Морфофункциональные характеристики кардиомиоцитов при моделировании алкогольной кардиомиопатии у крыс: кардиопротективные эффекты метаболитотропных препаратов

Abstract

В останній час у зв’язку зі значним поширенням алкогольної кардіоміопатії серед працездатного населення індустріально розвинених країн актуальною необхідністю є пошук нових лікарських засобів строго спрямованої дії з урахуванням інтимних механізмів пошкоджувальної дії етилового алкоголю на міокард. У цьому відношенні безсумнівний інтерес має похідне 1,2,4-триазоліл-5-тіона – Ангіолін (розробка НВО «Фарматрон»), а також Мілдронат та Мексидол. Метою роботи є вивчення впливу Ангіоліну, Мілдронату та Мексидолу на морфофункціональні та молекулярні порушення міокарду в умовах моделювання алкогольної кардіоміопатії. Встановлено, що моделювання алкогольної кардіоміопатії (АКМП) шляхом 90-добового внутрішньошлункового введення 25% етанолу (8 г/кг) призводе через 30 діб після відміни етанолу до морфологічних змін кардіоміоцитів в експериментальних тварин – зниженням щільності ядер кардіоміоцитів, підвищенням площі, зниженням концентрації ядерної та цитоплазматичної РНК та низьким ядерно-цитоплазматичним коефіцієнтом. У цитозолі міокарду тварин з АКМП реєстрували збільшення концентрації маркера фіброзу та ремоделювання серцевої тканини – білка ST-2 – у 3,34 рази – в порівнянні з групою інтакту. Курсове 30-добове внутрішньошлункове введення тваринам з АКМП метаболітотропних кардіопротекторів у лікувальному режимі – Ангіоліну (100 мг/кг), Мексидолу (200 мг/кг) та Мілдронату (250 мг/кг) призводило до змін у різній спрямованості та ступеню вираженості морфофункціональних показників міокарду. Курсове введення Мілдронату призводило до більшого, у порівнянні з групою контролю, зниженню щільності ядер кардіоміоцитів та зниження ядерно-цитоплазматичного коефіцієнту на фоні збільшення площі ядер кардіоміоцитів, збільшення РНК у цитоплазмі кардіоміоцитів на 18%, не впливаючи на цей показник у ядрах та зниженню концентрації ST-2. Отримані дані свідчать про те, що Мілдронат на виявив впливу на ознаки патологічної гіпертрофії міокарду при алкогольній кардіоміопатії. Курсове введення Мексидолу не мало достовірного впливу на показник щільності ядер кардіоміоцитів, але достовірно підвищувало ядерно-цитоплазматичний коефіцієнт на фоні збільшення площі ядер кардіоміоцитів, призводило до достовірного збільшення РНК у цитоплазмі та ядрах кардіоміоцитів, знижувало концентрацію ST-2, що свідчило про кардіопротективний ефект засобу. Введення Ангіоліну чинило виражений кардіопротективний ефект – призводило до достовірного, у порівнянні з групою контролю, збільшенню щільності ядер кардіоміоцитів, підвищенню концентрації РНК у ядрах та цитоплазмі кардіоміоцитів, до нормалізації площі кардіоміоцитів, збільшенню ядерно-цитоплазматичного індексу міокарду та до зниження концентрації ST-2. За силою кардіопротективного ефекту Ангіолін достовірно перевершує референс-засоби Мілдронат та Мексидол. Отримані дані є експериментальним обґрунтуванням для застосування Мексидолу та, особливо, Ангіоліну у комплексній терапії алкогольної кардіоміопатії.

В последнее время в связи распространением алкогольной кардиомиопатии среди трудоспособного населения промышленно развитых стран актуальной необходимостью является поиск новых лекарственных препаратов строго направленного действия, с учетом интимных механизмов повреждающего действия этилового алкоголя на миокард. В этом отношении несомненный интерес представляет производное 1,2,4-триазолил-5-тиона – Ангиолин (разработка НПО «Фарматрон»), а также Милдронат и Мексидол. Цель работы. Изучение влияния Ангиолина, Мексидола и милдроната на морфо-функциональные и молекулярные нарушения миокарда в условиях моделирования алкогольной кардиомиопатии. Установлено, что моделирование алкогольной кардиомиопатии (АКМП) путем 90-суточного внутрижелудочного введения 25% этанола (8 г/кг) приводит через 30 суток после отмены этанола к морфологическим изменениям кардиомиоцитов у экспериментальных животных – снижением плотности ядер кардиомиоцитов, повышением их площади, снижением концентрации ядерной и цитоплазматической РНК и низким ядерно цитоплазматическим коэффициентом. В цитозоле миокарда животных с АКМП регистрировали увеличение концентрации маркере фиброза и ремоделирования сердечной ткани – белка ST2 в 3,34 раза по сравнению с группой интакта. Курсовое 30-суточное внутрижелудочное введение животным с АКМП метаболитотропных кардиопротекторов в лечебном режиме – Ангиолина (100 мг/кг), Мексидола (200 мг/кг) и Милдроната (250 мг/кг) приводило к изменению в разной направленности и степени выраженности морфофункциональных показателей кардиомиоцитов. Курсовое введение Милдроната приводило к большему, по сравнению с группой контроля, снижению плотности ядер кардиомиоцитов и уменьшению ядерно-цитоплазматического коэффициента на фоне увеличения площади ядер кардиомиоцитов, повышению РНК в цитоплазме кардиомиоцитов на 18%, не влияя на этот показатель в ядрах и снижению концентрации ST2. Выявленные данные свидетельствуют о том, что Милдронат не оказывал влияние на признаки патологической гипертрофии миокарда при алкогольной кардиомиопатии. Курсовое введение Мексидола не оказывало достоверного влияния на показатель плотности ядер кардиомиоцитов, но достоверно повышало ядерно цитоплазматический коэффициент на фоне увеличения площади ядер кардиомиоцитов, приводило к достоверному повышению РНК в цитоплазме и ядрах кардиомиоцитов, снижало концентрацию ST2, что свидетельствовало о кардиопротективном эффекте препарата. Введение Ангиолина оказывало выраженное кардиопротективное действие – приводило к достоверному, по сравнению с группой контроля, увеличению плотности ядер кардиомиоцитов, повышению концентрации РНК в ядрах и цитоплазме кардиомиоцитов, к нормализации площади кардиомиоцитов, повышению ядерно-цитоплазматического индекса миокарда и к снижению концентрации ST2. По силе кардиопротективного эффекта Ангиолин достоверно превосходит референс-препараты Милдронат и Мексидол. Полученные данные являются экспериментальным обоснованием для применения Мексидола и, особенно, Ангиолина в комплексной терапии алкогольной кардиомиопатии.

Recently, in connection with the spread of alcoholic cardiomyopathy among the able-bodied population of industrialized countries, the urgent need is to find new drugs of strictly directed action, taking into account the intimate mechanisms of the damaging effect of ethyl alcohol on the myocardium. In this respect, the 1,2,4-triazolyl-5-thione derivative, Angiolin (developed by Pharmatron), and Mildronate and Mexidol are of undoubted interest. The aim of the work was to study the effect of Angiolin, Mexidol and Mildronate on morpho-functional and molecular myocardial disturbances under conditions of modeling of alcoholic cardiomyopathy. In the experiment, 60 white, non-white, white rats of male rats weighing 170-180 grams were obtained from the nursery of the Institute of Pharmacology and Toxicology of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine. All experimental procedures were carried out in accordance with the “Regulations on the Use of Animals in Biomedical Research”. Alcoholic cardiomyopathy (ACSM) was caused by intra-gastric injection with a metal probe of a 20% ethanol solution at a dose of 8 g/kg for 90 days. This model can reproduce the structural, functional and metabolic disturbances of the myocardium characteristic of ACMP. All animals were divided into 6 groups of 10 individuals each. The investigated preparations were administered intragastrically with the help of a metal probe – Angiolin (NPO “Farmatron”, Ukraine) in a dose of 100 mg/kg; Mildronate (Grindeks, Latvia) – 250 mg/kg; Meksidol (OOO NPK Pharmasoft, Russia) – 200 mg/kg. Control and intact groups received physiological saline. At the end of the experiment, the animals were removed from the experiment in 2-4 minutes. After the injection of sodium ethaminal (40 mg/kg) (before the loss of the rectification reflex) in order to minimize the neurometabolic disorders. The apex of the heart was placed in a Carnoy fixator for 24 hours, then poured into a paraplast and serial histological sections (5 μm) were prepared, which were stained by Einarsson. Morphometric analysis of cardiomyocytes was performed using an Axioskop (Ziess, Germany) microscope with a COHU-4922 (USA) video camera and entered into a digital image analysis system VIDAS-386 (Kontron Elektronic, Germany). In the cytosol of the myocardium, a molecular marker of myocardial damage to ST2 protein was determined by the solid-phase immunosorbent sandwich ELISA method. The reliability of the differences between the experimental groups was carried out using the nonparametric Mann-Whitney U-test. Reliability was considered significant with a significance level of more than 95% (p <0.05).The results of the research were processed using the statistical package of the licensed program “STATISTICA for Windows 6.1” (StatSoft Inc., No. AXX R712D833214SAN5), as well as “SPSS 16.0”, “Microsoft Excel 2003”. It has been established that the modeling of alcoholic cardiomyopathy (ACMP) leads to morphological changes in cardiomyocytes in experimental animals-a decrease in the density of cardiomyocyte nuclei, an increase in their area, a decrease in the nuclear and cytoplasmic RNA concentration, and a low nuclear-cytoplasmic coefficient. In the cytosol of the myocardium, animals with ACMP were registered with an increase in the concentration of the marker of fibrosis and remodeling of the cardiac tissue – ST2 protein by 3,34 times compared with the group of the intact. The 30-day course of intragastric administration to animals with ACMP metabolitropic cardioprotectors in the treatment regimen – Angioline (100 mg/kg), Mexidoli (200 mg/kg) and Mildronate (250 mg/kg) led to a change in the different orientation and severity of morpho-functional parameters of cardiomyocytes. The course of Milronat’s administration led to a greater decrease in the density of cardiomyocyte nuclei compared with the control group and a decrease in the nuclear-cytoplasmic coefficient against the background of an increase in the area of cardiomyocyte nuclei, an increase in RNA in the cytoplasm of cardiomyocytes by 18%, without affecting this index in nuclei and decreasing the concentration of ST2. The findings indicate that Mildronate did not affect the signs of abnormal myocardial hypertrophy in alcoholic cardiomyopathy. Mexidol course administration had no significant effect on a density of cardiomyocyte nuclei, but significantly increased the nuclear-cytoplasmic ratio, with increased area cardiomyocyte nuclei, resulting in a significant increase of the RNA in the cytoplasm and the nucleus of cardiomyocytes, reduced ST2 concentration, indicating that the cardioprotective effects of the drug. Introduction Angiolina exerted pronounced cardioprotective – resulted in a significant, compared with the control group, an increase in cardiomyocyte nuclei density, higher concentration of RNA in the nuclei and the cytoplasm of cardiomyocytes, to normalize the area of cardiomyocytes, to increase the nuclear-cytoplasmic index of the myocardium and to reduce the concentration of ST2. Angiolin by its pharmacological characteristics is most indicated in the complex cardioprotection with ACMP. This is due to the fact that metabotropotropic therapy for AKMP, in contrast to that of CHF, should be aimed at preserving the structural and functional features of myocardium mitochondria, i.e. Carry the elements of mitoprotection. Complex metabotropic cardioprotection with ACMP should restore metabolic alcohol-dependent shifts in the biochemical continuum of cardiomyocytes, so that each previous medicinal ingredient creates substrates for the action of the subsequent medication. By the strength of the cardioprotective effect, Angiolin significantly exceeds the references Mildronate and Mexidol. The obtained data are experimental justification for the use of Mexidol and, especially, Angiolin in the complex therapy of alcoholic cardiomyopathy.