ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2014, том 40, № 1, с. 122-128
= МЕТОДИКА :
УДК 612.821
К ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭХОКАРДИОГРАФИИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭТАПОВ ФОРМИРОВАНИЯ АЛКОГОЛЬНОЙ
КАРДИОМИОПАТИИ
© 2014 г. С. А. Крыжановский, Л. Г. Колик, И. Б. Цорин, Е. О. Ионова, В. Н. Столярук, М. Б. Вититнова, А. В. Надорова, С. Б. Середенин
ФБГУ "НИИфармакологии им. В.В. Закусова" РАМН, Москва Поступила в редакцию 03.04.2013 г.
Хроническое злоупотребление алкоголем приводит не только к значительной психической и социальной деградации человека, но и способствует формированию алкогольной кардиомиопатии, которая является одной из ведущих причин, обусловливающих высокую летальность лиц, страдающих алкоголизмом. Вместе с тем, в клинике до настоящего времени не существует единого общепринятого подхода к профилактике и лечению алкогольной кардиомиопатии. Это во многом связано с тем, что в экспериментальной фармакологии отсутствуют адекватные модели, позволяющие объективно в реальном масштабе времени оценить этапы формирования алкогольной кардио-миопатии и тем самым создать базу для поиска и изучения механизмов действия лекарственных средств для лечения этого достаточно тяжелого заболевания. Одним из возможных подходов к решению данной проблемы является изучение возможности использования эхокардиографии в исследованиях на крысах, подвергнутых длительной принудительной алкоголизации. Показано, что эхокардиографически значимые изменения внутрисердечной гемодинамики, соответствующие таковым, известным из клиники, начинают формироваться с 20 недели систематического потребления крысами алкоголя. На этом временном отрезке у алкоголизированных крыс по сравнению с контролем происходит снижение инотропной функции сердца — фракция укорочения (ФУ) составляет соответственно 41.9% (40.3-42.2) и 51.3% (48.8-59.1), а фракция выброса (ФВ) - 78.8 (77.479.2) и 87.5% (84.6-92.4) соответственно, р « 0.0215. Начиная с 24 недели систематического потребления алкоголя, у крыс развивается дилатационная сердечная недостаточность, о чем свидетельствует не только динамическое снижение ФУ и ФВ, но и дилатация полостей сердца - так, например, конечно-систолический размер левого желудочка сердца у животных, потреблявших алкоголь, по сравнению с контролем увеличивается более чем в 2 раза (соответственно 4.31 мм (3.80-4.41) и 2.0 мм (1.85-2.36); р « 0.0008, а конечно-диастолический размер соответственно составляет 5.95 мм (5.13-6.37) и 4.52 мм (3.85-4.90);р « 0.0171. Таким образом, к концу 24 недели хронической алкоголизации у крыс формируется эхокардиографическая картина, характерная для алкогольной дилата-ционной кардиомиопатии.
Ключевые слова: крыса, длительная принудительная алкоголизация, экспериментальная модель, алкогольная кардиомиопатия, эхокардиография.
Б01: 10.7868/8013116461401010Х
Одной из причин высокой летальности при злоупотреблении алкоголем является формирование алкогольной кардиомиопатии, выявляемой на начальных стадиях в среднем у 30% лиц, а у больных Ш-1У стадии - у 90-95% [1, 2]. Не менее важно, что алкогольная кардиомиопатия приводит не только к развитию дилатационной сердечной недостаточности, но и в 35% случаев является причиной внезапной сердечной смерти [3, 4]. Острота проблемы определяет целесообразность разработки трансляционных моделей, позволяющих адекватно воспроизводить алкогольную кардиомиопатию и вести поиск фармаколо-
гических средств профилактики и лечения этой патологии.
Одно из требований к экспериментальным моделям состоит в возможности определения изменений функциональной активности сердца не только на фиксированном этапе, они также должны давать динамическую оценку формирования алкогольной кардиомиопатии. Есть все основания полагать, что в этом плане наиболее перспективными являются неинвазивные методы исследования.
Целью настоящего исследования явилось изучение возможности динамической оценки этапов
формирования алкогольной кардиомиопатии у крыс с помощью эхокардиографии.
МЕТОДИКА
Эксперименты проводили на беспородных крысах-самцах с начальной массой 180—200 г. Животных содержали в индивидуальных клетках в виварии в соответствии с приказом МЗ РФ № 267 от 09.06.2003 "Об учреждении правил лабораторной практики" с предоставлением брикетированного корма ad libitum при регулируемом 12/12 световом режиме. На 1-м этапе исследования животных рандомизировали на две группы: 1-я (n = 10) — контрольная, получающая обычный рацион питания; 2-я (n = 44) — принудительная алкоголизация 10% водным раствором этанола в течение 13 недель. На 2-м этапе исследования: по окончании 13 недели алкоголизации, т.е. к моменту формирования у крыс алкогольной зависимости, определяемой по уровню потребляемого алкоголя при его свободном выборе и алкоголь-депривационному эффекту, из 2-й группы отбирали животных с высоким предпочтением алкоголя (n = 10) и рандомизировали их на две подгруппы по 5 крыс в каждой, и в дальнейшем при помощи эхокардиографии проводили динамическую оценку этапов формирования алкогольной кардиомиопатии. Все отобранные животные активно потребляли физиологически значимое количество 10% раствора этанола. В пересчете на чистый этанол среднее потребление алкоголя в течение всего эксперимента варьировало в пределах 5.0—6.5 г/кг. На протяжении всего исследования еженедельно регистрировали изменения массы тела животных и количество потребляемого этанола (г/кг). Динамика изменения массы тела животных на протяжении всего эксперимента (24 недели) практически не различалась в контрольной и в основной группах.
Для эхокардиографических исследований наркотизированных животных (хлоралгидрат, 300 мг/кг) фиксировали в положении на спине. Измерения производили в условиях закрытой грудной клетки и спонтанного дыхания в одномерном М- и двухмерном ^-модальных режимах при положении датчика эхокардиографа в парастернальной позиции по длинной оси сердца. В М-модальном режиме оценивали конечно-систолический и ко-нечно-диастолический размеры левого желудочка сердца, затем по методу Teichholz рассчитывали показатели насосной функции сердца: фракцию выброса, фракцию укорочения, конечно-систолический объем, конечно-диасто-лический объем левого желудочка, а также ударный объем сердца. Оценку эхокардиографических показателей проводили, как минимум, по пяти последовательным сердечным циклам. Все измерения выполняли в соответствии с Рекомен-
дациями Американского общества и Европейской ассоциации по эхокардиографии [5]. В работе использовали цифровой ультразвуковой эхокардио-граф DP-6600 с электронным микроконвексным датчиком 65С15ЕА (6.5/8.0 мГц).
При статистической обработке полученных данных нормальность распределения выборок определяли с помощью критерия Шапиро—Уил-ка. Так как определенная часть выборок имела значительные отклонения от нормального распределения, для определения статистической значимости изменений использовали непараметрический аналог дисперсионного анализа по Краскелу-Уоллису с дальнейшей обработкой методом множественных сравнений по Данну. Критерии двухсторонние при критическом уровне значимости р = 0.05. Данные в таблице представлены в виде медиан и нижних и верхних квартилей, а в тексте - только в виде медиан.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При оценке состояния внутрисердечной гемодинамики у крыс контрольной группы величины показателей, характеризующих состояние насосной функции сердца — конечно-систолический размер (КСР), конечно-диастолический размер (КДР), конечно-систолический объем (КСО), конечно-диастолический объем (КДО), фракция выброса (ФВ), фракция укорочения (ФУ), — соответствовали данным литературы. Так, например, регистрируемая величина ФВ колебалась в пределах 84.6—92.4% и в среднем составила 87.5%, (по литературным данным ФВ в среднем составляет 80—90%); ФУ — от 47.8 до 59.1%, среднее значение 51.3%, (по литературным данным — от 45 до 62%) [6, 7].
Полученные результаты свидетельствуют о том, что алкоголь-обусловленное ремоделирова-ние сердца, т.е. формирование гемодинамически значимой алкогольной кардиомиопатии, начинается с 20 недели от начала систематического потребления алкоголя, о чем свидетельствует статистически значимое снижение инотропной функции сердца (таблица, рис. 1). Так, если у контрольных животных ФВ и ФУ составляли 87.5 и 51.3%, то у алкоголизированных животных они снижались до 78.8 и 41.9% (р ~ 0.0215) соответственно. Следует отметить, что у крыс, подвергнутых 20-недельной алкоголизации, по сравнению с контрольными животными, также наблюдалась тенденция к увеличению КСР и КСО, однако эти изменения были статистически незначимыми. Величины конечно-диастолического размера и объема левого желудочка сердца в вышеуказанных условиях практически не отличались от таковых, зарегистрированных у животных контрольной группы (таблица, рис. 1, 2, А, Б).
Динамика изменения показателей внутрисердечной гемодинамики у крыс в процессе систематического потребления алкоголя
Показатель Контроль, N=11 Период алкоголизации Показатель Краскела-Уоллиса, Н
20 недель N = 5 24 недели N = 5
Конечно-систоличе- 2.00 2.62 4.31 14.127
ский размер, мм 1.85-2.36 2.54-2.85 3.80-4.41 р = 0.0009
рк « 0.1613 рк « 0.0008
Конечно-диастоли- 4.52 4.54 5.95 7.986
ческий размер, мм 3.85-4.90 4.08-4.93 5.13-6.37 р = 0.0184
рк « 1.0000 рк « 0.0171
Конечно-систоличе- 21.54 47.29 197.97 14.127
ский объем, мм3 17.15-34.91 43.22-60.35 138.16-211.32 р = 0.0009
рк « 0.1613 рк « 0.0008
Конечно-диастоли- 226.65 229.52 492.33 7.986
ческий объем, мм3 143.44-284.96 169.31-289.93 324.42-595.76 р = 0.0184
рк « 1.0000 рк « 0.0171
Фракция укороче- 51.3 41.9 30.8 15.584
ния, % 47.8-59.1 40.3-42.2 27.6-32.2 р = 0.0004
рк « 0.0215 рк « 0.0010
Фракция выброса, % 87.5 78.8 64.5 15.584
84.6-92.4 77.4-79.2 59.8-66.5 р = 0.0004
рк « 0.0215 рк « 0.0010
Примечание. Представлены медианы показателей и нижний и верхний квартили. Рк - по отношению к контролю.
Однако наиболее выраженные изменения внутрисердечной гемодинамики были зарегистрированы к концу 24 недели приема алкоголя: ФВ и ФУ по сравнению с контрольной группой сни
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.