Ультраструктурная характеристика повреждений кардиомиоцитов при сочетанных доксорубициновых и адреналиновых воздействиях
Анализ ультраструктурной реорганизации кардиомиоцитов при сочетанных доксорубициновых и адреналиновых воздействиях. Проведение доксорубицин-индуцированной кардиомиопатии у крыс Вистар однократным внутрибрюшинным введением доксорубицина гидрохлорида.
Рубрика | Медицина |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.07.2021 |
Размер файла | 434,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Институт молекулярной патологии и патоморфологии ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины»
Ультраструктурная характеристика повреждений кардиомиоцитов при сочетанных доксорубициновых и адреналиновых воздействиях
Лушникова Е.Л.
Клинникова М.Г.
Клочкова С.В.
Молодых О.П.
г. Новосибирск
Аннотация
Изучена ультраструктурная реорганизация кардиомиоцитов при сочетанных доксорубициновых и адреналиновых воздействиях. Доксорубицин-индуцированную кардиомиопатию воспроизводили у крыс Вистар однократным внутрибрюшинным введением доксорубицина гидрохлорида в дозе 10 мг/кг массы тела с последующим ежедневным введением раствора адреналина гидрохлорида подкожно в дозе 10 мг/кг массы тела (не более 5 инъекций). Исследования проводили через 5, 7, 14 и 21 сутки после введения доксорубицина. Установлено, что в одних кардиомиоцитах развивались преимущественно литические изменения, характерные для действия антрациклиновых антибиотиков, в других - преимущественно контрактурные повреждения миофибрилл, характерные для действия высоких доз катехоламинов. Наиболее манифестными доксорубицин-индуцированными изменениями кардиомиоцитов были выраженные расширения межмембранного околоядерного пространства и везикул агранулярной саркоплазматической сети, истончение и лизис миофибриллярных пучков, усиление аутофагических процессов с образованием миелиноподобных остаточных телец, нарушения межклеточных контактов и дезинтеграция мышечных волокон. Адреналин-индуцированные повреждения кардиомиоцитов, кроме контрактурных изменений миофибрилл, характеризовались значительной, иногда тотальной, деструкцией митохондрий. Ультраструктурные изменения кардиомиоцитов, вызванные цитотоксическим действием доксорубицина и адреналина, прогрессировали в течение первых 14 суток эксперимента, затем в большинстве клеток регистрировалось восстановление тонкой структуры клеточных компартментов, но умеренные и слабо выраженные литические изменения саркоплазмы и миофибрилл сохранялись до конца эксперимента.
Ключевые слова: доксорубицин-индуцированная кардиомиопатия, адреналиновые воздействия, кардиомиоциты, эндотелиоциты, ультраструктура
Abstract
Ultrastructural characteristics of cardiomyocyte injuries at combined doxorubicin and adrenaline exposure
Lushnikova E.L., Klinnikova M.G., Klochkova S.V., Molodykh O.P.
Institute of Molecular Pathology and Pathomorphology, Federal Research Center of Fundamental and Translational Medicine, Novosibirsk
The ultrastructural reorganization of cardiomyocytes under combined doxorubicin and adrenaline effects was studied. Doxorubicin-induced cardiomyopathy in Wistar rats was reproduced by a single intraperitoneal administration of doxorubicin hydrochloride at a dose of 10 mg/kg body weight with subsequent daily subcutaneous injections of adrenaline hydrochloride at a dose of 10 mg/kg body weight (no more than 5 injections). Studies were performed at 5, 7, 14 and 21 days after administration of doxorubicin. It was noted that, while lytic changes characteristic of anthracycline-induced damage prevailed in some cardiomyocytes, contracture damage of myofibrils typical for high dose catecholamine exposure dominated in others. The most manifest doxorubicin-induced cardiomyocyte changes included pronounced expansion of intermembrane perinuclear space and agranular sarcoplasmic reticulum vesicles, thinning and lysis of myofibrillar bundles, increased autophagic processes with the formation of myelin residual bodies, disturbances of cell-cell contacts and disintegration of muscle fibers. In addition to contractural changes of myofibrils, adrenaline-induced damage of cardiomyocytes was characterized by a significant, sometimes total destruction of mitochondria. Ultrastructural changes in cardiomyocytes caused by the cytotoxic effect of doxorubicin and adrenaline progressed during the first 14 days of the experiment, then, in the majority of cells, restoration of the fine structure of cellular compartments was registered, but faint or moderate changes in sarcoplasm and myofibrils persisted until the end of the experiment.
Keywords: doxorubicin-induced cardiomyopathy, adrenaline effects, cardiomyocytes, endothelial cells, ultrastructure
Основная часть
Применение доксорубицина в разных схемах химиотерапии при лечении злокачественных новообразований различных локализаций обусловлено его высоким антибластическим эффектом, способностью вызывать гибель быстро делящихся клеток преимущественно за счет интеркалирования между парами оснований двойной спирали ДНК, связывания с топоизомеразами I и II с формированием ДНК-расщепляемых комплексов [1]. Несмотря на побочные эффекты доксорубицина, которые связаны прежде всего с кардиотоксичностью, его использование за последние три десятилетия заметно возросло [2], что определяет необходимость дальнейшего изучения всех возможных механизмов цитотоксического действия этого препарата, а также поиск новых цитопротекторов для снижения неблагоприятных последствий химиотерапии.
Кардиотоксические эффекты доксорубицина связывают в основном с его способностью генерировать свободные радикалы, что может приводить к дальнейшему повреждению ДНК, ингибированию воспроизводства разных макромолекул (в том числе структурных белков), раскручиванию / разделению ДНК, усилению алкилирования. Кроме того, доксорубицин может непосредственно связываться с белками плазматической мембраны, вызывая ее повреждение [1]. В экспериментах показано, что использование некоторых антиоксидантов может уменьшать кардиотоксические эффекты доксорубицина [3]. Однако в клинической практике, к сожалению, достичь таких результатов по снижению частоты развития антрациклиновых кардиомиопатий с помощью антиоксидантов все еще не удается, что предполагает наличие других, кроме окислительного стресса, механизмов развития сердечной недостаточности после применения доксорубицина [4], а следовательно, и разработку других классов цитопротекторов, а также стимуляторов функциональной активности и регенераторных реакций кардиомиоцитов.
Среди биорегуляторов сердечной деятельности катехоламины (адреналин, норадреналин) занимают особое место, поскольку они постоянно вовлечены в регуляцию частоты и силы сердечных сокращений в физиологических условиях. Однако высокие дозы катехоламинов (адреналина или изопротеренола) или их продолжительное воздействие вызывают так называемые инфарктоподобные состояния (некрозы кардиомиоцитов, мелкоочаговый фиброз миокарда) или гипертрофию сердца [5-7]. Поэтому использование катехоламинов для стимуляции сердечной деятельности при антрациклиновой кардиомиопатии, для которой характерны снижение силы сокращений и уменьшение фракции выброса, может усилить гибель кардиомиоцитов и существенно усугубить положение. Для выяснения характера изменений кардиомиоцитов при сочетанных воздействиях доксорубицина и катехоламинов, в частности адреналина, необходимо проведение экспериментальных исследований, позволяющих проследить динамику изменений. Ультраструктурный анализ позволяет выяснить основные типы повреждения кардиомиоцитов с оценкой характера и выраженности повреждений основных внутриклеточных компартментов (ядерного, миофибриллярного, митохондриального, ретикулярного), что позволяет предположить механизмы их повреждения и предложить дополнительные критерии для морфологической диагностики антрациклиновой кардиомиопатии.
Цель работы - изучить характер и выраженность ультраструктурних изменений кардиомиоцитов при сочетанном воздействии доксорубицина и адреналина.
Материал и методы исследования
Эксперименты проведены на 23 крысах-самцах линии Вистар, которым однократно внутрибрюшинно вводили доксорубицина гидрохлорид в дозе 10 мг/кг массы тела, а затем ежедневно в течение 3-5 дней подкожно вводили раствор адреналина гидрохлорида (в дозе 10 мг/кг массы тела). Крыс выводили из опыта декапитацией через 5, 7, 14 и 21 сутки после введения доксорубицина. Животные, декапитированные через 5 суток, получали по 3 инъекции адреналина, в остальные сроки - по 5 инъекций. Контролем служили животные (12 особей), которым по таким же схемам и в соответствующем объеме вводили 0,09%-ный раствор хлористого натрия; контрольных животных выводили из опыта в те же сроки, что и опытных. Все эксперименты выполнены с одобрения Комитета по биомедицинской этике ФИЦ ФТМ. Эксперименты проводились с соблюдением правил и рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых в экспериментальных работах.
Для электронно-микроскопического исследования образцы миокарда левого желудочка фиксировали в 4%-ном параформальдегиде (рН 7,4), постфикисировали в 1%-ном растворе четырехокиси осмия, затем обезвоживали и заливали в смесь эпона и аралдита. Ультратонкие срезы получали на ультратомах LKB III и Leica ULTRACUT EM UC7 (Leica, Германия), контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца. Исследование проводили в электронных микроскопах JEM-100B и JEM-1400 (фирмы «Jeol», Япония).
Результаты исследования и их обсуждение
Ультраструктура миокарда контрольных крыс во все сроки эксперимента соответствовала таковой у мелких грызунов: миофибриллярные пучки располагались параллельными рядами вдоль длинной оси кардиомиоцитов, между ними находились плотно упакованные митохондрии, а также небольшие везикулы агранулярной саркоплазматической сети и трубочки Т-системы на уровне Z-дисков. Ядра кардиомиоцитов были овальной формы, содержали преимущественно эухроматин, одно-два гранулярно-фибриллярных ядрышка петлистой формы. В околоядерной зоне располагались большое количество митохондрий, единичные лизосомы.
Через 5 суток после однократной инъекции доксорубицина (10 мг/кг массы тела) и 3 инъекций раствора адреналина (10 мг/кг массы тела) в миокарде различались три субпопуляции кардиомиоцитов в зависимости от выраженности и вида повреждений: кардиомиоциты с преимущественно нормальной ультраструктурой, кардиомиоциты с преимущественно литическими повреждениями миофибрилл и саркоплазматического матрикса (характерные для действия антрациклиновых антибиотиков), кардиомиоциты с преимущественно контрактурными повреждениями миофибрилл (характерными для адреналиновых воздействий). В литически измененных кардиомиоцитах отмечался диффузный и мелкоочаговый лизис миофиламентов (рис. 1, а); иногда в результате лизиса одного или нескольких саркомеров миофибриллярные пучки становились дискретными. В отдельных клетках литические изменения саркоплазматического матрикса и деструкция органелл были особенно выражены в околоядерной зоне, что приводило к образованию своеобразных зон «опустошения» (рис. 1, б). При этом в зонах литически измененных миофибрилл появлялись скопления полисом, что отражало возобновление процессов внутриклеточной регенерации.
Рис. 1. Ультраструктура кардиомиоцитов через 5 суток после однократного введения доксорубицина и трехкратного введения адреналина: а - литические изменения миофибрилл и саркоплазматического матрикса; б - «опустошение» околоядерной зоны; в-выраженные литические изменения в одном кардиомиоците и выраженные контрактуры - в соседнем кардиомиоците; г - расширения межклеточного пространства в области fascia adherens. Ув. х15000
В контрактурно поврежденных кардиомиоцитах (регистрировались в основном сегментарные контрактуры I и II, реже - III степени) органеллы были очень компактно упакованы, литические изменения в таких клетках практически отсутствовали. В некоторых участках миокарда на протяжении мышечного волокна встречались гиперсокращенные (сегментарные контрактуры III степени) и «перерастянутые» кардиомиоциты (рис. 1, в). В последних отмечался выраженный лизис саркоплазматического матрикса и миофибрилл, регистрировались аутофагические процессы.
Во всех кардиомиоцитах отмечались выраженные расширения агранулярной саркоплазматической сети и околоядерного межмембранного пространства. Митохондрии в большинстве кардиомиоцитов сохраняли свое строение, но появлялись органеллы с разреженным матриксом и нерегулярным расположением крист. В ядрах кардиомиоцитов распределение и соотношение эухроматина и гетерохроматина существенно не отличались от контроля, но во многих ядрах ядрышки были фрагментированы.
В этот экспериментальный срок начинали проявляться изменения вставочных дисков. Отмечались расширения межклеточного пространства в области fascia adherens (рис. 1, г), вероятно, в результате выраженных контрактур в кардиомиоцитах. В некоторых случаях наблюдались нарушения плотных контактов, что приводило к частичной диссоциации кардиомиоцитов в мышечных волокнах.
Ультраструктура эндотелиоцитов кровеносных капилляров в этот срок при данных фармакологических воздействиях существенно не изменялась. На ламинарной поверхности эндотелиоцитов формировались небольшие выросты. В просвете капилляров и в межклеточных пространствах находились остаточные тельца и мембранные образования небольших размеров, а также хлопьевидная субстанция.
Через 7 суток эксперимента межмембранное околоядерное пространство оставалось расширенным, так же как и цистерны агранулярной саркоплазматической сети (рис. 2, а). Литические изменения миофибрилл в большинстве кардиомиоцитов были незначительными, чаще отмечались контрактурные повреждения различной степени (от умеренной до выраженной). Следует отметить, что в этот срок в некоторых кардиомиоцитах наблюдались обрывки миофибриллярных пучков с гиперсокращениями (рис. 2, б), которые представляли собой ультраструктурные эквиваленты первичного глыбчатого распада, одного из типов альтеративных повреждений кардиомиоцитов, регистрируемых при инфаркте миокарда и инфарктоподобных повреждениях, в частности адреналиновых (изопротереноловых) воздействиях [5].
Рис. 2. Ультраструктура кардиомиоцитов через 7 суток после однократного введения доксорубицина и пятикратного введения адреналина: а - выраженное расширение цистерн агранулярной саркоплазматической сети. Ув. х6000; б - фрагмент кардиомиоцита с первичным глыбчатымраспадом миофибрилл. Ув. х8000; в-выраженная деструкция митохондрий. Ув. х10000; г - разрыв мышечного волокна по вставочному диску. Ув. х10000
Характерной особенностью ультраструктурних изменений кардиомиоцитов при сочетанном воздействии доксорубицина и адреналина было усиление полиморфизма митохондрий, появление в контрактурно поврежденных клетках большого количества органелл с деструктивными изменениями. В таких кардиомиоцитах одновременно присутствовали митохондрии с нормальной ультраструктурой и митохондрии с расширением и деструкцией крист, значительным лизисом матрикса и миелиноподобной трансформацией (рис. 2, в). Размеры таких органелл, как правило, были увеличены, иногда отмечались гигантские формы. В некоторых митохондриях присутствовали электронноплотные включения (которые рассматривают как отложения кальция) (см. рис. 2, в). Часто в местах скопления митохондрий находились полиморфные миелиноподобные структуры, иногда заметно осмиофильные, которые трансформировались в остаточные тельца.
Более значительно, чем в предыдущий срок, была изменена ультраструктура вставочных дисков. Расширения между клетками в области fascia adherens были заполнены выводимыми остаточными тельцами и хлопьевидной субстанцией. В некоторых случаях происходила полная диссоциация кардиомиоцитов по вставочным дискам (рис. 2, г). Такие изменения вставочных дисков и нарушения структурной целостности мышечных волокон способствовали нарушению трансмиссии сокращений. Диссоциированные кардиомиоциты не способны к восстановлению функционального синцития и подвергаются апоптозу [8, 9].
По истечении 14 суток после однократного введения доксорубицина и 5-кратного введения адреналина ультраструктура большинства кардиомиоцитов существенно не отличалась от нормальной (рис. 3, а). В отдельных кардиомиоцитах саркоплазматический матрикс и миофибриллярные пучки были умеренно лизированы, отмечались литические процессы, которые захватывали один или несколько саркомеров. В таких участках часто регистрировались рибосомы и полисомы. Расширения цистерн агранулярной саркоплазматической сети были менее выраженными и регистрировались преимущественно в околоядерной зоне (см. рис. 3, а). По-прежнему в некоторых кардиомиоцитах наблюдались митохондрии с деструктивными изменениями (очаговый лизис матрикса, уменьшение количества крист и их деструкция), но их выраженность была меньше, чем в предыдущий срок. Отмечался полиморфизм митохондрий, иногда их форма была причудливой. Между митохондриями в редких случаях наблюдались мелкие липидные капли.
Рис. 3. Ультраструктурные изменения кардиомиоцитов через 14 суток эксперимента: а - расширения цистерн агранулярной саркоплазматической сети и остаточные тельца в околоядерной зоне; б - литические изменения саркоплазмы и миелиноподобные структуры в подсарколеммальной зоне. Ув. х8000
Аутофагические процессы были выражены в меньшей степени: в кардиомиоцитах встречались немногочисленные миелиноподобные структуры небольших размеров, преимущественно в местах скопления митохондрий (рис. 3, б), в околоядерной зоне наблюдались единичные вторичные лизосомы. В некоторых клетках отмечались очаги парциальной деструкции органелл, содержащие вакуолеподобные структуры или хлопьевидную субстанцию. Как и в предыдущий срок, в некоторых мышечных волокнах наблюдались расширения межклеточных пространств в области вставочных дисков с полной потерей контактов между соседними клетками.
Ультраструктура эндотелиоцитов кровеносных капилляров не отличалась от контроля. Однако следует отметить истончение эндотелиальной выстилки в некоторых капиллярах. В просветах капилляров и в межклеточном пространстве содержались немногочисленные миелиноподобные структуры, хлопьевидные массы. Среди клеточных элементов преобладали активные формы фибробластов.
Через 21 сутки после начала эксперимента ультраструктура большинства кардиомиоцитов и их ядер восстанавливалась, но встречались отдельные кардиомиоциты (как правило, атрофированные) с выраженным лизисом саркоплазматического матрикса, истончением и редукцией миофибриллярных пучков (рис. 4, а). В некоторых кардиомиоцитах отмечалось нерегулярное, хаотичное расположение разреженных миофибриллярных пучков (рис. 4, б), которое может возникать при восстановлении процессов внутриклеточной регенерации из-за предшествовавших нарушений цитоскелета и отсутствия восстановления его архитектоники.
доксорубицин кардиомиоцит кардиомиопатия адреналиновый
Рис. 4. Ультраструктура кардиомиоцитов через 21 сутки эксперимента: а - гетерогенность кардиомиоцитов; внизу - атрофированный кардиомиоцит с редукцией и литическими изменения миофибриллярных пучков и разреженной саркоплазмой; б - хаотичное расположение истонченных миофибриллярных пучков. Ув. х5000
В околоядерной зоне сохранялось умеренное расширение цистерн агранулярной саркоплазматической сети, в остальных зонах агранулярная саркоплазматическая сеть была представлена небольшими везикулами. Саркоплазматический матрикс был просветлен, но в целом меньше лизирован, чем в более ранние сроки эксперимента. Митохондрии были полиморфными, в околоядерной зоне регистрировались, как правило, небольшие округлые органеллы, их тонкая структура не изменялась. В то же время вблизи митохондрий обнаруживались небольшие осмиофильные миелиноподобные структуры, которые представляли собой остаточные тельца после трансформации деградировавших митохондрий. Следует отметить, что в этот срок эксперимента практически не регистрировались расширения межклеточных пространств в области вставочных дисков (рис. 4, б), но их строение часто приобретало зигзагообразный вид. Тонкое строение капилляров, их эндотелиальной выстилки соответствовало норме.
Ультраструктурные изменения кардиомиоцитов при сочетанном действии доксорубицина и адреналина в значительной степени носили сочетанный характер: одновременно регистрировались ультраструктурные изменения, характерные для доксорубициновых повреждений [8, 9], и ультраструктурные изменения, которые были обусловлены адреналиновыми воздействиями [5]. Наиболее манифестными ультраструктурными изменениями кардиомиоцитов, обусловленными действием доксорубицина, были значительные расширения межмембранного околоядерного пространства и агранулярной саркоплазматической сети, разной степени выраженности литические повреждения миофибриллярных пучков, усиление аутофагических процессов с формированием остаточных телец, которые выделялись через вставочные диски в интерстиций. Важно также отметить нарушения межклеточных контактов с полным разрушением плотных контактов и дезинтеграцией мышечных волокон и выраженные литические изменения саркоплазмы.
Адреналиновые повреждения кардиомиоцитов манифестировали преимущественно контрактурными изменениями миофибрилл разной степени выраженности и значительными деструктивными изменениями митохондрий, которые в некоторых кардиомиоцитах носили тотальный характер. Следует отметить, что для доксорубициновых повреждений такие формы деструктивных изменений митохондрий не характерны. При антрациклиновой кардиомиопатии происходит в основном миелиноподобная трансформация митохондрий с образованием миелиноподобных остаточных телец, которые локализуются в местах скопления этих органелл.
Выраженные литические изменения миофибрилл и саркоплазмы при доксорубициновых воздействиях могут быть обусловлены активацией внутриклеточной матриксной металлопротеиназы-2 (ММП-2) в условиях развивающегося окислительного стресса. Активация ММП-2 в кардиомиоцитах была выявлена как в физиологических условиях (в эмбриогенезе, постнатальном онтогенезе), так и при разных патологических процессах, в том числе и при доксорубицин-индуцированной кардиомиопатии [10-12] и циклофосфамид-индуцированной кардиомиопатии [13]. Показано, что ММП-2 локализуется в разных внутриклеточных компартментах кардиомиоцитов (в саркомерах, вблизи белков цитоскелета, в ядрах, митохондриях и кавеолах) [11, 14] и может быстро активироваться при накоплении свободных кислородных радикалов и пероксинитритов. ММП-2 вызывает протеолитическое расщепление тропонина I, легкой цепи-1 миозина, а-актинина, титина, в результате чего происходят нарушение сборки миофибрилл, их ремоделирование и развитие сократительной недостаточности. Подобные протеолитические изменения миофибрилл могут также вызывать нарушения целостности миофибриллярных пучков при первичном глыбчатом распаде в условиях адреналиновых воздействий.
Усиление аутофагических процессов в кардиомиоцитах при действии доксорубицина связывают с усилением их апоптотической гибели [4], что позволяет рассматривать интенсивность и распространенность аутофагии в качестве одного из критериев повреждения кардиомиоцитов. Следует отметить, что аутофагия является одним из основных внутриклеточных механизмов деградации и рециклинга долгоживущих белков и органелл, которые секвестрируются в аутофагосомах. В физиологических условиях аутофагия способствует выживанию клеток, рассматривается как цитопротекторный механизм, способствующий элиминации агрегированных белков и поврежденных органелл, сохранению энергетического гомеостаза клеток. Поэтому вопрос о цитопротекторной или цитодегенеративной роли аутофагии в конкретных условиях должен решаться на основании совокупности морфофункциональных изменений, главным из которых является развитие сердечной дисфункции. Значительное усиление аутофагических процессов в кардиомиоцитах при разных цитотоксических воздействиях некоторые авторы предлагают рассматривать как один из вариантов клеточной смерти - аутофагическую клеточную смерть [15].
Оценивая совокупность ультраструктурных изменений кардиомиоцитов при сочетанных воздействиях доксорубицина и адреналина, можно отметить более выраженный характер изменений, чем при действии каждого из соединений по отдельности, которые детально были описаны ранее [5, 8, 16]. Важно отметить, что адреналиновые (изопротереноловые) повреждения кардиомиоцитов / миокарда по данным большинства исследования при использованных в них дозах и схемах применения носят обратимый характер, часто характеризуются гипертрофическими изменениями, имеют в экспериментальных условиях, как правило, благоприятный исход [5, 6]. Но антрациклиновые антибиотики, доксорубицин в частности, даже при однократном введении в сублетальной дозе могут вызывать гибель значительного количества кардиомиоцитов (до 30% от их общего числа) [9], существенные нарушения их регенераторного потенциала, что и служит структурной основой развития дилатационной кардиомиопатии, необратимого терминального варианта ремоделирования сердца.
При оценке сочетанного воздействия доксорубицина и адреналина на кардиомиоциты важно отметить фенотипическую гетерогенность повреждений кардиомиоцитов: в одних клетках преобладали повреждения ультраструктур, характерные для цитотоксического действия доксорубицина, в других - обусловленные действием адреналина. Такая фенотипическая гетерогенность свидетельствует о популяционно-клеточной неоднородности миокарда, обусловленной присутствием кардиомиоцитов с разной метаболической активностью и разной чувствительностью к действию цитотоксических соединений и регуляторных молекул.
Однократное введение сублетальной дозы доксорубицина (10 мг/кг массы тела) и многократное введение адреналина (10 мг/кг массы тела) вызывали в одних кардиомиоцитах преимущественно литические изменения, характерные для действия антрациклиновых антибиотиков, в других - преимущественно контрактурные повреждения миофибрилл, характерные для действия высоких доз катехоламинов. Наиболее манифестными доксорубицин-индуцированными изменениями кардиомиоцитов были выраженные расширения межмембранного околоядерного пространства и везикул агранулярной саркоплазматической сети, истончение и лизис миофибриллярных пучков, усиление аутофагических процессов с образованием миелиноподобных остаточных телец, нарушения плотных межклеточных контактов и дезинтеграция мышечных волокон. Адреналин- индуцированные повреждения кардиомиоцитов, кроме контрактурных изменений миофибрилл, характеризовались значительной, иногда тотальной, деструкцией митохондрий. Ультраструктурные изменения кардиомиоцитов, вызванные цитотоксическим действием доксорубицина и адреналина, прогрессировали в течение 14 суток эксперимента, затем регистрировалось восстановление тонкой структуры клеточных компартментов, но умеренные и слабо выраженные литические изменения саркоплазмы и миофибрилл сохранялись до конца эксперимента. Полученные результаты позволяют полагать, что применение адреналина в постхимиотерапевтический период (особенно после применения доксорубицина) для стимуляции сердечной деятельности может вызвать более выраженное повреждение миокарда, особенно в ранние сроки после химиотерапии, что необходимо учитывать в клинической практике.
Список литературы
1. Tacar O., Dass C.R. Doxorubicin-induced death in tumor cells and cardiomyocytes: is autophagy the key to improving future clinical outcomes? J. Pharm. Pharmacol. 2013. vol. 65. P. 1577-1589.
2. Mitry M.A., Edwards J.G. Doxorubicin induced heart failure: Phenotype and molecular mechanisms. IJC Heart & Vasculature. 2016. vol. 10. P. 17-24.
3. Vincent D.T., Ibrahim Y.F., Espey M.G., Suzuki Y.J. The role of antioxidants in the era of cardiooncology. Cancer Chemother. Pharmacol. 2013. vol. 72. P.1157-1168.
4. Kobayashi S., Volden P., Timm D., Mao K., Xu X., Liang Q. Transcription factor GATA4 inhibits doxorubicin-induced autophagy and cardiomyocyte death. J. Biol. Chem. 2010. Vol. 285 (1). P. 793-804.
5. Непомнящих Л.М. Морфогенез важнейших общепатологических процессов в сердце. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. 352 с.
6. Brooks W.W., Conrad C.H. Isoproterenol-induced myocardial injury and diastolic dysfunction in mice: structural and functional correlates. Comp. Med. 2009. vol. 59 (4). P. 339-343.
7. Eschenhagen T. Is stimulation of cardiomyocyte renewal a facette of reversible catecholamine toxicity? Circ. Res. 2016. vol. 119. P. 779-781.
8. Лушникова Е.Л., Клинникова М.Г., Молодых О.П., Непомнящих Л.М. Ультраструктурные критерии регенераторно-пластической недостаточности кардиомиоцитов при антрациклиновой кардиомиопатии // Бюл. экспер. биол. 2005. Т. 139, №4. С. 470-475.
9. Непомнящих Л.М., Лушникова Е.Л., Семенов Д.Е. Регенераторно-пластическая недостаточность сердца: Морфологические основы и молекулярные механизмы. М.: Изд-во РАМН, 2003. 255 с.
10. Лушникова Е.Л., Никитюк Д.Б., Клинникова М.Г., Колдышева Е.В., Мжельская М.М. Экспрессия металлопротеиназы-2 в миокарде при моделировании антрациклиновой кардиомиопатии // Морфология. 2016. Т. 150, №6. С. 29-34.
11. Jacob-Ferreira A.L., Schulz R. Activation of intracellular matrix metalloproteinase-2 by reactive oxygen-nitrogen species: Consequences and therapeutic strategies in the heart. Arch. Biochem. Biophys. 2013. vol. 540 (1-2). P. 82-93.
12. Chan B.Y., Roczkowsky A., Moser N., Poirier M., Hughes B.G., Ilarraza R., Schulz R. Doxorubicin induces de novo expression of N-terminal truncated MMP-2 in cardiac myocytes. Can. J. Physiol. Pharmacol. 2018. DOI: 10.1139/cjpp-2018-0275.
13. Колдышева Е.В., Клинникова М.Г., Никитюк Д.Б., Ивлева Е.К., Листвягова Н.А., Лушникова Е.Л. Роль матриксной металлопротеиназы-2 в развитии циклофосфамид- индуцированной кардиомиопатии // Бюл. экспер. биол. 2017. Т. 164, №10. С. 484-489.
14. Ali M.A., Fan X., Schulz R. Cardiac sarcomeric proteins: novel intracellular targets of matrix metalloproteinase-2 in heart disease. Trends Cardiovasc. Med. 2011. vol. 21 (4). P. 112-118.
15. Akazawa H., Komazaki S., Shimomura H., Terasaki F., Zou Y., Takano H., Nagai T., Komuro I. Diphtheria toxin-induced autophagic cardiomyocyte death plays a pathogenic role in mouse model of heart failure. J. Biol. Chem. 2004. vol. 279 (39). P. 41095-41103.
16. Wallner M., Duran J.M., Mohsin S., Troupes C.D., Vanhoutte D., Borghetti G., Vagnozzi R.J., Gross P., Yu D., Trappanese D.M., Kubo H., Toib A., Sharp T.E., Harper S.C., Volkert M.A., Starosta T., Feldsott E.A., Berretta R.M., Wang T., Barbe M.F., Molkentin J.D., Houser S.R. Acute catecholamine exposure causes reversible myocyte injury without cardiac regeneration. Circ. Res. 2016. vol. 119, no. 7. P. 865-879.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Оптимизация распознавания наиболее распространенных форм сочетанных травматических челюстно-лицевых повреждений с вовлечением центральной нервной системы с использованием современных методов компьютерной рентгеновской и магнитно-резонансной томографии.
контрольная работа [27,1 K], добавлен 21.01.2013Морфологические признаки элементов мышечных тканей. Виды тканей: мезенхимные, эпидермальные, нейральные, соматические и целомические. Возрастные особенности мышечных волокон. Ультраструктурная организация кардиомиоцитов и строение гладкого миоцита.
презентация [1,9 M], добавлен 15.09.2014Понятие политравмы. Патофизиологические особенности различных групп сочетанных травм. Описание ведущих повреждений головного и спинного мозга, груди и живота, опорно-двигательного аппарата. Лечение ОДА у больных с множественной и сочетанной травмой.
презентация [741,4 K], добавлен 16.05.2014Понятие политравмы в хирургии повреждений, история ее изучения и степень опасности для жизни, критерии классификации. Принципы, положенные в основу медицинского обеспечения населения и воинских контингентов. Методы оценки тяжести сочетанных травм.
реферат [27,9 K], добавлен 29.08.2009Развитие экспериментальной язвенной болезни (ЯБ) желудка у 3-х месячных самцов крыс линии Вистар. Клиническое исследование сыворотки крови животных после формирования ЯБ желудка. Действие фармакологического препарата актовегин на заживление ЯБ желудка.
курсовая работа [125,2 K], добавлен 08.09.2011Характеристика источников развития сердечной мышечной ткани, которые находятся в прекардиальной мезодерме. Анализ дифференцировки кардиомиоцитов. Особенности строения сердечной мышечной ткани. Сущность процесса регенерации сердечной мышечной ткани.
презентация [1,1 M], добавлен 11.07.2012Влияние криотерапии на нейроэндокринную, сердечно-сосудистую системы, на клеточные и тканевые структуры. Аппаратура для сочетанных и комбинированных методов. Основные механизмы действия криотерапии. Использование жидкого азота в качестве источника холода.
контрольная работа [29,6 K], добавлен 05.10.2012Анализ осложнений и летальности в ближайшем послеоперационном периоде после сочетанных операций ТМЛР и АКШ. Интраоперационное повреждение миокарда при воздействии лазером. Эффективность вмешательств ТМЛР+АКШ у больных ИБС с поражением коронарных артерий.
магистерская работа [7,3 M], добавлен 19.05.2011Понятие и принцип действия блокаторов калиевых каналов как препаратов, которые оказывают свое действие за счет ингибирования калиевого тока через мембраны кардиомиоцитов, и замедляют атриовентрикулярную проводимость. Показания и противопоказания.
презентация [170,1 K], добавлен 23.04.2015Щелевые контакты - основа взаимодействия клеток сердца. Возбудимость кардиомиоцитов, ионные токи. Ионные каналы: структура и функции. Обменные транспортные механизмы. Аминокислотная последовательность, топология коннексина. Модель возбудимой клетки.
лекция [6,4 M], добавлен 27.09.2013Смерть как биологическое понятие. Клиническая, биологическая смерть. Танатогенез как динамика клинических, биохимических и морфологических изменений в процессе умирания. Фрагментация кардиомиоцитов как признак фибрилляции. Перераспределение крови в трупе.
презентация [2,1 M], добавлен 16.04.2017Атеросклероз коронарных артерий. Ишемический некроз сердечной мышцы. Эмболизация коронарной артерии. Острая окклюзия коронарной артерии. Атипичные формы инфаркта миокарда. Биомаркеры некроза кардиомиоцитов. Восстановление коронарного кровотока.
презентация [1,3 M], добавлен 21.11.2013Исследование сердечно-сосудистой системы, системы органов дыхания и пищеварения. Патология клеточных мембран кардиомиоцитов и гладкомышечных клеток стенок сосудов. Лечение ишемической болезни сердца и стенокардии напряжения III функционального класса.
история болезни [49,2 K], добавлен 11.05.2019Внутрисуставные переломы на примере переломов лодыжек. Переломы диафиза и шейки бедра. Открытые и закрытые повреждения кисти. Помощь при множественных переломах костей и сочетанных поражениях. Сколиоз и порочная осанка; полиомиелит и спастический паралич.
курс лекций [3,9 M], добавлен 27.02.2012Электрография и ее задачи. Оценка функционального состояния органа по его электрической активности. Примеры использования метода эквивалентного генератора. Метод регистрации биологической активности головного мозга посредством записи биопотенциалов.
презентация [1,6 M], добавлен 30.09.2014Рассмотрение особенностей кардиомиопатии как группы болезней миокарда неизвестной етиологии некоронарогенного происхождения. Клиническая картина, инструментальна и лабораторная диагностика заболевания. История внезапной сердечной смерти человека.
презентация [11,7 M], добавлен 14.04.2015Виды боли - неприятного ощущения (иногда нестерпимое ощущение), возникающего преимущественно при сильных раздражающих или разрушительных воздействиях на организм человека. Методы проведения оценки боли. Планирование ухода за пациентом при болях.
презентация [574,0 K], добавлен 19.10.2015Физические и химические свойства фосфорорганические соединений (ФОС). Их токсичность при различных воздействиях на организм. Механизм действия ФОС, патогенез, превращения в организме. Характеристика нервно-паралитического действия. Профилактика поражений.
курсовая работа [43,2 K], добавлен 02.03.2009Кардиомиопатии — заболевание первичного поражения миокарда, патогенетически не связанное с воспалением, опухолью, коронарной недостаточностью, артериальной гипертензией; виды, симптоматика, физикальное обследование, диагностика, лечение и профилактика.
реферат [20,0 K], добавлен 10.01.2011Определение понятия и история обнаружения кардиомиопатии такотсубо. Рассмотрение нескольких форм кардиомиопатии в зависимости от топографии нарушения сократимости. Связь развития данного заболевания сердца с физическим или эмоциональным стрессом.
презентация [4,6 M], добавлен 05.05.2015