Корепанов Вячеслав Андреевич - аспирант, младший научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики Научно-исследовательского института кардиологии.
ул. Киевская, 111а, Томск, 634012
Vyacheslav A. Korepanov - Post-graduate student, Junior Researcher at the Laboratory of Molecular Cell Pathology and Genetic Diagnostics, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences.
111a, Kievskaya St., Tomsk, 634012, 634012
Реброва Татьяна Юрьевна - кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики Научно-исследовательского института кардиологии.
ул. Киевская, 111а, Томск, 634012
Tatiana Yu. Rebrova - PhD, Researcher at the Laboratory of Molecular Cell Pathology and Genetic Diagnostics, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences.
111a, Kievskaya St., Tomsk, 634012, 634012
Горбунов Александр Сергеевич - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной кардиологии Научно-исследовательского института кардиологии.
ул. Киевская, 111а, Томск, 634012
Alexander S. Gorbunov - PhD, Senior Researcher at the Laboratory of Experimental Cardiology, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences.
111a, Kievskaya St., Tomsk, 634012
Афанасьев Сергей Александрович - доктор медицинских наук, профессор руководитель лаборатории молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики Научно-исследовательского института кардиологии.
ул. Киевская, 111а, Томск, 634012
Sergey A. Afanasiev - PhD, Professor, Head of the Laboratory of Molecular Cell Pathology and Genetic Diagnostics, Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences.
111a, Kievskaya St., Tomsk, 634012
Основные положения. Хроническая сердечная недостаточность у лиц старших возрастных групп является актуальной медико-социальной проблемой. Митохондриальная дисфункция выступает ключевым звеном патогенеза хронической сердечной недостаточности. В эксперименте показано снижение дыхательной функции митохондрий у старых животных. Развитие сердечной недостаточности сопровождалось дальнейшим уменьшением дыхательного контроля в этой группе. Увеличение микровязкости мембран митохондрий старых животных может влиять на активность ферментов дыхательной цепи при сердечной недостаточности.
Цель. Изучить активность дыхания и микровязкость мембран митохондрий кардиомиоцитов крыс разных возрастов на фоне развития сердечной недостаточности.
Материалы и методы. Исследование выполнено на 2- и 15-месячных самцах крыс линии Wistar. Животные разделены на четыре группы: две группы интактных особей обоих возрастов (n = 12) и две группы крыс с изадриновой моделью хронической сердечной недостаточности (ХСН) (n = 10). ХСН моделировали двукратным подкожным введением изопротеренола гидрохлорида (изадрина) (170 мг/кг) с интервалом между введениями 24 ч. Дыхательную активность митохондрий оценивали по коэффициенту дыхательного контроля. Микровязкостные характеристики мембран митохондрий оценивали по коэффициенту эксимеризации флуоресцентного зонда пирен в зонах белок-липидных и липид-липидных контактов. Сравнительный статистический анализ независимых групп проводили с применением непараметрического критерия Манна – Уитни.
Результаты. Продемонстрировано снижение дыхательного контроля митохондрий старых интактных животных в сравнении с молодыми особями. На фоне ХСН межвозратная разница усиливалась, при этом у молодых крыс развитие ХСН не сопровождалось значимым изменением показателей дыхательного контроля митохондрий. Выявлено возраст-зависимое снижение микровязкости мембран митохондрий в области белок-липидных и липид-липидных взаимодействий. У молодых крыс развитие ХСН охарактеризовано значимым увеличением микровязкости в области белок-липидных и липид-липидных взаимодействий. У старых крыс развитие патологии отмечено значимым снижением микровязкости в области белок-липидных контактов.
Заключение. Выявлены разнонаправленные возрастные изменения митохондрий кардиомиоцитов крыс при развитии сердечной недостаточности. Показано, что у молодых крыс митохондрии сохраняют функциональную активность на фоне ХСН в сравнении с таковыми у старых особей.
Highlights. Heart failure in older age groups is an urgent medical and social issue. Mitochondrial dysfunction is a key link in the pathogenesis of heart failure. In this study we have demonstrated a decrease in mitochondrial respiratory function in old rats. In this age group, the development of heart failure is accompanied by a further decrease in respiratory control. An increase in the mitochondrial microviscosity in older animals may affect the activity of respiratory chain enzymes in heart failure.
Aim. To study the respiratory activity and mitochondrial membrane microviscosity of cardiomyocyte of rats of different ages with heart failure.
Methods. The study involved 22 2- and 15-month-old male Wistar rats. The animals were divided into 4 groups: 2 groups of intact animals of both ages (n = 12) and 2 groups of rats with isadrine model of heart failure (HF) (n = 10). HF was modeled by two subcutaneous injections of isoproterenol hydrochloride (170 mg/kg) at interval of 24 hours. Mitochondrial respiratory activity was assessed using respiratory control coefficient. The microviscosity of mitochondrial membranes was evaluated by eximerization coefficients of pyrene-based fluorescent probe in areas of protein-lipid and lipid-lipid contact. Comparative statistical analysis of independent groups was performed using the nonparametric Mann-Whitney test.
Results. A decrease in mitochondrial respiratory control in older rats was shown in comparison with young animals. In the HF model, inter-age difference increases, but at the same time, in younger rats, the development of HF is not accompanied by significant changes in mitochondrial respiratory control. An age dependent decrease in the microviscosity of mitochondrial membranes in the area of protein-lipid and lipid-lipid interaction was revealed. In younger rats, the development of HF is characterized by a significant increase in microviscosity in the area of protein-lipid and lipid-lipid contact. In older rats, the development of the pathology is characterized by a significant decrease in microviscosity in the area of protein-lipid interaction.
Conclusion. Multidirectional age-related changes in cardiomyocyte mitochondria of rats with heart failure were revealed. It was shown that mitochondria in younger rats retain their functional activity in the HF model unlike older rats.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.