vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2022-19-3-290-299vestim-863Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEКардиопротекторная эффективность посткондиционирования с помощью L-лактата при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс в условиях системного действия в организме животных блокатора М-холинореактивных систем атропинаCardioprotective efficiency of postconditioning using L-lactate during ischemia-reperfusion of myocardium in young and old rats under conditions of the systemic action in the animal body of the blocker of M-cholinoreactive systems atropineЧепелевС. Н.ChepelevS. N.

Чепелев Сергей Николаевич – ст. преподаватель.

Пр. Дзержинского, 83, 220116, Минск

Sergey N. Chepelev – Senior Lecturer.

83, Dzerzhinski Ave., 220116, Minsk

drserge1991@gmail.comВисмонтФ. И.VismontF. I.

Висмонт Франтишек Иванович – член-корреспондент, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой.

Пр. Дзержинского, 83, 220116, Минск

Frantishek I. Vismont – Corresponding Member, D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department.

83, Dzerzhinski Ave., 220116, Minsk

patfiz@bsmu.byГубкинС. В.GoubkinS. V.

Губкин Сергей Владимирович – член-корреспондент, доктор медицинских наук, профессор, директор.

Ул. Академическая, 28, 220072, Минск

Sergey V. Goubkin – Corresponding Member, D. Sc. (Med.), Professor, Director.

28, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

goubkin@yandex.ruБелорусский государственный медицинский университетBelarusian State Medical UniversityИнститут физиологии, НАН БеларусиInstitute of Physiology, National Academy of Sciences of Belarus202208092022193290299Copyright © Чепелев С.Н., Висмонт Ф.И., Губкин С.В., 20222022Чепелев С.Н., Висмонт Ф.И., Губкин С.В.Chepelev S.N., Vismont F.I., Goubkin S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/863

Защита миокарда от ишемических и реперфузионных повреждений – важная задача современной экспериментальной и клинической медицины. Данный тип повреждений является ключевым звеном патогенеза ишемической болезни сердца и прежде всего острого инфаркта миокарда – социально-экономически значимого заболевания, являющегося одной из основных причин потери трудоспособности и смертности взрослого населения Республики Беларусь.

Целью исследования являлось выяснение кардиопротекторной эффективности посткондиционирования (Пост) с помощью L-лактата при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс в условиях системного действия в организме животных блокатора М-холинореактивных систем атропина.

В опытах на крысах установлено, что Пост с помощью L-лактата оказывает инфаркт-лимитирующий эффект при ишемии-реперфузии миокарда как у молодых, так и у старых животных, однако в условиях системного действия атропина (2 мг/кг) этот эффект частично сохраняется только у старых крыс. По-видимому, активность периферических М-холинореактивных систем имеет значение в механизмах реализации кардиопротекторных эффектов Пост с помощью L-лактата у молодых, но не у старых крыс.

Myocardial protection from ischemic and reperfusion injury is an important task of modern experimental and clinical medicine. This type of damage is a key link in the pathogenesis of the coronary heart disease and, above all, acute myocardial infarction – a socio-economically significant disease that is one of the main causes of disability and mortality of the adult population in the Republic of Belarus.

The aim of the study was to elucidate the cardioprotective efficiency of postconditioning (Post) using L-lactate during ischemia–reperfusion of myocardium in young and old rats under the conditions of systemic action in the body of animals of the blocker of M-cholinergic systems atropine.

In experiments on rats, it was found that Post using L-lactate has an infarct-limiting effect during ischemia–reperfusion of myocardium in both young and old animals, however, under the conditions of systemic action of atropine (2 mg/kg), this effect was partially preserved only in old rats. Apparently, the activity of peripheral M-cholinergic systems is important in the mechanisms of implementation of the cardioprotective effects of Post using L-lactate in young, but not in old rats.

кардиопротекцияпосткондиционированиемиокардL-лактатишемияреперфузияинфарктатропинМ-холинореактивные системывозрасткрысыcardioprotectionpostconditioningmyocardiumL-lactateischemiareperfusioninfarctionatropineM-cholinergic systemsageratsReferencesКардиопротективные эффекты ишемического кондиционирования: современные представления о механизмах, экспериментальные подтверждения, клиническая реализация / А. Е. Баутин [и др.] // Трансляц. медицина. – 2016. – Т. 3, № 1. – С. 50–62.Bautin A. E., Karpova L. I., Marichev A. O., Tashkhanov D. M., Naumenko V. S., Galagudza M. M. Cardioprotective effects of ischemic conditioning: current concepts of mechanisms, experimental evidence, clinical implementation. Translyatsionnaya meditsina [Translational medicine], 2016, vol. 3, no. 1, pp. 50–62 (in Russian).Heusch, G. Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre-, post-, and remote conditioning / G. Heusch // Circ. Res. – 2015. – Vol. 116, N 4. – P. 674–699. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.305348Heusch G. Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre, post, and remote conditioning. Circulation Research, 2015, vol. 116, no. 4, pp. 674–699. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.305348Remote ischaemic pre- and delayed postconditioning – similar degree of cardioprotection but distinct mechanisms / М. Basalay [et al.] // Exp. Physiol. – 2012. – Vol. 97, N 8. – P. 908–917. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2012.064923Basalay М., Barsukevich V., Mastitskaya S., Mrochek A., Pernow J., Sjöquist P. O., Ackland G. L., Gourine A. V.,Gourine A. Remote ischaemic pre- and delayed postconditioning – similar degree of cardioprotection but distinct mechanisms. Experimental Physiology, 2012, vol. 97, no. 8, pp. 908–917. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2012.064923Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning / Z.-Q. Zhao [et al.] // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2003. – Vol. 285, N 2. – P. H579–H588. https://doi.org/10.1152/ajpheart.01064.2002Zhao Z.-Q., Corvera J. S., Halcos M. E., Kerendi F., Wang N. P., Guyton R. A., Vinten-Johansen J. Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning. American Journal of Physiology ‒ Heart and Circulatory Physiology, 2003, vol. 285, no. 2, pp. H579–H588. https://doi.org/10.1152/ajpheart.01064.2002Эффективность дистантного ишемического посткондиционирования миокарда у крыс с индуцированным метаболическим синдромом зависит от уровня лептина / Н. В. Нарыжная [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2022. – Т. 19, № 1. – С. 38–47.Naryzhnaya N. V., Logvinov S. V., Kurbatov B. K., Mukhomedzyanov A. V., Sirotina M. A., Chepelev S. N., Vismont F. I., Maslov L. N. The efficiency of remote ischemic postconditioning of the myocardium in rats with induced metabolic syndrome depends on the leptin level. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya medytsynskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2022, vol. 19, no. 1, pp. 38–47 (in Russian).Чепелев, С. Н. О значимости монооксида азота в реализации инфаркт-лимитирующего эффекта дистантного ишемического посткондиционирования при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс / С. Н. Чепелев, Ф. И. Висмонт // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2020. – Т. 17, № 3. – С. 353–364.Chepelev S. N., Vismont F. I. Significance of nitrogen monoxide in the implementation of the infarctlimiting effect of remote ischemic postconditioning in myocardial ischemia-reperfusion in young and old rats. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya medytsynskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2020, vol. 17, no. 3, pp. 353–364 (in Russian).Nitric oxide-mediated relaxation to lactate of coronary circulation in the isolated perfused rat heart / J. J. Montoya [et al.] // J. Cardiosvasc. Pharmacol. – 2011. – Vol. 58, N 4. – P. 392–398. https://doi.org/10.1097/FJC.0b013e318226bcf7Montoya J. J., Fernández N., Monge L., Diéguez G., Villalón A. L. Nitric oxide-mediated relaxation to lactate of coronary circulation in the isolated perfused rat heart. Journal of Cardiosvascular Pharmacology, 2011, vol. 58, no. 4, pp. 392–398. https://doi.org/10.1097/FJC.0b013e318226bcf7Free radical scavenging and antioxidant effects of lactate ion: an in vitro study / С. Groussard [et al.] / J. Appl. Physiol. (1985). – 2000. – Vol. 89, N 1. – P. 169–175. https://doi.org/10.1152/jappl.2000.89.1.169Groussard C., Morel I., Chevanne M., Monnier M., Cillard J., Delamarche A. Free radical scavenging and antioxidant effects of lactate ion: an in vitro study. Journal of Applied Physiology (1985), 2000, vol. 89, no. 1, pp. 169–175. https://doi.org/10.1152/jappl.2000.89.1.169Клинические аспекты динамики лактата крови во время операции на сердце и аорте в условиях искусственного кровообращения / Н. А. Трекова [и др.] // Анестезиология и реанимация. – 2016. – Т. 61, № 5. – С. 324–329.Trekova N. A., Aksel’rod B. A., Yudichev I. I., Gus’kov D. A., Markin A. V., Popov A. M. Clinical aspects of the dynamics of blood lactate during surgery on the heart and aorta under conditions of cardiopulmonary bypass. Anesteziologiya i reanimatologiya [Anesthesia and resuscitation], 2016, vol. 61, no. 5, pp. 324–329.Чепелев, С. Н. О значимости гиперлактатемии в реализации инфаркт-лимитирующего эффекта дистантного ишемического посткондиционирования при ишемии-реперфузии миокарда в эксперименте / С. Н. Чепелев, Ф. И. Висмонт, С. В. Губкин // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2020. – Т. 64, № 3. – С. 332–340.Chepelev S. N., Vismont F. I., Goubkin S. V. On the significance of hyperlactatemia in the implementation of the infarctlimiting effect of remote ischemic postconditioning in myocardial ischemia-reperfusion in the experiment. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2020, vol. 64, no. 3, pp. 332–340 (in Russian).Brooks, G. A. The science and translation of lactate shuttle theory / G. A. Brooks // Cell Metabolism. – 2018. – Vol. 27, N 4. – P. 757–785. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.03.008Brooks G. A. The science and translation of lactate shuttle theory. Cell Metabolism, 2018, vol. 27, no. 4, pp. 757–785. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.03.008Sodium lactate accelerates M2 macrophage polarization and improves cardiac function after myocardial infarction in mice /J. Zhang [et al.]//Cardiovasc. Therapeutics. – 2021. – Vol. 2021. – Art.ID 5530541. https://doi.org/10.1155/2021/5530541Zhang J., Huang F., Chen L., Li G., Lei W., Zhao J., Liao Y., Li Y., Li C., Chen M. Sodium lactate accelerates M2 macrophage polarization and improves cardiac function after myocardial infarction in mice. Cardiovascular Therapeutics, 2021, vol. 2021, art. ID 5530541. https://doi.org/10.1155/2021/5530541Half-molar sodium lactate infusion improves cardiac performance in acute heart failure: a pilot randomised controlled clinical trial / M. Nalos [et al.] // Crit. Care. – 2014. – Vol. 18, N 2. – P. R48. https://doi.org/10.1186/cc13793Nalos M., Leverve X. M., Huang S. J., Weisbrodt L., Parkin R., Seppelt I. M., Ting I., Mclean A. S. Half-molar sodium lactate infusion improves cardiac performance in acute heart failure: a pilot randomised controlled clinical trial. Critical Care, 2014, vol. 18, no. 2, p. R48. https://doi.org/10.1186/cc13793Impact of postconditioning with lactate-enriched blood on in-hospital outcomes of patients with ST-segment elevation myocardial infarction / T. Koyama [et al.]//Int.J.Cardiol. – 2016. – Vol. 220. – P. 146–148. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2016.06.176Koyama T., Munakata M., Akima T., Kageyama T., Shibata M., Moritani K., Kanki H., Ishikawa S., Mitamura H. Impact of postconditioning with lactate-enriched blood on in-hospital outcomes of patients with ST-segment elevation myocardial infarction. International Journal of Cardiology, 2016, vol. 220, pp. 146–148. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2016.06.176Donato, M. Protecting the heart from ischemia/reperfusion injury: an update on remote ischemic preconditioning and postconditioning / M. Donato, P. Evelson, R. J. Gelpi // Curr. Opin. Cardiol. – 2017. – Vol. 32, N 6. – P. 784–790. https://doi.org/10.1097/HCO.0000000000000447Donato M., Evelson P., Gelpi R. J. Protecting the heart from ischemia/reperfusion injury: an update on remote ischemic preconditioning and postconditioning. Current Opinion in Cardiology, 2017, vol. 32, no. 6, pp. 784–790. https://doi.org/10.1097/HCO.0000000000000447Ischaemic post-conditioning protects both adult and aged Sprague-Dawley rat heart from ischaemia-reperfusion injury through the phosphatidylinositol 3-kinase-AKT and glycogen synthase kinase-3beta pathways / Z. Yin [et al.] // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. – 2009. – Vol. 36, N 8. – P. 756–763.Yin Z., Gao H., Wang H., Li L., Di C., Luan R., Tao L. Ischaemic post-conditioning protects both adult and aged Sprague-Dawley rat heart from ischaemia-reperfusion injury through the phosphatidylinositol 3-kinase-AKT and glycogen synthase kinase-3beta pathways. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology, 2009, vol. 36, no. 8, pp. 756–763.Acetylcholine as an age-dependent non-neuronal source in the heart / O. R. Rana [et al.] // Autonom. Neurosci. – 2010. – Vol. 156, N 1‒2. – P. 82‒89. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2010.04.011Rana O. R., Schauerte P., Kluttig R. Schröder J. W., Koenen R. R., Weber C., Nolte K. W., Weis J., Hoffmann R., Marx N., Saygili E. Acetylcholine as an age-dependent non-neuronal source in the heart. Autonomic Neuroscience, 2010, vol. 156, no. 1‒2, pp. 82‒89. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2010.04.011Revisiting the cardioprotective effects of acetylcholine receptor activation against myocardial ischemia/reperfusion injury / K. Intachai [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2018. – Vol. 19, N 9. – P. 2466. https://doi.org/10.3390/ijms19092466Intachai K., Chattipakorn S. C., Chattipakorn N., Shinlapawittayatorn K. Revisiting the cardioprotective effects of acetylcholine receptor activation against myocardial ischemia/reperfusion injury. International Journal of Molecular Sciences, 2018, vol. 19, no. 9, p. 2466. https://doi.org/10.3390/ijms19092466Фролькис, В. В. Нервная регуляция функции сердца при старении / В. В. Фролькис, Н. С. Верхратский, В. Г. Шевчук // Физиол. журн. СССР им. И. М. Сеченова. – 1977. – Т. 63, № 8. – С. 1134–1143.Frol’kis V. V., Verkhratskii N. S., Shevchuk V. G. Nervous regulation of heart function during aging. Fiziologicheskii zhurnal SSSR imeni I. M. Sechenova [Physiological Journal of the USSR named after I. M. Sechenov], 1977, vol. 63, no. 8, pp. 1134–1143 (in Russian).Кардиопротекторная эффективность фармакологического посткондиционирования с помощью молочной кислоты при ишемии-реперфузии миокарда у крыс с транзиторной гиперхолестеринемией / С. Н. Чепелев [и др.] // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2021. – Т. 18, № 2. – С. 135–146.Chepelev S. N., Vismont F. I., Gubkin S. V., Maslov L. N. Cardioprotective efficiency of pharmacological postconditioning using lactic acid in ischemia-reperfusion of the myocardium in rats with transitional hypercholesterolemia. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya medytsynskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Medical series, 2021, vol. 18, no. 2, pp. 135–146 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.