russjcardiolРоссийский кардиологический журналRussian Journal of Cardiology1560-40712618-7620«SILICEA-POLIGRAF» LLC10.15829/1560-4071-2018-3-71-75russjcardiol-2600Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МИОКАРДА ПОСЛЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЛОГЕННОГО БЕСКЛЕТОЧНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ ЕГО РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ИНФАРКТЕFUNCTIONAL STATE OF MYOCARDIUM AFTER APPLICATION OF A NON-CELLULAR ALLOGENIC MATERIAL FOR STIMULATION OF REGENERATION CAPACITY IN EXPERIMENTAL INFARCTIONАфанасьевС. А.AfanasievS. A.

Афанасьев Сергей Александрович -  доктор медицинских наук, профессор, зав. лабораторией молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики.

Томск

Tomsk.

tursky@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4004-2497КондратьеваД. С.KondratievaD. S.

Кондратьева Дина Степановна -  кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики.

Томск.

Tomsk.

dina@cardio-tomsk.ruЛебедеваА. И.LebedevaA. I.

Лебедева Анна Ивановна - доктор биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории морфологии.

Уфа.

Ufa.

jeol02@mail.ruМуслимовС. А.MuslimovS. A.

Муслимов Сагит Асхатович -  доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник, зав. лаборатории морфологии.

Уфа.

Ufa.

msagit@mail.ruПоповСергей ВалентиновичPopovS. V.

Попов Сергей Валентинович - академик РАН, заслуженный деятель науки РФ, директор.

Томск.

Tomsk.

psv@cardio-tomsk.ruНаучно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН.SRI of Cardiology, Tomsk National Research Medical Center of RAS.ФГБУ Всероссийский центр глазной и пластической хирургии Минздрава России.National Center of Ophthalmology and Plastic Surgery of the Ministry of Health.201810042018037175Copyright © Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Лебедева А.И., Муслимов С.А., Попов С.В., 20182018Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Лебедева А.И., Муслимов С.А., Попов С.В.Afanasiev S.A., Kondratieva D.S., Lebedeva A.I., Muslimov S.A., Popov S.V.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/2600Цель

Цель. Оценить влияние стимуляции регенеративных возможностей миокарда бесклеточным аллогенным биоматериалом (БАБ) на сохранение его контрактильных свойств при постинфарктном ремоделировании в эксперименте.

Материал и методы

Материал и методы. Работа выполнена на крысах линии Вистар с постинфарктным кардиосклерозом (ПИКС) и крысах с ПИКС, которым была выполнена интрамиокардиальная инъекция БАБ во время стенозирования коронарной артерии. ПИКС формировался в течение 45 суток после коронароокклюзии. Оценивали формирование и размер постинфарктного рубца левого желудочка сердца у крыс разных групп. Сократительную функцию миокарда крыс оценивали по инотропной реакции изолированных папиллярных мышц на периоды покоя (4-60 с) при частоте стимуляции 0,5 Гц, в условиях их перфузирования оксигенированным раствором Кребса-Хензеляйта.

Результаты

Результаты. ПИКС у крыс после введения БАБ развился только у 56% животных из группы, тогда как в группе сравнения все особи имели сформированный постинфарктный рубец (100%), при этом размер зоны рубца на 22% у особей из группы с БАБ был меньше (р<0,05). Развитие аневризмы у крыс с БАБ происходило на 45% в меньшей степени, чем у особей в группе с ПИКС (p<0,05). Феномен потенциации инотропного ответа на периоды покоя папиллярных мышц миокарда крыс с ПИКС не наблюдался. Миокард крыс с предварительной интрамиокардиальной инъекцией БАБ сохранял способность к потенциации инотропного ответа на периоды покоя. При увеличении длительности периода покоя наблюдалось повышение величины потенциации инотропного ответа миокарда крыс этой группы, при этом амплитуда инотропного ответа миокарда особей этой группы была статистически значимо больше аналогичных значений при тестировании миокарда животных с ПИКС.

Заключение

Заключение. Результаты проведённого исследования свидетельствуют о возможности сохранения функциональной состоятельности сердечной мышцы после стимуляции её регенеративных способностей аллогенным бесклеточным биоматериалом, изготовленным по технологии Аллоплант® при экспериментальном инфаркте.

Aim

Aim. Evaluation of influence of the stimulated regeneration abilities of myocardium with non-cellular allogenic material (NAM) on contractility restoration in experimental post-infarction remodelling.

Material and methods

Material and methods. The experiment was done on the Wistar rodents with postinfarction cardiosclerosis (PICS), and PICS rodents post injection of the NAM at the moment of coronary artery stenosing. PICS was being formed during 45 days after coronary occlusion. The assessments were the formation and size of postinfarction scar of the left ventricle in rodents of different groups. Myocardial contractility was assessed by inotropic reaction of isolated papillary muscles on rest periods (4-60 s) with stimulation frequency 0,5 Hz, under conditions of perfusion with oxygnated Krebs-Henseleit solution.

Results

Results. PICS in the rodents after injection of NAM developed only in 56%, and in comparison group 100%. The size of the scar area was 22% smaller in NAM group (p<0,05). Development of an aneurysm was 45% less in NAM group than in PICS group (p<0,05). Potentiation phenomenon for inotropic response on the periods of papillary muscles rest in PICS rodents myocardium was not observed. In increase of the duration of resting period there was increase of potentiation of inotropic response in rodents myocardium, and in this group the amplitude of response was significantly higher than changes in the other group of PICS animals.

Conclusion

Conclusion. Results of the study show possibility of preservation of myocardial functional capacity after stimulation of its regeneration abilities with allogenic noncellular biomaterial, composed with the technology Alloplant® in experimental infarction.

постинфарктный кардиосклерозкрысыпапиллярные мышцыбесклеточный аллогенный биоматериалаллоплантpostinfarction cardiosclerosisratspapillary musclesnon-cellular allogenic biomaterialalloplantReferencesMuslimov SA, Musina LA, Lebedeva AI, et al. Morphological basis for the use of Alloplant biomaterials in tissue regeneration. Morfologiia 2008; 2: 92-3. (In Russ.) Муслимов С. А., Мусина Л. А., Лебедева А. И. и др. Морфологические основы применения биоматериалов Аллоплант для регенерации тканей. Морфология 2008; 2: 92-3.Muslimov SA, Musina LA, Lebedeva AI, et al. Morphological basis for the use of Alloplant biomaterials in tissue regeneration. Morfologiia 2008; 2: 92-3. (In Russ.) Муслимов С. А., Мусина Л. А., Лебедева А. И. и др. Морфологические основы применения биоматериалов Аллоплант для регенерации тканей. Морфология 2008; 2: 92-3.Kurchatova NN, Sibiriak SV, Khasanov RA, et al. Migration of mesenchymal stem cells to ALLOPLANT biomaterials: preliminary data. Immunologiia Urala Урала 2005; 4 (1): 17-8. (In Russ.) Курчатова Н. Н., Сибиряк С. В., Хасанов Р. А. и др. Миграция мезенхимальных стволовых клеток в биоматериалы ALLOPLANT: предварительные данные. Иммунология Урала 2005; 4 (1): 17-8.Kurchatova NN, Sibiriak SV, Khasanov RA, et al. Migration of mesenchymal stem cells to ALLOPLANT biomaterials: preliminary data. Immunologiia Urala Урала 2005; 4 (1): 17-8. (In Russ.) Курчатова Н. Н., Сибиряк С. В., Хасанов Р. А. и др. Миграция мезенхимальных стволовых клеток в биоматериалы ALLOPLANT: предварительные данные. Иммунология Урала 2005; 4 (1): 17-8.Lebedeva AI. Allogeneic spongy biomaterial — inhibitor of fibrosis of damaged skeletal muscle tissue. Rossiiskii bioterapevticheskii zhurnal 2014; 13 (4): 37-44. (In Russ.) Лебедева, А. И. Аллогенный губчатый биоматериал — ингибитор фиброза поврежденной скелетной мышечной ткани. Российский биотерапевтический журнал 2014; 13 (4): 37-44.Lebedeva AI. Allogeneic spongy biomaterial — inhibitor of fibrosis of damaged skeletal muscle tissue. Rossiiskii bioterapevticheskii zhurnal 2014; 13 (4): 37-44. (In Russ.) Лебедева, А. И. Аллогенный губчатый биоматериал — ингибитор фиброза поврежденной скелетной мышечной ткани. Российский биотерапевтический журнал 2014; 13 (4): 37-44.Lebedeva AI, Muslimov SA, Musina LA, et al. The role of resident macrophages in the regeneration of skeletal muscle tissue induced by the Alloplant biomaterial. Biomedecina 2014; 2: 43-50. (In Russ.) Лебедева А. И., Муслимов С. А., Мусина Л. А. и др. Роль резидентных макрофагов в регенерации скелетной мышечной ткани, индуцированной биоматериалом Аллоплант. Биомедицина 2014; 2: 43-50.Lebedeva AI, Muslimov SA, Musina LA, et al. The role of resident macrophages in the regeneration of skeletal muscle tissue induced by the Alloplant biomaterial. Biomedecina 2014; 2: 43-50. (In Russ.) Лебедева А. И., Муслимов С. А., Мусина Л. А. и др. Роль резидентных макрофагов в регенерации скелетной мышечной ткани, индуцированной биоматериалом Аллоплант. Биомедицина 2014; 2: 43-50.Musina LA, Muslimov SA, Shangina OP, et al. Stimulation of myocardial regeneration by allogeneic biomaterial. Scientific notes of SPbGMU them. academica I. P. Pavlova 2011; XVIII (2): 94-5. (In Russ.) Мусина Л. А., Муслимов С. А., Шангина О. Р. и др. Стимуляция регенерации миокарда аллогенным биоматериалом. Ученые записки СПбГМУ им. академика И. П. Павлова 2011; XVIII (2): 94-5.Musina LA, Muslimov SA, Shangina OP, et al. Stimulation of myocardial regeneration by allogeneic biomaterial. Scientific notes of SPbGMU them. academica I. P. Pavlova 2011; XVIII (2): 94-5. (In Russ.) Мусина Л. А., Муслимов С. А., Шангина О. Р. и др. Стимуляция регенерации миокарда аллогенным биоматериалом. Ученые записки СПбГМУ им. академика И. П. Павлова 2011; XVIII (2): 94-5.Afanasiev SA, Kondratieva DS, Rebrova TYu, et al. Coupling of the Functional Stability of Rat Myocardium and Activity of Lipid Peroxidation in Combined Development of Postinfarction Remodeling and Diabetes Mellitus. J Diabetes Res 2016; 2016: 2548689. DOI: 10.1155/2016/2548689Afanasiev SA, Kondratieva DS, Rebrova TYu, et al. Coupling of the Functional Stability of Rat Myocardium and Activity of Lipid Peroxidation in Combined Development of Postinfarction Remodeling and Diabetes Mellitus. J Diabetes Res 2016; 2016: 2548689. DOI: 10.1155/2016/2548689Milani-Nejad N, Brunello L, Gyorke S, et al. Decrease in sarcoplasmic reticulum calcium content, not myofilament function, contributes to muscle twitch force decline in isolated cardiac trabeculae. J Muscle Res Cell Motil 2014; 35 (3-4): 225-34. DOI: 10.1007/s10974014-9386-9.Milani-Nejad N, Brunello L, Gyorke S, et al. Decrease in sarcoplasmic reticulum calcium content, not myofilament function, contributes to muscle twitch force decline in isolated cardiac trabeculae. J Muscle Res Cell Motil 2014; 35 (3-4): 225-34. DOI: 10.1007/s10974014-9386-9.Ganyukov VI, Tarasov RS, Neverova YuN, et al. Long-term results of various approaches to revascularization in acute coronary syndrome without elevation of the ST segment and multiple coronary atherosclerosis. Therapeutic archive 2017; 89 (4): 29-34. (In Russ.) Ганюков В. И., Тарасов Р. С., Неверова Ю. Н. и др. Отдаленные результаты различных подходов к реваскуляризации при остром коронарном синдроме без подъема сегмента ST и множественном коронарном атеросклерозе. Терапевтический архив 2017; 89 (4): 29-34. DOI: 10.17116/terarkh201789429-34Ganyukov VI, Tarasov RS, Neverova YuN, et al. Long-term results of various approaches to revascularization in acute coronary syndrome without elevation of the ST segment and multiple coronary atherosclerosis. Therapeutic archive 2017; 89 (4): 29-34. (In Russ.) Ганюков В. И., Тарасов Р. С., Неверова Ю. Н. и др. Отдаленные результаты различных подходов к реваскуляризации при остром коронарном синдроме без подъема сегмента ST и множественном коронарном атеросклерозе. Терапевтический архив 2017; 89 (4): 29-34. DOI: 10.17116/terarkh201789429-34Lou Q, Janardhan A, Efimov IR. Remodeling of calcium handling in human heart failure. Adv Exp Med Biol 2012; 740: 1145-74. DOI: 10.1007/978-94-007-2888-2_52Lou Q, Janardhan A, Efimov IR. Remodeling of calcium handling in human heart failure. Adv Exp Med Biol 2012; 740: 1145-74. DOI: 10.1007/978-94-007-2888-2_52Pieske B, Maier LS, Schmidt-Schweda S. Sarcoplasmic reticulum Ca2+ load in human heart failure. Basic Res Cardiol 2002; 97 (Suppl. 1): I63-I71.Pieske B, Maier LS, Schmidt-Schweda S. Sarcoplasmic reticulum Ca2+ load in human heart failure. Basic Res Cardiol 2002; 97 (Suppl. 1): I63-I71.Gomez AM, Guatimosim S, Dilly KW, et al. Heart failure after myocardial infarction: altered excitation-contraction coupling. Circulation 2001; 104 (6): Р. 688-93.Gomez AM, Guatimosim S, Dilly KW, et al. Heart failure after myocardial infarction: altered excitation-contraction coupling. Circulation 2001; 104 (6): Р. 688-93.Afanasiev SA, Karpov RS, Kondratieva DS, et al. Inotropic rat myocardial reaction with postinfarction and diabetic remodeling to extrasystolic effects. Pathol Physiol and Experim Therapy 2011; 2: 29-33. (In Russ.) Афанасьев С. А., Карпов Р. С., Кондратьева Д. С. и др. Инотропная реакция миокарда крыс с постинфарктным и диабетическим ремоделированием на экстрасистолические воздействия. Патол.физиол. и эксперим. Терапия 2011; 2: 29-33.Afanasiev SA, Karpov RS, Kondratieva DS, et al. Inotropic rat myocardial reaction with postinfarction and diabetic remodeling to extrasystolic effects. Pathol Physiol and Experim Therapy 2011; 2: 29-33. (In Russ.) Афанасьев С. А., Карпов Р. С., Кондратьева Д. С. и др. Инотропная реакция миокарда крыс с постинфарктным и диабетическим ремоделированием на экстрасистолические воздействия. Патол.физиол. и эксперим. Терапия 2011; 2: 29-33.Bers D, Eisner D, Valdivia H. Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ and Heart Failure Roles of Diastolic Leak and Ca2+ Transport. Circ Res 2003; 93: 487-90.Bers D, Eisner D, Valdivia H. Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ and Heart Failure Roles of Diastolic Leak and Ca2+ Transport. Circ Res 2003; 93: 487-90.Muldashev ER, Muslimov SA, Musina LA, et al. The role of macrophages in the tissues regeneration stimulated by the biomaterials. Cell and tissue banking 2005; 6 (2): 99-107.Muldashev ER, Muslimov SA, Musina LA, et al. The role of macrophages in the tissues regeneration stimulated by the biomaterials. Cell and tissue banking 2005; 6 (2): 99-107.Lebedeva AI, Muslimov SA, Gareev EM, et al. Morphological features of macrophages and their cytokine profile in the regeneration of skeletal muscle tissue under plastic allogeneic spongy biomaterial. Cytokines and inflammation 2015; 14 (1): 27-33. (In Russ.) Лебедева А. И., Муслимов С. А., Гареев Е. М. и др. Морфологические особенности макрофагов и их цитокинового профиля в регенерации скелетной мышечной ткани при пластике аллогенным губчатым биоматериалом. Цитокины и воспаление 2015; 14 (1): 27-33.Lebedeva AI, Muslimov SA, Gareev EM, et al. Morphological features of macrophages and their cytokine profile in the regeneration of skeletal muscle tissue under plastic allogeneic spongy biomaterial. Cytokines and inflammation 2015; 14 (1): 27-33. (In Russ.) Лебедева А. И., Муслимов С. А., Гареев Е. М. и др. Морфологические особенности макрофагов и их цитокинового профиля в регенерации скелетной мышечной ткани при пластике аллогенным губчатым биоматериалом. Цитокины и воспаление 2015; 14 (1): 27-33.

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