Маркерний профіль ремоделювання міокарда при різних етіопатогенетичних формах артеріальної гіпертензії в експерименті - Колесник, Юрій Михайлович; Ісаченко, М. І.; Kolesnyk, Yu. M.; Isachenko, M. I.; Колесник, Ю. М.; Исаченко, М. И. (Запорізький державний медичний університет, 2020)
Мета роботи – визначити морфоденситометричні показники кардіоміоцитів і характер маркерного профілю ремоделювання в міокарді лівого шлуночка щурів з експериментальною артеріальною гіпертензією залежно від її етіопатогенетичної форми. Матеріали та методи. Дослідження виконали на 20 щурах-самцях лінії Wistar і 10 щурах SHR віком 7–8 місяців, яких поділили на 3 групи по 10 тварин у кожній: 1 – контрольна; 2 – щури лінії SHR, аналог есенціальної артеріальної гіпертензії (ЕАГ) у людини; 3 – щури лінії Wistar зі змодельованою вторинною ендокринно асоційованою артеріальною гіпертензією (ЕСАГ). Усім щурам вимірювали артеріальний тиск. Об’єкти дослідження – зрізи міокарда, в яких імунофлуоресцентним методом визначали вміст імунореактивного матеріалу до маркерів ремоделювання (кардіотрофіну-1, тайтину, колагену I типу, анексину V), розрахували тайтин/колагеновий коефіцієнт, морфоденситометричним методом визначали кількість і середній лінійний розмір ядер кардіоміоцитів, їхню щільність, концентрації РНК в ядрі та цитоплазмі. Результати. Для сформованої артеріальної гіпертензії, незалежно від її етіопатогенетичної форми, притаманне збільшення кількості ядер кардіоміоцитів зі збільшенням їхніх розмірів, зниження щільності ядер і зменшення в них концентрації РНК на тлі підвищення в цитоплазмі. У щурів з ЕАГ вміст кардіотрофіну-1 виявився більшим за контроль на 27 %, а в ЕСАГ – на 80 %. Рівні тайтину вищі на 12 % в ЕАГ і на 46 % в ЕСАГ. Вміст колагену I типу в щурів з ЕАГ більший за контроль на 49 %, а у групі з ЕСАГ – на 68 %. У щурів з ЕАГ встановили вищий вміст анексину V на 58 %, а в ЕСАГ – на 64 %. Коефіцієнт співвідношення вмісту тайтину та колагену I типу в щурів контролю становив 1,01; у щурів з ЕАГ знизився до 0,76, а у щурів ЕСАГ дорівнював 1,3. Висновки. Формування артеріальної гіпертензії, незалежно від її етіопатогенетичної форми, призводить до розвитку патологічного ремоделювання міокарда. На це вказують збільшені показники маси серця та його питомої густини, зміни цитоархітектоніки кардіоміоцитів із розвитком поліморфізму ядер, збільшення їхнього розміру та кількості, що супроводжується ядерною дисфункцією. Маркерний профіль ремоделювання міокарда в щурів з есенціальною артеріальною гіпертензією характеризується помірним збільшенням кардіотрофіну-1 і тайтину на тлі суттєвого підвищення колагену I типу та анексину V, що в поєднанні з низьким коефіцієнтом тайтин/колаген I типу вказує на міокардіальний фіброз із підвищенням жорсткості серцевого м’яза та розвиток гіпертрофічно-фіброзного типу ремоделювання міокарда з помірним апоптозом. У щурів з ендокринно-сольовою артеріальною гіпертензією маркерний профіль ремоделювання міокарда характеризується значущим збільшенням усіх 4 імуногістохімічних маркерів, помірним фіброзом і підвищенням тайтин/колагенового співвідношення, що притаманне гіпертрофічно-апоптотичному типу патологічного ремоделювання міокарда. The aim was to determine the morphodensitometric parameters of cardiomyocytes and features of the marker profile of remodeling in the left ventricular myocardium of rats with experimental hypertension of different etiopathogenetic forms. Materials and methods. The experiment was conducted on 20 male Wistar rats and 10 SHR which were divided into two groups of 10 animals each: the 1st –control; the 2nd – rats of the SHR line (EAH); the 3rd – 10 male Wistar rats with endocrine-salt arterial hypertension. Systolic and diastolic BP levels were measured in all the rats using the system of non-invasive arterial pressure measurement BP-2000. The objects of the study were myocardial sections in which the content of immunoreactive material to remodeling markers (cardiotrophin-1, titin, collagen type I, annexin V) was determined by the immunofluorescent method, titin / collagen ratio was calculated, the average linear size of cardiomyocyte nuclei, their density, RNA concentrations in the nucleus and cytoplasm were determined by morphodensitometric method. Results. Arterial hypertension, regardless of its etiopathogenetic form, is characterized by an increase in the number of cardiomyocyte nuclei with an increase in their size, decrease in the density and decrease in their RNA concentration against increase in the cytoplasm. In rats with EAH, the content of cardiotrophin-1 was higher than the control by 27 %, and in ESAH by 80 %. Titin levels were 12 % higher in EAH and 46 % in ESAH. The collagen type I content of EAH was higher than the control by 49 %, while in the group with ESAH by 68 %. EAH rats had a higher annexin V content by 58 %, while ESAH – 64 %. The ratio of the content of titin and type I collagen in control rats was 1.01, in rats with EAH decreased to 0.76, while in rats ESAH it was 1.3. Conclusions. The formation of arterial hypertension, regardless of its etiopathogenetic form, leads to the development of pathological myocardial remodeling, as indicated by increased heart mass and specific gravity, changes in the cytoarchitectonics of cardiomyocytes, the development of polymorphism of their nuclei with increasing size against increasing of its number with nuclear dysfunction. The marker profile of myocardial remodeling in rats with essential hypertension is characterized by a moderate increase in cardiotrophin-1 and titin, with a significant increase in collagen type I and annexin V, which in combination with a low ratio of titin / collagen type indicates fibrosis with increased myocardial stiffness and the development of hypertrophic-fibrous type of myocardial remodeling with moderate apoptosis. In rats with endocrine-salt arterial hypertension, the marker profile of myocardial remodeling is characterized by a significant increase in all 4 immunohistochemical markers of remodeling, moderate fibrosis and an increase in the titin / collagen ratio, which is characteristic of hypertrophic-apoptotic type of pathological remodeling. Цель работы – определить морфоденситометрические показатели кардиомиоцитов и характер маркерного профиля ремоделирования в миокарде левого желудочка крыс с экспериментальной артериальной гипертензией в зависимости от ее этиопатогенетической формы. Материалы и методы. Исследования проведены на 20 крысах-самцах линии Wistar и 10 крысах SHR в возрасте 7–8 месяцев, разделенных на 3 группы по 10 животных в каждой: 1 – контрольная; 2 – крысы линии SHR, аналог эссенциальной артериальной гипертензии (ЭАГ) у человека; 3 – крысы линии Wistar, которым моделировали вторичную эндокринно ассоциированную артериальную гипертензию (ЭСАГ). Всем крысам измеряли артериальное давление. Объекты исследования – срезы миокарда, в которых иммунофлуоресцентным методом определяли содержание иммунореактивного материала к маркерам ремоделирования (кардиотрофин-1, тайтин, коллаген I типа, аннексин V), рассчитывали тайтин / коллагеновый коэффициент, морфоденситометрическим методом определяли количество и средний линейный размер ядер кардиомиоцитов, их плотность, концентрации РНК в ядре и цитоплазме. Результаты. Для артериальной гипертензии, независимо от ее этиопатогенетической формы, присуще увеличение количества ядер кардиомиоцитов с увеличением их размеров, снижение плотности ядер и уменьшение в них концентрации РНК на фоне повышения в цитоплазме. У крыс с ЭАГ содержание кардиотрофина-1 больше контроля на 27 %, а в ЭСАГ – на 80 %. Уровни тайтина выше на 12 % у ЭАГ и на 46 % у крыс с ЭСАГ. Содержание коллагена I типа у ЭАГ больше контроля на 49 %, а в группе с ЕСАГ – на 68 %. У крыс с ЭАГ установлены большие показатели содержания аннексина V на 58 %, а у ЭСАГ – на 64 %. Коэффициент соотношения содержания тайтина и коллагена I типа у крыс контроля составлял 1,01, у крыс с ЭАГ снизился до 0,76, а у крыс с ЭСАГ равен 1,3. Выводы. Формирование артериальной гипертензии, независимо от этиопатогенетической формы, приводит к развитию патологического ремоделирования миокарда. На это указывают увеличенные показатели массы сердца и его удельной плотности, изменения цитоархитектоники кардиомиоцитов, развитие полиморфизма ядер с увеличением размера и их количества, что сопровождалось ядерной дисфункцией. Маркерный профиль ремоделирования миокарда у крыс с эссенциальной артериальной гипертензией характеризуется умеренным увеличением кардиотрофина-1 и тайтина на фоне повышения коллагена I типа и аннексина V, что в сочетании с низким коэффициентом тайтин / коллаген I типа указывает на миокардиальный фиброз с повышением жесткости сердечной мышцы и развитием гипертрофически-фиброзного типа ремоделирования миокарда с умеренным апоптозом. У крыс с эндокринно-солевой артериальной гипертензией маркерный профиль ремоделирования миокарда характеризуется значительным увеличением всех 4 иммуногистохимических маркеров ремоделирования, умеренным фиброзом и повышением тайтин / коллагенового соотношения, что характерно для гипертрофически-апоптотического типа патологического ремоделирования миокарда.
Marker profile of myocardial remodeling in different etiopathogenetic forms of arterial hypertension in the experiment
Маркерный профиль ремоделирования миокарда при различных этиопатогенетических формах артериальной гипертензии в эксперименте
Колесник Ю. М.- ORCID ID: 0000-0002-1556-5085; Ісаченко М. І.- ORCID ID: 0000-0002-3026-1012.
Keywords: ремоделювання; міокард; лівий шлуночок; маркери; анексин V; тайтин; кардіотрофін-1; колаген I типу; морфоденситометрія; щури; артеріальна гіпертензія; ventricular remodeling; myocardium; left ventricle; biomarkers; annexin V; titin; cardiotrophin-1; type I collagen; morphodensitometry; rats; hypertension; ремоделирование; миокард; левый желудочек; маркеры; аннексин V; тайтин; кардиотрофин-1; коллаген I типа; морфоденситометрия; крысы; артериальная гипертензия