac failure combined with type I diabetes mellitus. Bull Exp Biol Med 2012; 153(4):-26. Russian (Афанасьев С. А., Кондратьева Д. С., Попов С. В. Разработка модели сочетанной патологии сердечной недостаточности и сахарного диабета 1-го типа в эксперименте. Бюлл эксперим биол и мед 2012; 153(4): 523-26).-26. Russian (Афанасьев С. А., Кондратьева Д. С., Попов С. В. Разработка модели сочетанной патологии сердечной недостаточности и сахарного диабета 1-го типа в эксперименте. Бюлл эксперим биол и мед 2012; 153(4): 523-26).Piacentino V III, Weber CR, Chen X, et al. Cellular basis of abnormal calcium transients of failing human ventricular myocytes. Circ Res 2003; 92(6): 651-8.Piacentino V III, Weber CR, Chen X, et al. Cellular basis of abnormal calcium transients of failing human ventricular myocytes. Circ Res 2003; 92(6): 651-8.Shao CH, Capek HL, Patel KP, et al. Carbonylation contributes to SERCA2a activity loss and diastolic dysfunction in a rat model of type 1 diabetes. Diabetes 2011; 60(3): 947-59.Shao CH, Capek HL, Patel KP, et al. Carbonylation contributes to SERCA2a activity loss and diastolic dysfunction in a rat model of type 1 diabetes. Diabetes 2011; 60(3): 947-59.Vanoverschelde JL, Janier MF, Bakke JE, et al. Rate of glycolysis during ischemia determines extent of ischemic injury and functional recovery after reperfusion. Am J Physiol 1994; 267 (5 Pt 2): H1785-H1794.Vanoverschelde JL, Janier MF, Bakke JE, et al. Rate of glycolysis during ischemia determines extent of ischemic injury and functional recovery after reperfusion. Am J Physiol 1994; 267 (5 Pt 2): H1785-H1794.Ziegelhöffer-Mihalovicová B, Waczulíková I, Sikurová L, et al. Remodelling of the sarcolemma in diabetic rat hearts: the role of membrane fluidity. Mol Cell Biochem 2003; 249(1-2):175-82.Ziegelhöffer-Mihalovicová B, Waczulíková I, Sikurová L, et al. Remodelling of the sarcolemma in diabetic rat hearts: the role of membrane fluidity. Mol Cell Biochem 2003; 249(1-2):175-82.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.