СТРУКТУРНІ ОСОБЛИВОСТІ РЕМОДЕЛЮВАННЯ СЕРЦЯ ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ГІПЕРОСМОЛЯРНІЙ ТА ГІПООСМОЛЯРНІЙ ГІДРАТАЦІЇ ОРГАНІЗМУ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2023.v.i4.14294Ключові слова:
ремоделювання серця, гіпо- та гіперосмолярна гідратація, кардіоміоцити, дистрофічні зміниАнотація
РЕЗЮМЕ. Теоретичні та практичні аспекти структурного ремоделювання серця на органному, тканинному та субклітинному рівнях при гострому водно-сольовому дисбалансі потребують доповнення у зв’язку зі зростанням частоти захворювань, що супроводжуються порушенням водно-електролітного гомеостазу[1, 3].
Мета роботи. З’ясувати особливості структурного ремоделювання серця щурів на органному, тканинному та субклітинному рівнях за умов гіперосмолярної та гіпоосмолярної гідратації.
Матеріал і методи. Експеримент виконувався на 56 щурах-самцях, вагою 120–200 г, які склали 3 групи: контрольну, експериментальну гіпер- та гіпоосмотичну. Експериментальна модель гіперосмолярної гідратації створювалась шляхом введення наркотизованим щурам внутрішньовенно 25 % розчину манітолу з розрахунку 1 мл на 100 г ваги, а гіпотонічна гідратація – внутрішньочеревним введенням бідистильованої води з розрахунку 20–40 % ваги тіла. Морфологічні дослідження проведені за стандартними методиками.
Результати. Аналіз планіметричних досліджень площі поверхні ендокарда шлуночків показав, що на 15-й хвилині гіперосмолярної гідратації ендокардіальна поверхня правого шлуночка зменшувалася, проте на 30-й хвилині експерименту цей показник наближався до контрольних значень.
Водночас, при гіпосмолярній гідратації ремоделювання серця проявляється збільшенням ендокардіальної поверхні правого шлуночка та зменшенням її у лівому шлуночку. При субмікроскопічному дослідженні встановлено альтеративну перебудову стромального матриксу, енергетичного та скоротливого апарату кардіоміоцитів при обох типах експериментальної гідратації. За умов гіпоосмолярної гідратації виявляли явища вираженого клітинного набряку, деструкцію крист та зовнішньої мембрани в усіх мітохондріях, а також ділянки скоротливих змін у міофібрилах. При гіперосмолярній гідратації, навпаки, ушкодження ультраструктур менш виражені і проявлялись руйнуванням крист мітохондрій та контрактурами міофібрил.
Висновки. При гіпер- та гіпоосмолярній гідратації морфологічні прояви ремоделювання серця можна трактувати як прояв дистрофічних та компенсаторно-пристосувальних змін у міокарді.
Посилання
Urso, C., Brucculeri, S., & Caimi, G. (2015). Acid-base and electrolyte abnormalities in heart failure: pathophysiology and implications. Heart failure reviews, 20(4), 493-503. DOI: 10.1007/s10741-015-9482-y. DOI: https://doi.org/10.1007/s10741-015-9482-y
Ursi, R., Pesce, F., Albanese, M., & Iacoviello, M. (2022). Reverse cardiac remodeling after fluid balance optimization in patients with end-stage renal disease. Hemodialysis international, 26(3), 345-350. DOI: 10.1111/hdi.13019. DOI: https://doi.org/10.1111/hdi.13019
Sonani, B., Naganathan, S., & Al-Dhahir, M.A. (2023). Hypernatremia. In StatPearls: StatPearls Publishing. Retrieved from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK441960/.
Watso, J.C., & Farquhar, W.B. (2019). Hydration Status and Cardiovascular Function. Nutrients, 11(8), 1866. DOI: 10.3390/nu11081866. DOI: https://doi.org/10.3390/nu11081866
Uchida, K., Nikouee, A., Moench, I., & Lopatin, A.N. (2020). The mechanism of osmotically induced sealing of cardiac t tubules. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology, 319(2), H410–H421. DOI: 10.1152/ajpheart.00573.2019. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpheart.00573.2019
Vicent, L., Alvarez-Garcia, J., Gonzalez-Juanatey, J.R., & Martinez-Sellés, M. (2021). Prognostic impact of hyponatraemia and hypernatraemia at admission and discharge in heart failure patients with preserved, mid-range and reduced ejection fraction. Internal medicine journal, 51(6), 930-938. DOI: 10.1111/imj.14836. DOI: https://doi.org/10.1111/imj.14836
Li, K., Song, H., Wei, F., & Liu, Z. (2022). High salt intake damages myocardial viability and induces cardiac remodeling via chronic inflammation in the elderly. Frontiers in cardiovascular medicine, 9. DOI: 10.3389/fcvm. 2022.952691. DOI: https://doi.org/10.3389/fcvm.2022.952691
Allen, M.D., Springer, D.A., Burg, M.B., & Dmitrieva, N.I. (2019). Suboptimal hydration remodels metabolism, promotes degenerative diseases, and shortens life. JCI insight, 4(17), e130949. DOI: 10.1172/jci.insight.130949. DOI: https://doi.org/10.1172/jci.insight.130949
Zaporozhan, V.M., & Ariaiev, M.L. (2013). Bioetyka i biobezpeka [Bioethics and biosafety]. Kyiv : Zdorovia [in Ukrainian].
Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council on the protection of animals used for scientific purposes. (2010, 22 September). Official Journal of the European Union, 276/33-276/79. Retrieved from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex% 3A32010L0063.
European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose. (18.03.1986). Strasbourg. European Treaty Series. Council of Europe, 123, 52. Retrieved from: https://rm.coe.int/168007a67b.
Goutianos, G., Tzioura, A., Kyparos, A., & Vrabas, I.S. (2015). The rat adequately reflects human responses to exercise in blood biochemical profile: a comparative study. Physiological reports, 3(2), e12293. DOI: 10.14814/phy2. 12293. DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.12293
Blais, E.M., Rawls, K.D., Dougherty, B.V., & Papin, J.A. (2017). Reconciled rat and human metabolic networks for comparative toxicogenomics and biomarker predictions. Nature communications, 8. DOI: 10.1038/ncomms14250. DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms14250
Hnatiuk, M.S., & Franchuk, V.V. (1996). Kilkisna morfolohiia porazhenoho sertsia [Quantitative morphology of the affected heart]. Ternopil: Ukroblstat [in Ukrainian].
Bahrii, M.M., Dibrova V.A., & Hryshchuk, M.I. (2016). Metodyky morfolohichnykh doslidzhen [Methods of morphological research]. Vinnytsia: Nova knyha [in Ukrainian]. Retrieved from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Morphology_2016_10_1_20.
Sarkisov, D.S., & Perov, Yu.L. (1996). Mikroskopicheskaya tekhnika [Microscopic technique]. Moscow: Meditsina [in Russian].