Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

INFLUENCE OF TES-THERAPY ON INDICATORS PRO- AND ANTI-INFLAMMATORY CYTOKINES AT AN EXPERIMENTAL HEART ATTACK OF A MYOCARDIUM AT RATS

Apsalyamova S.O. 1 Kade A.K. 1 Kolesnikova N.V. 1 Zanin S.A. 1 Lebedev V.P. 2 Vcherachnyuk S.P. 1 Turovaya A.Y. 1
1 Kuban state medical university of the Ministry of Health Care and Social Developmentof the Russian Federation
2 Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences Electrostimulation center Transcranial
Использована транскраниальная электростимуляция (ТЭС-терапия) для коррекции дисбаланса про- и противовоспалительных цитокинов при экспериментальном инфаркте миокарда. Многими исследователями показано усиление выработки опиоидных пептидов (эндорфинов и энкефалинов) при ТЭС-терапии. Исследования проведены на 50 крысах, которые были разделены на 5 групп – группы контроля, ложнооперированных животных и 3 группы с моделью инфаркта миокарда без ТЭС терапии и с ТЭС-терапией. Во всех группах животных изучали уровень интерлейкина 1, 6, 10 (ИЛ-1, -6, -10) и фактора некроза опухоли α (ФНО-α). Показано, что наблюдаемый при экспериментальном инфаркте дисбаланс про- и противовоспалительных цитокинов при проведении ТЭС-терапии (перед моделированием и после моделирования инфаркта миокарда) оказывает выраженный противовоспалительный эффект.
Transcranial electrostimulation (TES-THERAPY) for imbalance correction about – and anti-inflammatory cytokines is used at an experimental myocardial infarction. Many researchers showed strengthening of production of opioids peptides (endorphins and enkephalis) at TES-THERAPY. Researches are conducted on 50 rats who were divided into 5 groups – groups of control, false operate animals and 3 groups with myocardial infarction model without TES-THERAPY and with TES-THERAPY. In all groups of animals studied level of Interlaken 1, 6, 10 (IL-1,-6,-10) and a tumor necrosis factor α (TNF-α). It is shown that the imbalance observed at an experimental heart attack about – and anti-inflammatory cytokines when carrying out TES-THERAPY (before modeling and after myocardial infarction modeling) renders the expressed anti-inflammatory effect.
heart attack
TES-THERAPY
cytokines
1. Golikov A.P. Sposob lechenija bol’nyh s ostrym infarktom miokarda / A.P. Golikov, V.A. Rjabinin, V.P. Lebedev [i dr.]. A. s. SSSR, 1989. no. 1507404.
2. Golikov A.P. Vlijanie transkranial’noj jelektrostimuljacii na reparativnye processy u bol’nyh infarktom miokarda / A.P. Golikov [i dr.] // Kardiologija. 1989. T. 29. no. 12. pp. 45–48.
3. Grinenko A.Ja. Lechenie alkogol’nogo abstinentnogo sindroma s pomoshh’ju transkranial’nogo jelektricheskogo vozdejstvija / A.Ja. Grinenko [i dr.] // Vopr. narkologii. 1988. no. 3. pp. 27–30.
4. Zil’ber Ju. D. Transkranial’naja jelektrostimuljacija opioidnyh struktur mozga pri lechenii jazvennoj bolezni zheludka i dvenadcatiperstnoj kishki: reparacionnyj jeffekt i izmenenie soderzhanija β-jendorfinov i gastrina plazmy / Ju. D. Zil’ber [i dr.] // Fiziologija peptidov : tez. dokl. simp. L., 1988. pp. 75–76.
5. Kacnel’son, Ja.S. Ocenka jeffektivnosti novogo metoda transkranial’noj jelektroanal’gezii v klinicheskoj anesteziologii / Ja.S. Kacnel’son, V.A. Leosko // Novyj metod transkranial’nogo obezbolivanija: tez. dokl. nauch. konf. L., 1987. pp. 20–22.
6. Krupickij E.M. Ispol’zovanie transkranial’nogo jelektricheskogo vozdejstvija dlja kupirovanija patologicheskogo vlechenija k alkogolju / E. M. Krupickij [i dr.] // Dvoreckij D.P. [red.] Transkranial’naja jelektrostimuljacija: jeksperim.-klinich. issled. SPb., 1998. pp. 510–515.
7. Lebedev V.P. Uchastie opioidnyh i drugih mediatornyh mehanizmov v reguljatornyh funkcijah antinociceptivnoj sistemy mozga pri ee transkranial’noj aktivacii // 15 s#ezd Vsesojuzn. fiziol. o-va im. I.P. Pavlova: tez. dokl. Kishinev, 1986. T. 1. pp. 162–163.
8. Lebedev V.P. Opioidnaja priroda transkranial’noj jelektroanal’gezii / V.P. Lebedev [i dr.] // Fiziologija peptidov: tez. dokl. simp. L.,1988. pp. 112–113.
9. Ratova L.G., Chazova I.E. Vse li ingibitory angiotenzinprevrashhajushhego fermenta odinakovy? Fokus na zofenopril // Sistemnye gipertenzii. no. 3. 2009. pp. 4–7.
10. Syrkin, A.L. Infarkt miokarda. 3-e izd. pereb. i dop. M.: Med. inform. agentstvo, 2003. 466 p.
11. Shejh-Zade Ju.R. Klapannoe ustrojstvo dlja iskusstvennoj ventiljacii legkih u laboratornyh zhivotnyh / Ju.R. Shejh-Zade. A. s. SSSR, MKI4, 1985. no. 1507404.
12. Joy M.L. G. Low frequency current density imaging in rabbits / M.L.G. Joy, V.P. Lebedev // Ann. of Biomed. Engin. 1993. Vol. 21, suppl. 1. pp. 56.

Болезни сердечно-сосудистой системы, в том числе инфаркт миокарда (ИМ), являются одной из основных причин инвалидизации и смерти во всех экономически развитых странах, в том числе и в России. ИМ может закончиться выздоровлением без какой-либо медицинской помощи и, наоборот, привести к смерти, несмотря на все усилия медперсонала [10]. Его грозный характер течения и поиск возможностей снизить высокую летальность придают значение знанию о патогенезе ИМ особую актуальность.

Основным методом лечения ИМ является терапевтический [9]. Говоря об этом способе лечения, необходимо обратить внимание на то, что из года в год появляются новые препараты для лечения ИМ, но высокая стоимость делает их недоступными для средних слоев населения.

Учитывая вышесказанное, актуальность разработки новых доступных методов лечения ИМ не вызывает сомнений.

Метод ТЭС-терапии предложен профессором В.П. Лебедевым и соавт. в 1983 году. В его основе лежит активация опиоидергических структур головного мозга. ТЭС-терапия обладает многообразием эффектов, общей направленностью которых является нормализация гомеостаза. Все эффекты этого метода по механизму действия делят на 2 типа: центральные (обезболивание, стабилизация гемодинамики, купирование алкогольного абстинентного синдрома) [3, 5, 6, 7] и периферические (замедление роста перевиваемых опухолей, модуляция динамики острофазового ответа при воспалении, ускорение заживления кожных ран, язвенных дефектов слизистой оболочки желудка, очага некроза при инфаркте мио­карда) [1, 4, 7]. Перечисленные эффекты в значительной мере обусловлены возрастанием в крови концентрации β-эндорфина, который выделяется активированными структурами антиноцицептивной системы [7, 12].

Приоритетность лечения ИМ с использованием ТЭС подтверждена Авторским свидетельством СССР № 1507404, 1989 год [1]. Изучено влияние ТЭС-терапии на процессы репарации у больных ИМ, а также доказано, что происходит ускорение формирования постинфарктного рубца и развитие компенсаторной гипертрофии внеинфарктных отделов миокарда, уменьшается число случаев появления хронической сердечной недостаточности и число рецидивов ангинозных болей, улучшается общее состояние гемодинамики [1].

Эти данные говорят о том, что использование метода ТЭС-терапии для лечения больных ИМ лишен основных недостатков использующихся в настоящее время методов лечения (дороговизна, труднодоступность, низкая эффективность).

Цель. Оценить влияние ТЭС-терапии на уровень про- и противовоспалительных цитокинов у крыс при моделировании инфаркта миокарда.

Материалы и методы исследования

В экспериментах использовали 50 здоровых белых нелинейных крыс-самцов, средний возраст которых колебался от 9 месяцев до 1 года, средней массой 200 ± 50 граммов. Исследуемые животные содержались в виварии в соответствии с «Санитарными правилами по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально – биологических помещений (вивариев)», утвержденными МЗ СССР 06.04.73 г. и приказом МЗ СССР № 163 от 10.03.66 г. В экспериментах использовали общий наркоз смесью хлоралозы (50 мг/кг внутрибрюшинно) и ксиланита (5 мг/кг внутрибрюшинно).

Материалом для исследования служила венозная кровь из нижней полой вены, стабилизированная гепарином. В работе был изучен уровень про- и противовоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-10, ФНО-α) у животных пяти исследуемых групп.

Все эксперименты были разделены на 5 групп: I группа животных (n = 10) – контрольная группа: у интактных крыс производился забор крови на исследуемые показатели крови из нижней полой вены. II группа животных (n = 10) – ложнооперированные крысы: животные, которым под наркозом производили торакотомию и вскрытие перикарда, но не моделировали ИМ, затем через 2 часа производили забор крови из нижней полой вены на исследование показателей цитокинового статуса. III группа животных (n = 10) – животные с моделированием ИМ: животные, которым после наркоза с последующей торакотомией вскрывали перикард и моделировали ИМ посредством перевязки левой коронарной артерии (ЛКА). Через 2 часа брали кровь из нижней полой вены на показатели цитокинового статуса. IV группа животных (n = 10) – животные с моделированием ИМ и проведением ТЭС-терапии: животные, которым после наркоза с последующей торакотомией вскрывали перикард и моделировали ИМ посредством перевязки ЛКА, а далее проводили сеанс ТЭС-терапии. Показатели цитокинового статуса изучались через 2 часа после сеанса. V группа животных (n = 10) – животные c предварительной ТЭС-терапией и последующим моделированием ИМ: группа животных, которым за 2 часа до моделирования ИМ посредством перевязки ЛКА проводили сеанс ТЭС-терапии. Показатели цитокинового статуса изучались через 2 часа после моделирования ИМ.

Моделирование ИМ проводилось в условиях острого опыта по методике Е.С. Шахбазяна, 1940 г. в авторской модификации. У крыс после проведения трахеостомии и подключения аппарата искусственной вентиляции лёгких «Вита-1» проводилась парастернальная торакотомия. После вскрытия перикарда и извлечения сердца из грудной полости определяли локализацию ЛКА, под которую с помощью атравматической иглы подводили полипропиленовую лигатуру и производили перевязку. Перевязку ЛКА проводили без последующей реперфузии. Таким образом моделировали стойкое нарушение кровообращения в области снабжения кровью из ЛКА. ИВЛ животного проводилась через клапанное устройство [11], исключающее значительное возрастание мертвого пространства.

Летальность фиксировалась по окончанию создания каждой экспериментальной модели. Животных умерщвляли, соблюдая правила проведения работ с использованием экспериментальных животных (приказ «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных», утвержденный МЗ СССР г. Москва. № 755, от 12 августа 1977).

У всех экспериментальных животных регистрировали ЭКГ до операции, через 30 минут после получения модели ИМ, через 2 часа после операции, после проведения сеанса ТЭС-терапии. Для регистрации использовали портативный электрокардиограф ЭК 1Т-04 II («Аксион», Россия). Оценку ЭКГ проводили во II стандартном отведении.

Экспериментальным животным ТЭС-терапия проводилась модифицированным двухпрограммным электростимулятором «ТРАНСАИР-1» в анальгетическом режиме в IV группе через 2 часа от создания экспериментального ОИМ по вышеописанной методике и в V группе за 2 часа до создания модели ИМ. Параметры транскраниальной электростимуляции для крыс: частота 70 ± 2 Гц, длительность импульса 3,75 ± 0,25 мс, величина суммарного тока 0,6–2,5 мА [2].

Расположение подкожных игольчатых электродов фронто-мастоидальное (два катода помещены на лоб в надбровных областях, сдвоенный анод – позади ушных раковин). Длительность сеанса во всех случаях составляла 45 минут.

Кровь брали из нижней полой вены животного в количестве 3 мл спустя 2 часа после эксперимента (кроме I контрольной группы). Три миллилитра крови вводили в чистую пробирку и немедленно центрифугировали со скоростью 1500 оборотов в минуту в течение 10–15 минут. Полученную сыворотку крови помещали в эпиндорфы и замораживали при температуре – 20 °С.

Полученные данные подвергали статистической обработке методами непараметрической статистики на компьютере с использованием программного обеспечения «Statistika 6.0 for Windows» фирмы «Stat Soft, Inc.» и «Micrisoft Office Excel 2003». Полученные результаты исследуемых групп после статистической обработки выражали в виде средних значений (M) и ошибки среднего (m). Сравнение выборок проводилось по непараметрическому критерию Манна–Уитни и Колмогорова–Смирнова с установлением уровня значимости *p ≤ 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследования представлены в таблице. ИЛ-1 достоверно повышался в группе ложнооперированных животных по отношению к группе контроля. Это повышение связано с активацией вновь синтезируемых медиаторов воспаления, к которым относятся цитокины. Его содержание достоверно увеличивалось и в группе крыс с ОИМ. Уровень этого цитокина возрастал в 10 раз по сравнению с контролем и 2,5 раза по сравнению с группой ложнооперированных животных. При сравнении групп животных ОИМ+ТЭС (IV группа) и ТЭС+ОИМ (V группа) с ОИМ (III группа) выявлено достоверное снижение уровня этого показателя. Однако в группе животных ОИМ+ТЭС (IV группа) содержание ИЛ-1 приходило к норме, а в группе ТЭС+ОИМ (V группа) имело тенденцию к снижению. Таким образом, проведение ТЭС-терапии после моделирования ОИМ и перед моделированием патологии оказывает выраженный противовоспалительный эффект.

Изменения содержания ИЛ-6 были аналогичны изменениям ИЛ-1. Так, во II и IV группе его уровень достоверно увеличивался по отношению к контролю и достоверно снижался в IV и V группах по отношению к III группе (таблица).

Содержание ФНО-α достоверно возрастало в группе животных с ОИМ (III группа) по отношению к контрольной группе. В IV и V группах оно приближалось к норме в отличие от животных III группы (см. таблицу).

Динамика содержания цитокинов в различных экспериментальных группах животных

Группы

Маркеры

ИЛ-1

ФНО-α

ИЛ-6

ИЛ-10

Контрольная

6,8 ± 1,60

5,00 ± 0,32

1,20 ± 0,37

6,03 ± 0,51

Ложнооперированные животные

29,34 ± 3,16*

12,97 ± 4,07

3,23 ± 0,46*

13,22 ± 1,13

Моделирование острого инфаркта миокарда

68,37 ± 4,56*

17,67 ± 4,06*

3,00 ± 0,94*

1,78 ± 0,56*

Моделирование острого инфаркта миокарда +проведение ТЭС-терапии

6,12 ± 2,12**

5,53 ± 0,88**

1,50 ± 0,69**

17,46 ± 2,73*

17,46 ± 2,73**

Проведение ТЭС-терапии+ моделирование острого инфаркта миокарда

9,17 ± 3,27**

6,92 ± 0,98**

1,62 ± 0,49**

14,70 ± 2,08*

14,70 ± 2,08**

Примечание: * – достоверно по отношению к контрольной группе, ** – достоверно по отношению к группе с моделированием инфаркта миокарда.

При моделировании ИМ (III группа) содержание ИЛ-10 достоверно снижается по сравнению с контролем, что свидетельствует о выраженности воспалительного ответа. А в группах IV и V уровень этого показателя достоверно возрастает и по отношению к контролю, и по отношению к животным с ИМ (III группа). Это свидетельствует о гомеостатической направленности ТЭС-терапии.

Выводы

1. Применение ТЭС-терапии при моделировании острого инфаркта миокарда приводит достоверному снижению уровня провоспалительных (ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-α) и росту противовоспалительных (ИЛ-10) цитокинов.

2. Использование ТЭС-терапии показано в комплексном лечении ИМ (при отсутствии противопоказаний для ее применения), особенно на ранних стадиях развития инфаркта миокарда.

Рецензенты:

Быков И.М., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой фундаментальной и клинической биохимии, ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России, г. Краснодар;

Елисеева Л.Н., д.м.н., профессор, главный внештатный терапевт ДЗ КК, зав. кафедрой, ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России, г. Краснодар.

Работа поступила в редакцию 08.04.2013.