МЕХАНИЗМЫ ВАЗО- И КАРДИОПРОТЕКЦИИ ПРИ ГИПОКСИТЕРАПИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ И ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА

Основные положения

В статье изложено современное представление об основных звеньях функциональной системы регуляции кровообращения и их реакции на экзогенную гипоксию, а также описаны и систематизированы имеющиеся в литературе сведения о возможных молекулярных механизмах вазо- и кардиопротекции, вовлеченных в ответ на гипокситерапию у лиц с артериальной гипертензией и ишемической болезнью сердца.

Резюме

Гипоксическое кондиционирование заняло важное место в спектре немедикаментозных методов стимуляции адаптационного потенциала здорового человека и пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Существует множество подходов к применению различных способов экзогенной гипоксии, однако нет единого мнения относительно сущности саногенетических механизмов, обеспечивающих многоуровневую функциональную систему поддержания кислородного обеспечения и кровообращения. Описаны приспособительные реакции афферентного, центрального и эфферентного звеньев функциональной системы регуляции кровообращения при гипоксии у здорового человека. Представлены результаты исследований физиологических системных реакций, реализуемых путем дыхательной и вегетативной пластичности при использовании интервальной (перемежающейся) гипоксии. У больных артериальной гипертензией и ишемической болезнью сердца установлены факты хеморефлекторной индукции и модуляции вентиляции легких, вегетативного статуса, особенно симпатической активации периферических кровеносных сосудов и вагусной активации сердечной деятельности. Основные вазо- и кардиопротекторные свойства интервальной гипокситерапии базируются на нивелировании оксидативного стресса, воспаления, активации ангиогенеза, смещении секреторной активности эндотелия в сторону сосудорасширяющих, антипролиферативных и антитромботических медиаторов. Представлены доказательства роли напряжения сдвига и состояния гликокаликса, ангиопоэтина и адреномедуллина в регуляции сосудистого тонуса, а также цитопротекторные свойства цитоплазматических и митохондриальных метаболических факторов в формировании ишемической толерантности кардиомиоцитов. Вопросы взаимосвязи системных (нейрональных и гуморальных) реакций и структурно-функциональных ответов клеток-мишеней в обеспечении адаптивных/компенсаторных механизмов регуляции кровообращения при воздействии экзогенной гипоксии требуют дальнейших исследований и оценки.

1. Бойцов С.А., Самородская И.В., Никулина Н.Н., Якушин С.С., Андреев Е.М., Заратьянц О.В., Барбараш О.Л. Сравнительный анализ смертности населения от острых форм ишемической болезни сердца за пятнадцатилетний период в РФ и США и факторов, влияющих на ее формирование. Терапевтический архив. 2017; 89 (9): 53-59. doi:10.17116/terarkh201789953-59.

2. Бойцов С.А., Демкина А.Е., Ощепкова Е.В., Долгушева Ю.А. Достижения и проблемы практической кардиологии в России на современном этапе. Кардиология. 2019; 59 (3): 53-59. doi:10.18087/cardio.2019.3.10242.

3. Глущенко В.А., Ирклиенко Е.К. Сердечно-сосудистая заболеваемость - одна из важнейших проблем здравоохранения. Медицина и организация здравоохранения. 2019; 4 (1): 56-63.

4. Zhou D., Yang Y., Chen J., Zhou J., He J., Liu D., Zhang A., Yuan B., Jiang Y., Han R., Xia W., Xia Z. Role of ferroptosis in increased vulnerability to myocardial ischemia-reperfusion injury in type 1 diabetic mice and the treatment effects of N-acetylcysteine. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 2023; 385 (S3): 562. https://doi.org/10.1124/jpet.122.233180.

5. Slone S., Anthony S.R., Green L.C., Nieman M.L, Alam P., Wu X., Roy S., Aube J., Xu L., Lorenz J.N., Owens A.Ph., Kanisicak O., Trante M.. HuR inhibition reduces post-ischemic cardiac remodeling by dampening acute inflammatory gene expression and the innate immune response. bioRxiv. 2023. 023.01.17.524420. doi: 10.1101/2023.01.17.524420.

6. Оганов Р.Г., Симаненков В.И., Бакулин И.Г., Бакулина Н.В., Барбараш О.Л., Бойцов С.А., Болдуева С.А., Гарганеева Н.П., Дощицин В.Л., Каратеев А.Е., Котовская Ю.В., Лила А.М., Лукьянов М.М., Морозова Т.Е., Переверзев А.П., Петрова М.М., Поздняков Ю.М., Сыров А.В., Тарасов А.В., Ткачева О.Н., Шальнова С.А. Коморбидная патология в клинической практике. Алгоритмы диагностики и лечения. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2019; 18 (1): 5-66. doi:10.15829/1728-8800-2019-1-5-66.

7. German C.A., Baum S.J., Ferdinand K.C., Gulati M., Polonsky T.S., Toth P.P., Shapiro M.D. Defining preventive cardiology: A clinical practice statement from the American Society for Preventive Cardiology. Am J Prev Cardiol. 2022; 12:100432. doi: 10.1016/j.ajpc.2022.100432.

8. Gasecka A., Zimodro J.M., Appelman Y. Sex differences in antiplatelet therapy: state-of-the art. Platelets. 2023; 34 (1): 2176173. doi: 10.1080/09537104.2023.2176173.

9. Сумин А.Н., Медведева Ю.Д., Щеглова А.В., Барбараш Л.С. Предикторы неблагоприятных исходов у пациентов с облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2020; 13 (1): 41‑47. doi:10.17116/kardio20201301141.

10. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Паниева Н.Ю. Качество жизни у гипертензивных больных гипотиреозом на фоне разных режимов терапии. Вестник гигиены и эпидемиологии. 2020; 24 (2): 185-188.

11. Аронов Д.М., Бубнова М.Г., Драпкина О.М. Немедикаментозная терапия больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями в программах кардиореабилитации. Профилактическая медицина. 2020; 23 (6): 57‑64. doi:10.17116/profmed20202306257.

12. Бойцов С.А., Погосова Н.В., Бубнова М.Г., Драпкина О.М., Гаврилова Н.Е., Еганян Р.А., Калинина А.М., Карамнова Н.С., Кобалава Ж.Д., Концевая А.В., Кухарчук В.В., Лукьянов М.М., Масленникова Г.Я., Марцевич С.Ю., Метельская В.А., Мешков А.Н., Оганов Р.Г., Попович М.В., Соколова О.Ю., Сухарева О.Ю., Ткачева О.Н., Шальнова С.А., Шестакова М.В., Юферева Ю.М., Явелов И.С. Национальные рекомендации «Кардиоваскулярная профилактика 2017». Методические рекомендации. Российский кардиологический журнал. 2018; 23 (6). 7-122. doi: 10.15829/1560-4071-2018-6-7-122.

13. Avtaar S.S.S., Nappi F. Pathophysiology and Outcomes of Endothelium Function in Coronary Microvascular Diseases: A Systematic Review of Randomized Controlled Trials and Multicenter Study. Biomedicines. 2022; 10 (12): 3010. doi: 10.3390/biomedicines10123010.

14. Глазачев О.С., Крыжановская С.Ю. Адаптационная медицина: стратегия психофизиологического приспособления человека к критически измененной окружающей среде. Вестник международной академии наук (русская секция). 2019; 1: 48-55.

15. Панкова Н.Б. Механизмы срочной и долговременной адаптации. Патогенез. 2020; 18 (3): 77-86. doi: 10.25557/2310-0435.2020.03.77-86.

16. Приходько В.А., Селизарова Н.О., Оковитый С.В. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть I. Архив патологии. 2021; 83 (2): 52‑61. doi:10.17116/patol20218302152.

17. Саютина Е.В., Осадчук М.А., Романов Б.К., Туаева Е.М., Буторова Л.И., Дибирова Г.О., Киреева Н.В., Корженков Н.П. Кардиореабилитация и вторичная профилактика после перенесенного острого инфаркта миокарда: современный взгляд на проблему. Российский медицинский журнал. 2021; 27 (6): 571–587. doi:10.17816/0869-2106-2021-27-6 571-587.

18. Игнатенко Г.А., Дубовая А.В., Науменко Ю.В. Возможности применения нормобарической гипокситерапии в терапевтической и педиатрической практиках. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022; 67 (6): 46-53. doi: 10.21508/1027-4065-2022-67-6-46-53.

19. Игнатенко Г.А., Денисова Е.М., Сергиенко Н.В. Гипокситерапия как перспективный метод повышения эффективности комплексного лечения коморбидной патологии. Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2021; 6 (4): 73-80.

20. Penna C., Andreadou I., Aragno M., Beauloye C., Bertrand L., Lazou A., Falcão-Pires I., Bell R., Zuurbier C.J., Pagliaro P., Hausenloy D.J. Effect of hyperglycaemia and diabetes on acute myocardial ischaemia-reperfusion injury and cardioprotection by ischaemic conditioning protocols. Br J Pharmacol. 2020; 177 (23): 5312-5335. doi: 10.1111/bph.14993.

21. Цыганова Т.Н., Кульчицкая Д.Б. Эффективность интервальной гипоксической тренировки в акушерстве и гинекологии (краткий обзор литературы). Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2017: 4. Публикация 7-3. Режим доступа: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2017-4/7-3.pdf (дата обращения: 16.05.2023). doi:10.12737/article_5a16df3aea1bf5.78205373.

22. Iturriaga R., Alcayaga J., Chapleau M.W., Somers V.K. Carotid body chemoreceptors: physiology, pathology, and implications for health and disease. Physiol Rev. 2021; 101 (3): 1177-1235. doi: 10.1152/physrev.00039.2019.

23. Prabhakar N.R., Peng Y.J., Nanduri J. Adaptive cardiorespiratory changes to chronic continuous and intermittent hypoxia. Handb Clin Neurol. 2022; 188: 103-123. doi: 10.1016/B978-0-323-91534-2.00009-6.

24. Лесова Е.М., Самойлов В.О., Филиппова Е.Б., Савокина О.В. Индивидуальные различия показателей гемодинамики при сочетании гипоксической и ортостатической нагрузок. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2015; 1 (49): 157-163.

25. Dzhalilova D., Makarova O. Differences in Tolerance to Hypoxia: Physiological, Biochemical, and Molecular-Biological Characteristics. Biomedicines. 2020; 8 (10): 428. doi:10.3390/biomedicines8100428.

26. Sanotskaya N.V., Matsievskii D.D., Lebedeva M.A. Changes in Hemodynamics and Respiration in Rats with Different Resistance to Acute Hypoxia. Bull. Exp. Biol. Med. 2004; 138: 18-22. doi: 10.1007/BF0269446.

27. Burda R., Burda J., Morochovič R. Ischemic Tolerance-A Way to Reduce the Extent of Ischemia-Reperfusion Damage. Cells. 2023; 12 (6): 884. doi: 10.3390/cells12060884.

28. Fisher J.P., Roche J., Turner R., Walzl A., Roveri G., Gatterer H., Siebenmann C. Hypobaric hypoxia and cardiac baroreflex sensitivity in young women. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2022; 323 (5): H1048-H1054. doi: 10.1152/ajpheart.00452.2022.

29. Puri Sh., Panza G., Mateika J.H. A comprehensive review of respiratory, autonomic and cardiovascular responses to intermittent hypoxia in humans. Exp Neurol. 2021; 341: 113709. doi:10.1016/j.expneurol.2021.113709.

30. Chacaroun S., Borowik A., Morrison S.A., Baillieul S., Flore P., Doutreleau S.,Verges S. Physiological responses to two hypoxic conditioning strategies inhealthy subjects. Front Physiol. 2017; 7: 675. doi: 10.3389/fphys.2016.00675.

31. Ott E.P., Baker S.E., Holbein W.W., Shoemaker J.K., Limberg J.K. Effect of varying chemoreflex stress on sympathetic neural recruitment strategies during apnea. J Neurophysiol. 2019; 122 (4): 1386-1396. doi: 10.1152/jn.00319.2019.

32. Luo Z., Tian M., Yang G., Tan Q., Chen Y., Li G., Zhang Q., Li Y., Li Y., Wan P., Wu J. Hypoxia signaling in human health and diseases: implications and prospects for therapeutics. Signal Transduct Target Ther. 2022; 7: 218. doi: 10.1038/s41392-022-01080-1.

33. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Зубрицкий К.С., Паламарчук Ю.С., Белевцова Э.Л. Влияние разных режимов терапии на проявления аритмического синдрома у больных сахарным диабетом 2-го типа. Медико-социальные проблемы семьи. 2021; 26 (4): 49-56.

34. Sprick J.D., Mallet R.T., Przyklenk K., Caroline A. Rickards. Ischaemic and hypoxic conditioning: potential for protection of vital organs. Exp Physiol. 2019; 104 (3): 278-294. doi: 10.1113/EP087122.

35. Panza G.S., Puri S., Lin H.S., Badr M.S., Mateika J.H. Daily Exposure to Mild Intermittent Hypoxia Reduces Blood Pressure in Male Patients with Obstructive Sleep Apnea and Hypertension. Am J Respir Crit Care Med. 2022; 205 (8): 949-958. doi: 10.1164/rccm.202108-1808OC.

36. Serebrovskaya T.V., Xi L. Intermittent hypoxia training as non-pharmacologic therapy for cardiovascular diseases: Practical analysis on methods and equipment. Exp Biol Med (Maywood). 2016; 241: 1708-1723. doi: 10.1177/1535370216657614.

37. Игнатенко Г.А., Мухин И.В., Туманова С.В. Антигипертензивная эффективность интервальной нормобарической гипокситерапии у больных хроническим гломерулонефритом и стенокардией. Нефрология. 2007; 11 (3): 64-69. doi: 10.24884/1561-6274-2007-11-3-64-69.

38. Бондаренко Н.Н., Хомутов Е.В., Ряполова Т.Л., Кишеня М.С., Игнатенко Т.С., Толстой В.А., Евтушенко И.С., Туманова С.В. Молекулярно-клеточные механизмы ответа организма на гипоксию. Ульяновский медико-биологический журнал. 2023; 2: 6-29. doi: 10.34014/2227-1848-2023-2-6-29.

39. Li Y., Gao Y., Li G. Preclinical multi-target strategies for myocardial ischemia-reperfusion injury. Front Cardiovasc Med. 2022; 9: 967115. doi: 10.3389/fcvm.2022.967115.

40. Muangritdech N., Hamlin M.J., Sawanyawisuth K., Prajumwongs P., Saengjan W., Wonnabussapawich P., Manimmanakorn N., Manimmanakorn A. Hypoxic training improves blood pressure, nitric oxide and hypoxia-inducible factor-1 alpha in hypertensive patients. Eur J Appl Physiol. 2020; 120 (8): 1815-1826. doi: 10.1007/s00421-020-04410-9.

41. Nemecz M., Alexandru N., Tanko G., Georgescu A. Role of MicroRNA in Endothelial Dysfunction and Hypertension. Curr Hypertens Rep. 2016; 18 (12): 87. doi: 10.1007/s11906-016-0696-8.

42. Cosgun Z.C., Fels B., Kusche-Vihrog K. Nanomechanics of the Endothelial Glycocalyx: From Structure to Function. Am J Pathol. 2020; 190 (4): 732-741. doi: 10.1016/j.ajpath.2019.07.021.

43. Hellenthal K.E.M., Brabenec L., Wagner N-M. Regulation and Dysregulation of Endothelial Permeability during Systemic Inflammation. Cells. 2022; 11 (12): 1935. doi: 10.3390/cells11121935.

44. Алиева А.М., Теплова Н.В., Воронкова К.В., Пинчук Т.В., Валиев Р.К., Шнахова Л.М., Рахаев А.М., Никитин И.Г. Адреномедуллин – биологический маркер сердечной недостаточности: обзор современной литературы. CardioСоматика. 2022; 13 (1): 64-69. doi: 10.17816/22217185.2022.1.201472.

45. Chettimada S., Gupte R., Rawat D., Gebb S.A., McMurtry I.F., Gupte S.A. Hypoxia-induced glucose-6-phosphate dehydrogenase overexpression and -activation in pulmonary artery smooth muscle cells: implication in pulmonary hypertension. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2015; 308 (3): L287-300. doi: 10.1152/ajplung.00229.2014.

46. Park N., Marquez J., Garcia M.V.F., Shimizu I., Lee S.R., Kim H.K., Han J. Phosphorylation in Novel Mitochondrial Creatine Kinase Tyrosine Residues Render Cardioprotection against Hypoxia/Reoxygenation Injury. J Lipid Atheroscler. 2021; 10 (2): 223-239. doi: 10.12997/jla.2021.10.2.223.

47. Luo T., Liu H., Chen B., Liu H., Abdel-Latif A., Kitakaze M., Wang X., Wu Y., Chou D., Kim J.K. A novel role of claudin-5 in prevention of mitochondrial fission against ischemic/hypoxic stress in cardiomyocytes. Can J Cardiol. 2021; 37(10): 1593-1606. doi: 10.1016/j.cjca.2021.03.021.

48. Lieder H.R., Braczko F., Gedik N., Stroetges M., Heusch G., Kleinbongard P. Cardioprotection by post-conditioning with exogenous triiodothyronine in isolated perfused rat hearts and isolated adult rat cardiomyocytes. Basic Res Cardiol. 2021; 116 (1): 27. doi: 10.1007/s00395-021-00868-6.

49. Predmore B.L., Lefer D.J. Hydrogen sulfide-mediated myocardial pre- and post-conditioning. Expert Rev Clin Pharmacol. 2011; 4 (1): 83-96. doi: 10.1586/ecp.10.56.

50. Shao J., Miao C., Geng Z., Gu M., Wu Y., Li Q. Effect of eNOS on Ischemic Postconditioning-Induced Autophagy against Ischemia/Reperfusion Injury in Mice. Biomed Res Int. 2019; 2019: 5201014. doi: 10.1155/2019/5201014.