Сопряжение экспрессии бета1-адренорецепторов миокарда с показателями эхокардиографии при сохранённой и низкой фракции выброса левого желудочка у пациентов с ишемической болезнью сердца

Внутрисердечная гемодинамика и способность миокарда обеспечивать насосную функцию сердца в значительной степени определяется состоянием бета-адренорецепторов (β-АР) [1]. Эти рецепторы входят в структуру клеточной мембраны кардиомиоцитов и являются конечным звеном симпатического отдела вегетативной нервной системы [2]. При развитии сердечной недостаточности (СН) различного генеза в результате длительной гиперсимпатикотонии происходит изменение как плотности, так и функциональной активности (десенситизации) β-АР [3-5]. С одной стороны, такая адаптивная реакция обеспечивает снижение токсического влияния катехоламинов, однако, с другой — это способствует снижению регуляторного влияния β-АР на сократительную функцию сердца. Вместе с тем в научной литературе продолжаются дискуссии о том, какой вклад в сократительную дисфункцию сердца при СН вносит нарушение симпатической регуляции работы сердца, связанное с изменением плотности β1-АР или их функциональной активности [6][7]. В связи с чем актуально исследовать связь между экспрессией β1-АР в миокарде человека и структурно-функциональным состоянием сердца у пациентов с разной степенью выраженности СН.

Цель работы: оценить сопряженность экспрессии β1-АР в кардиомиоцитах человека и эхокардиографических (ЭхоКГ) показателей при разной выраженности систолической дисфункции ишемического генеза.

Материал и методы

Исследование проведено на выборке из 46 пациентов в возрасте 63 (57; 69) лет с диагнозом хроническая ишемическая болезнь сердца (ИБС), стенокардией напряжения II-IV функционального класса (ФК), СН II-III ФК по Нью-Йоркской Ассоциации сердца (NYHA). По результатам обследования пациентам было рекомендовано проведение операции коронарного шунтирования. Исследование одобрено локальным комитетом по биомедицинской этике (протокол № 208 от 20.01.2021). Все пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании.

У всех включенных в исследование пациентов в анамнезе был перенесен инфаркт миокарда давностью 3 мес. и более, также по данным инструментальных методов обследования у всех больных отмечен многососудистый стенозирующий атеросклероз коронарных артерий. При формировании выборки соблюдали следующие критерии невключения: хроническая СН IV ФК (NYHA), острый коронарный синдром, патология клапанов сердца, онкологические, системные, острые и хронические воспалительные заболевания. Всем пациентам было выполнено комплексное клинико-инструментальное обследование. Всем пациентам выполнялось эхокардиографическое исследование с допплерографией на ультразвуковых системах "Siemens Acuson Sequoia 512" в соответствии с рекомендациями по ЭхоКГ и допплеровским исследованиям Американской и Европейской ассоциаций по эхокардиографии. Диагностическая коронарография выполнялась на ангиографической установке Siemens Artis One с определением уровня и степени поражения коронарных артерий. У всех больных операцию коронарного шунтирования выполняли с применением искусственного кровообращения.

У пациентов выполнялось взятие биопсии правого предсердия. Биопсийный материал забирался из центральной части ушка правого предсердия на этапе венозной канюляции при подключении аппарата искусственного кровообращения. Эти фрагменты миокарда (интраоперационные биоптаты сердца) были использованы для последующих биохимических исследований.

Экспрессию белков β1-АР в интраоперационных биоптатах сердца определяли методом Вестерн-блоттинга (иммуноблоттинг). Метод включает процесс разделения белков при помощи гель-электрофореза и иммунохимической детекции с помощью реакции "антиген — антитело" [8]. Образцы ткани гомогенизировали в лизирующем буфере при помощи шарикового гомогенизатора (Bullet Blender, Next Advance Inc., США). Мембраны кардиомиоцитов разрушали на ультразвуковом гомогенизаторе (Sonopuls, Bandelin). Полученные гомогенаты центрифуги-ровали при 16000 g и температуре 4 °C в течение 25 мин. Белки разделяли электрофоретически в полиакриламидном геле. Перенос белков на нитроцеллюлозную мембрану (Sigma, США) осуществляли методом полусухого электроблоттинга. Мембрану инкубировали с первичными моноклональными антителами, специфичными к белку β1-АР (1:500) (ADRB1 Antibody, кат. № DF2709, Affinity Biosciences). После отмывания первичных антител мембраны инкубировали в растворе со вторичными антителами, конъюгированными с щелочной фосфатазой. Для детекции белков использовали BCIP/NBT (Sigma, США). Общий белок определяли в ультрафиолетовом свете (280 нм) с поправкой на наличие нуклеиновых кислот (260 нм) спектрофотометра (NanoVueTM UV/Visible, Thermo Fisher Scientific, Финляндия). Расчет содержания исследуемых белков проводили относительно общего количества белка.

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы StatSoft STATISTICA 10.0. Нормальность распределения выборки проверялась с помощью критерия Шапиро-Уилка. Данные представлены в виде медианы и интерквартильного размаха — Ме (Q1; Q3). Статистическую значимость различий оценивали при помощи непараметрического критерия Манна-Уитни. Линейную связь количественных параметров оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена. Критическим уровнем значимости при статистическом анализе считали p<0,05.

Результаты

Рассматриваемая выборка пациентов, на основании результатов ЭхоКГ, была разделена на две группы. В 1 группу были включены пациенты с сохранённой фракцией выброса (ФВ) левого желудочка (ЛЖ) (59% (55; 62)), а 2 группу составили пациенты с низкой ФВ ЛЖ (38,5% (30,5; 40,5)). Сформированные группы статистически значимо не различались по полу, возрасту, лабораторным показателям и наличию факторов риска. Вместе с тем во 2 группе чаще встречались пациенты с ремоделированием левых камер сердца (табл. 1). Так, в этой группе (низкая ФВ) в 5,5 раза (р=0,023) чаще наблюдалась дилатация левого предсердия. Дилатация ЛЖ наблюдалась почти в 7 раз чаще (р=0,021), чем у пациентов 1 группы. Так, для 2 группы такие показатели ЭхоКГ, как конечный систолический объём ЛЖ (КСО) и конечный диастолический объем ЛЖ (КДО), имели значимо более высокие величины по сравнению с пациентами 1 группы (р>0,001).

Определение экспрессии белков β1-АР в биоптатах сердца пациентов сформированных групп показало, что в группе с низкой ФВ уровень экспрессии β1-АР в 3 раза ниже по сравнению с миокардом больных с сохраненной ФВ (р>0,001) (рис. 1).

Нами была проведена оценка сопряжения экспрессии β1-АР в миокарде с функциональной активностью сердца по результатам ЭхоКГ. Оказалось, что у пациентов с сохраненной ФВ экспрессия β1-АР в миокарде имеет прямую корреляцию с величиной ФВ (r=0,4890; p=0,046) и — обратную с величинами КСО (r=-0,5094; p=0,036) и КДО (r=-0,4993; p=0,034) (рис. 2).

Обсуждение

В настоящей работе мы рассмотрели две группы пациентов, имеющих ИБС, но различающихся по выраженности систолической дисфункции миокарда, оценённой по ЭхоКГ, и проанализировали сопряженность ультразвуковых показателей сердца у этих пациентов с экспрессией β1-АР в их кардиомиоцитах. Полученные результаты хорошо согласуются с нашими ранее опубликованными данными о более значимой β-адренореактивности изолированных трабекул сердца пациентов с ИБС при сохраненной ФВ по сравнению с таковой пациентов с низкой ФВ [9]. Более того, оказалось, что в когорте пациентов с низкой ФВ также сохранялась положительная корреляция ФВ с уровнем экспрессии β1-АР (r=0,4131; p=0,032) и обратная — с КСО (r=-0,4233; p=0,027) и КДО (r=-0,3875; p=0,041). На основании этих результатов можно говорить о том, что β1-АР сохраняют свою функциональную активность как у пациентов с сохраненной ФВ, так и у пациентов с низкой ФВ. Несмотря на то, что при прогрессировании систолической дисфункции ишемического генеза уровень экспрессии β1-АР снижается, их функциональная активность сохраняется, что отражается на сократительной активности сердца по данным ЭхоКГ исследования. Нельзя исключать, что данный результат, сохранение функциональной активности β1-АР связан с применением β-адреноблокаторов при лечении этих пациентов. Это предположение не противоречит данным о том, что длительное использование β-адреноблокаторов в терапии у таких пациентов ассоциировано с повышением адренореактивности кардиомиоцитов и улучшением их инотропной реакции на стимуляцию β1-АР [10-13].

Заключение

Таким образом, результаты проведенного исследования согласуются с представлением, что хронические заболевания сердца сопровождаются дисфункцией вегетативной нервной системы. Нарушение регуляторной роли симпатической нервной системы ассоциировано с изменением экспрессии β1-АР в миокарде пациентов с хронической СН и ишемическим повреждением миокарда. При этом прогрессирование данного патологического состояния, ассоциированное со структурным и функциональным ремоделированием сердца, сопряжено со значимым уменьшением плотности β1-АР на мембранах кардиомиоцитов. Вместе с тем даже при ремоделировании сердца при низкой ФВ сохраняется функциональная активность β1-АР кардиомиоцитов.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.