ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ОЦІНКА КАРДІОПРОТЕКТОРНОГО ПОТЕНЦІАЛУ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДНЮ

Н. В. Зигрій; О. О. Шевчук

doi:10.11603/mcch.2410-681X.2025.i2.15523

Автор(и)

Н. В. Зигрій ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
О. О. Шевчук ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2025.i2.15523

Ключові слова:

молекулярний водень; доксорубіцин; кардіотоксичність; біомаркери, структурні зміни; планіметрія серця.

Анотація

Вступ. Пошук ефективних середників пом’якшення побічної дії протипухлинних препаратів є вкрай актуальним, зважаючи на зростаючу кількість пацієнтів з онкологічними захворюваннями. Антрациклінові антибіотики – одні з найбільш ефективних лікарських засобів, однак відомі своєю кардіотоксичністю. Мета дослідження – дослідити кардіопротекторний потенціал молекулярного водню на моделі субхронічної токсичності доксорубіцину (DOX). Методи дослідження. Дослідження проводили на нелійних щурах, яких розділили на чотири групи: контроль, тварини другої та третьої груп, які отримували DOX (5 мг/кг один раз на тиждень, кумулятивна доза 20 мг/кг), а тварини третьої та четвертої групи – вживали ad libitum збагачену молекулярним воднем воду. Досліджували показники летальності, структурні зміни серця та сироватку крові, у якій визначали вміст лактатдегідрогенази (ЛДГ), креатинфосфокінази-МВ фракції (КФК-МВ) та кардіальний тропонін-І (cTnI). Результати й обговорення. Доксорубіцин спричинив порушення геометрії серця зі збільшенням та розтягненням стінок лівого шлуночка на 43,7 % (р<0,001), а планіметричний індекс (ПІ) зріс на 40,7 %. Гістологічно – значні альтеративні зміни кардіоміоцитів з ознаками міоцитолізу, зонами контрактур та ділянками фрагментації волокон. Ці зміни супроводжувалися зростанням біомаркерів ураження серцевого м’яза ЛДГ, КФК-МВ та cTnI у 1,55 раза (р<0,001), 1,76 раза (р<0,001) та у 8,3 раза (р<0,001) відповідно. Вживання збагаченої молекулярним воднем води супроводжувалося зниженням летальності піддослідних тварин з 32 % до 20 %, достовірним зниженням досліджуваних біохімічних показників та частковою нормалізацією морфологічної структури і активацією регенераторних процесів у міокарді, що проявлялося зменшенням інтерстиційного набряку, зон контрактур та міоцитолізу кардіоміоцитів на тлі відновлення стану судин. Висновки. Отримані результати свідчать, що молекулярний водень демонструє кардіопротекторну дію та сприяє зниженню летальності тварин.

Посилання

Bray F., Laversanne M., Sung H., Ferlay J., Siegel R. L., Soerjomataram I., Jemal A. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 2024. Vol. 74. Issue 3. P. 229–263. DOI: https://doi.org/10.3322/CAAC.21834.

Рак в Україні, 2022–2023 : захворюваність, смертність, показники діяльності онкологічної служби : бюлетень № 25 / за ред. О. В. Єфіменка ; ДНП «Національний інститут раку». Київ, 2024. 84 с.

Mattioli R., Ilari A., Colotti B., Mosca L., Fazi F., Colotti G. Doxorubicin and other anthracyclines in cancers: Activity, chemoresistance and its overcoming. Molecular Aspects of Medicine. 2023. Vol. 93. P. 101205. DOI: https://doi.org/10.1016/J.MAM.2023.101205.

Kciuk M., Gielecińska A., Mujwar S., Kołat D., Kałuzińska-Kołat Ż., Celik I., Kontek R. Doxorubicin – an Agent with Multiple Mechanisms of Anticancer Activity. Cells. 2023. Vol. 12. Issue 4. P. 659. DOI: https:// doi.org/10.3390/CELLS12040659.

Espírito Santo S. G., Monte M. G., Polegato B. F., Barbisan L. F., Romualdo G. R. Protective Effects of Omega-3 Supplementation against Doxorubicin- Induced Deleterious Effects on the Liver and Kidneys of Rats. Molecules. 2023. Vol. 28, issue 7. P. 3004. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules28073004.

Moazeni S., Cadeiras M., Yang E. H., Deng M. C., Nguyen K.-L. Anthracycline induced cardiotoxicity: biomarkers and Omics technology in the era of patient specific care. Clinical and Translational Medicine. 2017. Vol. 6, issue 1. P. 17. DOI: https://doi.org/10.1186/ s40169-017-0148-3.

Weintraub R. G., Semsarian C., Macdonald P. Dilated cardiomyopathy. The Lancet. 2017. Vol. 390. Issue 10092. P. 400–414. DOI: https://doi.org/10.1016/ S0140-6736(16)31713-5.

Tanwar S. S., Dwivedi S., Khan S., Sharma, S. Cardiomyopathies and a brief insight into DOX-induced cardiomyopathy. Egyptian Heart Journal. 2025. Vol. 77. Issue 1. P. 29. DOI: https://doi.org/10.1186/ S43044-025-00628-0.

Vitale R., Marzocco S., Popolo A. Role of Oxidative Stress and Inflammation in Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity: A Brief Account. International Journal of Molecular Sciences, 2024. Vol. 25. Issue 13. P. 7477. DOI: https://doi.org/10.3390/IJMS25137477.

Li Y., Yan J., Yang P. The mechanism and therapeutic strategies in doxorubicin-induced cardiotoxicity: Role of programmed cell death. Cell Stress & Chaperones. 2024. Vol. 29. Isuue 5. P. 666. DOI: https:// doi.org/10.1016/J.CSTRES.2024.09.001.

Szponar J., Ciechanski E., Ciechanska M., Dudka J., Mandziuk S. Evolution of Theories on Doxorubicin- Induced Late Cardiotoxicity-Role of Topoisomerase. International Journal of Molecular Sciences. 2024. Vol. 25. Issue 24. P. 13567. DOI: https:// doi.org/10.3390/IJMS252413567.

Kong C. Y., Guo Z., Song P., Zhang X., Yuan Y. P., Tengm T., Yan L., Tang, Q. Z. Underlying the Mechanisms of Doxorubicin-Induced Acute Cardiotoxicity: Oxidative Stress and Cell Death. International Journal of Biological Sciences. 2022. Vol. 18. Issue 2. P. 760. DOI: https:// doi.org/10.7150/IJBS.65258.

Kitakata H., Endo J., Ikura H., Moriyama H., Shirakawa K., Katsumata Y., Sano M. Therapeutic Targets for DOX-Induced Cardiomyopathy: Role of Apoptosis vs. Ferroptosis. International Journal of Molecular Sciences, 2022. Vol. 23. Issue 3. P. 1414. DOI: https:// doi.org/10.3390/IJMS23031414.

Nakashima-Kamimura N., Mori T., Ohsawa I., Asoh S., Ohta S. Molecular hydrogen alleviates nephrotoxicity induced by an anti-cancer drug cisplatin without compromising anti-tumor activity in mice. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 2009. Vol. 64. Issue 4. P. 753–761. DOI: https://doi.org/10.1007/S00280-008- 0924-2.

Kitamura A., Kobayashi S., Matsushita T., Fujinawa H., Murase K. Experimental verification of protective effect of hydrogen-rich water against cisplatin- induced nephrotoxicity in rats using dynamic contrast- enhanced CT. British Journal of Radiology. 2010. Vol. 83. Issue 990. P. 509–514. DOI: https://doi.org/10.1259/ bjr/25604811.

Стефанов О. В. Доклінічні дослідження лікарських засобів : методичні рекомендації. Вінниця : Авіценна, 2001. 528 с. URL: https:// www.twirpx.com/file/537410/

Li M., Zhang Y., Wu B., Qiu R., Zhao C., Chen B., Shang H. Optimizing dose selection for doxorubicin-induced cardiotoxicity in mice: A comprehensive analysis of single and multiple-dose regimens. European Journal of Pharmacology. 2025. Vol. 1003. P. 77883. DOI: https:// doi.org/10.1016/J.EJPHAR.2025.177883.

Шевчук О. О. Ефекти ентеросорбції та філграстиму при субхронічній доксорубіциновій токсичності. Здобутки клінічної та експериментальної медицини. 2019. № 3. С. 146–156. DOI: https://doi.org/ 10.11603/1811-2471.2019.v.i3.10510

Слабий О. Б. Кількісна морфологія гіпертрофованого серця. Вісник наукових досліджень. 2017. № 4. С. 6–9. URL: https://ojs.tdmu.edu.ua/index. php/visnyk-nauk-dos/article/view/8169/7799.

Jain D., Russell R. R., Schwartz R. G., Panjrath G. S., Aronow W. Cardiac Complications of Cancer Therapy: Pathophysiology, Identification, Prevention, Treatment, and Future Directions. Current Cardiology Reports. 2017. Vol. 19. Issue 5. P. 36. DOI: https://doi.org/10.1007/ s11886-017-0846-x

Dhingra R., Rabinovich-Nikitin I., Rothman S., Guberman M., Gang H., Margulets V., Jassal D. S., Alagarsamy K. N., Dhingra S., Valenzuela Ripoll C., Billia F., Diwan A., Javaheri A., Kirshenbaum L. A. Proteasomal Degradation of TRAF2 Mediates Mitochondrial Dysfunction in Doxorubicin-Cardiomyopathy. Circulation. 2022. Vol. 146. Issue 12. P. 934. DOI: https:// doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.121.058411.

Balough E., Ariza A., Asnani A., Hoeger C. W. Cardiotoxicity of Anthracyclines. Cardiology Clinics. 2025. Vol. 43, Issue 1. P. 111–127. DOI: https:// doi.org/10.1016/J.CCL.2024.08.002.