Название тезиса:
«Структурно-функциональные изменения митохондрий у больных с хронической сердечной недостаточностью»

Авторы:
Кужелева Е.А., ТОМСКИЙ НИМЦ
Тукиш О.В., ТОМСКИЙ НИМЦ
Витт К.Н., ТОМСКИЙ НИМЦ
Андреев С.Л., ТОМСКИЙ НИМЦ
Муслимова Э.Ф., ТОМСКИЙ НИМЦ
Корепанов В.А., ТОМСКИЙ НИМЦ
Гарганеева А.А., ТОМСКИЙ НИМЦ

Категория:
Доклад

Содержание тезиса:

Введение. Нарушение энергетического метаболизма миокарда является одним из патогенетических звеньев хронической сердечной недостаточности (ХСН). Как известно, процессы сокращения и расслабления кардиомиоцитов являются энергетически зависимыми, следовательно, зависят от АТФ-синтезирующей функции митохондрий (Мтх). Согласно литературным данным при ХСН происходит изменение структуры и функции Мтх в виде накопления в кардиомиоцитах большого количества мелких энергетически неэффективных Мтх. Показано, что ХСН оказывает негативное воздействие на митохондрии всех клеток организма ввиду системности заболевания. Исследование дыхательной функции Мтх лейкоцитов периферической крови является доступным методом оценки функций данных органелл, в том числе у пациентов с ХСН.

Цель исследования. Сравнить характеристики дыхательной функции Мтх лейкоцитов периферической крови у пациентов с ХСН с фракцией выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ) ≥ 50% и < 50%.

Материал и методы. В исследование включено 36 пациентов с ХСН и ФВ ЛЖ ≥ 50%  (группа 1) и 8 пациентов с ХСН и ФВ ЛЖ < 50% (группа 2). У всех пациентов диагностирована ишемическая болезнь сердца, как одна из причин развития сердечной недостаточности. Осуществляли исследование дыхательных характеристик митохондрий лейкоцитов периферической крови с добавлением смеси пирувата и малата в качестве субстрата окисления. Скорость потребления кислорода (нМоль О2/мин/мг белка Мтх) рассчитывали в двух метаболических состояниях - V3 (присутствие в среде инкубации достаточного количества кислорода, субстратов окисления и фосфорилирования) и V4 (по исчерпании субстрата фосфорилирования (АДФ)). Коэффициент сопряженности окисления и фосфорилирования, как показатель эффективности работы митохондрий, - дыхательный контроль (ДК) – рассчитывали как соотношение V3/V4. Статистический анализ проводили в программе Statistica 13. Сравнение независимых групп данных проводили непараметрическим U критерием Манна-Уитни. Разницу считали статистически значимой при р<0.05.

Результаты. Основные исследуемые показатели дыхательной функции Мтх статистически значимо не различались по группам. Так, скорость потребления кислорода в метаболическом состоянии V3 составила 130,63 (93,69;200,64) нМоль О2/мин/мг белка Мтх для пациентов в группе 1 и 111,77 (74,21;223,93) – для пациентов в группе 2 (р=0,73). Скорость потребления кислорода при истощении запасов АДФ, отражающая процесс потребления кислорода, не направленный на синтез АТФ, в том числе образование активных форм кислорода, также значимо не различалась и составила 48,81 (37,13;67,19) и 51,32 (39,26;89,96) нМоль О2/мин/мг белка Мтх (р=0,85). Величина дыхательного контроля была сопоставима в исследуемых группах (2.44 (2.00; 3.20) и 2.18 (1.88; 2.46) (р = 0,21)). Учитывая, что по литературным данным  оптимальным является значение ДК равное 3-5, в обеих группах пациентов с ХСН, коэффициент сопряженности окисления и фосфорилирования был снижен, причем, в большей степени у больных с нарушением сократительной функции сердца (ФВ <50%), что отражает нарушение процессов образования энергии в клетках у таких больных. Указанные изменения могут свидетельствовать о недостаточном образовании АТФ в клетках, необходимом для реализации энергетически зависимых процессов, включая активное сокращение и расслабление. 

Исходя из формулы расчета ДК (V3/V4), важным значением для эффективной работы митохондрий обладает именно степень снижения скорости поглощения кислорода Мтх при истощении запасов АДФ. В этих условиях расход кислорода помимо обеспечения метаболических процессов, в том числе направлен на образование активных форм кислорода. В связи с чем, мы провели расчет динамики снижения скорости потребления кислорода митохондриями по формуле ΔV=((V4-V3)/V4)*100%, которая составила  -224,7(-308,6;-144,4) и -145,9(-196,2;-117,8) для первой и второй групп, при этом, статистическая значимость различий достигла уровня тенденции р=0,1. Таким образом, прослеживается тенденция к меньшему снижению скорости потребления кислорода в условиях дефицита АДФ у пациентов со сниженной и умеренно сниженной ФВ ЛЖ, по сравнению с пациентами с ХСН с сохраненной ФВ ЛЖ, что свидетельствует о более выраженном нарушении митохондриальной функции у таких больных. В последующем в рамках настоящего исследования планируется увеличить число наблюдений в группе с ФВ ЛЖ < 50%  и сравнить полученные результаты с данными электронной микроскопии кардиомиоцитов с оценкой структурных особенностей митохондрий.

Вывод. Степень сопряженности окисления и фосфорилирования в митохондриях лейкоцитов периферической крови, отражающая эффективность работы митохондрий, снижена у пациентов с ХСН, не зависимо от величины ФВ ЛЖ. В группе пациентов с ХСН и ФВ ЛЖ < 50%  степень снижения скорости окислительного фосфорилирования при истощении энергетического субстрата ниже, чем у больных с ФВ ЛЖ ≥ 50% (на уровне статистической тенденции), что может свидетельствовать о более выраженных нарушениях митохондриальной функции у таких больных. Необходимы дальнейшие исследования в этой области.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-75-00009, https://rscf.ru/project/23-75-00009/