Функциональные и структурные изменения миокарда в ранней стадии действия адриамицина

В.И.Капелько**, В.Л.Лакомкин**, В.Г.Цыпленкова*

*Институт клинической кардиологии им. А.Л.Мясникова **Институт экспериментальной кардиологии, Москва

Цель исследования. Изучение ранних и отложенных изменений миокарда после однократного применения адриамицина.
Материал и методы. Измеряли показатели функции изолированного сердца крыс, работавшего в изоволюмическом режиме, при введении адриамицина, а также при окислительном стрессе, вызванном введением Н2О2 (100 мкМ).
Результаты. Адриамицин (1–3 мкМ) при введении в перфузат изолированного сердца повышал сопротивление коронарных сосудов и снижал развиваемое давление с преимущественным замедлением расслабления. Повышенный тонус коронарных сосудов наблюдали также при изучении функции сердца, изолированного через 2 ч после введения адриамицина in vivo (2,2 мг/кг). Это сочеталось со снижением устойчивости сократительной функции миокарда при окислительном стрессе – развиваемое давление снижалось через 40 мин до 31±8%, в то время как в контрольной группе – до 61±5% (p<0,01). Через 2–3 нед после введения адриамицина и уровень сократительной функции, и ее реакция на окислительный стресс не отличались от контроля, однако повышенный тонус коронарных сосудов сохранялся, что сочеталось с замедленным расслаблением миокарда. В этой стадии отмечены признаки увеличенной проницаемости мембран кардиомиоцитов.
Заключение. Повышенный тонус коронарных сосудов и сниженная резистентность миокарда к окислительному стрессу являются ранними функциональными изменениями, возникающими в остром периоде действия адриамицина.
Ключевые слова: адриамицин, изолированное сердце, окислительный стресс, коронарные сосуды.

V.I. Kapelko**, V.L. Lakomkin**, V.G. Tsyplenkova*
* A.L. Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, ** Institute of Experimental Cardiology, Moscow

Myocardial and structural changes at the early stage of adriamycin’s action

Aim. To study early and late myocardial changes after single use of adriamycin.
Materials and methods. The parameters of the performance of the isolated rat heart working in the isovolumic mode, in the administration of adriamycin, and under Н2О2 (100 mM)-induced oxidative stress were measured.
Results. When administered into the perfusate of the isolated heart (1–3 mМ), adriamycin enhanced coronary vascular resistance and lowered developing pressure with the relaxation being predominately decelerated. Enhanced coronary vascular tone was also observed when the function of the heart isolated 2 hours after in vivo administration of adriamycin (2.2 mg/kg) was studied. This was concurrent with lower myocardial contractile function resistance under oxidative stress; following 40 min, the developing pressure decreased to 31±8% while in the control group it reduced to 61±5% (p<0.01). After 2–3 weeks of adriamycin administration, both the level of contractile function and its reaction to oxidative stress did not differ from those in the control; however, enhanced coronary vascular tone persisted, which was associated with decelerated myocardial relaxation. This stage was characterized by the increased permeability of cardiomyocytic membranes.
Conclusion. Increased coronary vascular tone and decreased myocardial resistance to oxidative stress are early functional changes that occur in the acute period of adriamycin’s action.

Key words: adriamycin, isolated heart, oxidative stress, coronary vessels.

Кардиомиопатия, вызываемая длительным введением адриамицина (доксорубицина) – антрациклинового антибиотика, используемого для лечения опухолей у человека, представляет значительный интерес для экспериментальной и клинической кардиологии в связи с возможностью изучения ранних стадий патогенеза, поскольку возникающая в результате длительного введения адриамицина кардиомиопатия характеризуется весьма сходными признаками у животных и людей [1–3]. Длительное изучение патогенеза привело к формированию двух основных гипотез относительно причины развития адриамициновой кардиомиопатии. Основу первой гипотезы составляет повышенное сродство адриамицина к кардиолипину [4, 5] – одному из самых распространенных фосфолипидов мембран сердечной мышцы, особенно ядерных и митохондриальных. Связывая отрицательные заряды его концевых групп, адриамицин выключает кардиолипин из комплекса с другими фосфолипидами и белками, что нарушает мембранную функцию. В основе второй гипотезы лежит способность адриамицина усиливать процессы свободнорадикального окисления [1, 6]. Полагают, что нарушение начального комплекса электронно-транспортной цепи и окисления цитоплазматического NADH способствует переносу электронов на молекулу адриамицина с последующим аутоокислением семихинонов [7].
Повышенная уязвимость митохондрий миокарда по сравнению с митохондриями печени обусловлена повышенным содержанием в митохондриальной мембране кардиомиоцитов кардиолипина [4], обладающего повышенным сродством к адриамицину, и NADH внешней дегидрогеназы, катализирующей аутоокисление адриамициновых семихинонов [7]. Вместе с тем исследования in vitro демонстрируют высокое сродство молекулы адриамицина к белкам саркоплазматического ретикулума [8] и эндотелиальной NO-синтазе [9]. Наблюдаются также повреждения других мембран, нарушение функции ядра, структуры цитоскелета и внеклеточного матрикса, особенно при высоких дозах адриамицина [6, 10, 11].
В связи с такой многосторонностью токсического действия адриамицина важно выяснить, функция каких структур страдает в первую очередь, и как происходит репарация этих повреждений. Для этого мы изучали действие малых доз адриамицина на сократительную функцию изолированного сердца и тонус коронарных сосудов, а также их резистентность к окислительному стрессу сразу после введения адриамицина и через 2–3 нед.

Материал и методы
В работе использовали крыс-самцов Wistar массой 340–380 г. В первой серии опытов адриамицин ("Ферейн", Россия) вводили непосредственно в перфузат изолированного сердца, во второй – посредством внутрибрюшинной инъекции в дозе 2,2 мг/кг. Контрольной группе крыс вводили физиологический раствор в таком же объеме. В данной серии часть животных, получивших адриамицин, была взята в опыт через 2 ч после инъекции, другая – через 2–3 нед.
Сердце выделяли под уретановым наркозом (1,7 г/кг) и перфузировали через аорту раствором Кребса–Хензеляйта, содержащим глюкозу (11 мМ), и насыщенным карбогеном (5% СО2+95% О2) при 37оС. Перфузию осуществляли при помощи перфузионного насоса со скоростью, близко соответствующей величине 10 мл/мин/г. Через левое предсердие в левый желудочек (ЛЖ) сердца вводили латексный баллончик, заполненный физиологическим раствором. Объем баллончика устанавливали на уровне, при котором диастолическое давление в ЛЖ составляло 12–14 мм рт. ст., и в дальнейшем поддерживали постоянным, при этом давление в ЛЖ отражало напряжение его волокон. Давление в аорте и ЛЖ, а также первую производную (dP/dt) регистрировали при помощи электроманометров Gould Statham P23 Db (США) на полиграфе Gould Brush 2400 (США). В условиях изоволюмического режима основными показателями силы сокращений миокарда и его энергорасхода были развиваемое давление и показатель интенсивности сократительной функции (ИСФ, произведение развиваемого давления и частоты сердечных сокращений). Как известно, этот показатель прямо пропорционален величине потребления кислорода сердечной мышцей. Индекс расслабления [12] рассчитывали как частное от деления максимальной скорости падения давления на величину развиваемого давления.
Схема опыта в первой серии включала определение максимальной ИСФ при постепенном повышении скорости перфузии в 2 раза (3 ступени по 3 мин) до и после 30-минутного введения адриамицина с постоянной скоростью, что позволяло поддерживать его стабильную концентрацию в перфузате. Во второй серии опытов после аналогичного повышения скорости перфузии оценивали состояние системы антиоксидантной защиты миокарда посредством введения в перфузат 100 мкМ пероксида водорода в качестве индуктора свободнорадикального окисления [13]. Введение H2O2 в перфузат осуществляли при помощи инфузионного насоса Sage с регулируемой скоростью, позволяющей поддерживать постоянную концентрацию H2O2. В конце опыта миокард брали для ультраструктурного и биохимического исследования, определяли концентрацию малонового диальдегида и активность антиоксидантных ферментов. Детали методики изложены ранее [13].
Результаты представлены как M±SEM. Достоверность различий определяли с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты
Прямое действие адриамицина. Адриамицин в перфузат изолированного сердца вводили при средней скорости перфузии около 10 мл/мин/г, при этом следили за изменениями сократительной функции и перфузионного давления. Доза адриамицина 1 мкМ вызывала минимальные, а 3 мкМ – значительные изменения. Перфузионное давление, характеризующее в данных условиях опыта сопротивление коронарных сосудов, начинало возрастать практически сразу после введения 3 мкМ адриамицина и нарастало до конца введения (рис. 1). Сократительная функция осталась неизменной после введения 1 мкМ адриамицина, но развиваемое давление и максимальная скорость его развития (+dP/dt) к концу введения были достоверно снижены на 8±2 и 13±5% соответственно. Более высокая доза адриамицина (3 мкМ) достоверно снижала ИСФ, начиная уже с 15-й минуты (рис. 2), при этом снижение развиваемого давления было более выражено, чем замедление частоты сокращений. Как +dP/dt, так и -dP/dt снижались в такой же степени, как и развиваемое давление. При действии этой дозы адриамицина наблюдали прирост минимального диастолического давления на 41 мм рт. ст., причем динамика и степень прироста близко соответствовали росту перфузионного давления.
Оценивали также реакцию сердца на двукратное повышение скорости перфузии до и после введения адриамицина. Известно, что при этом возрастает развиваемое давление (феномен Грегга), как полагают, вследствие открытия чувствительных к растяжению кальциевых каналов. Сердца, получившие 1 мкМ адриамицина, реагировали на эту функциональную нагрузку значительно меньшим приростом развиваемого давления (рис. 3), а после введения 3 мкМ адриамицина – даже его снижением при высоком потоке. Реакция перфузионного давления также сильно различалась при действии двух концентраций адриамицина: под влиянием 3 мкМ оно сильно возрастало, а при введении 1 мкМ рост был незначителен (рис. 4).
Раннее действие адриамицина. Через 2 ч после изоляции сердца крыс, получивших 2,2 мг/кг адриамицина, почти все показатели сократительной функции оказались практически одинаковыми, лишь перфузионное давление было выше, чем в контрольной группе, на 12% при средней скорости перфузии и на 26% – при высокой скорости перфузии (120±6 мм рт. ст. против 95±3 мм рт. ст., p<0,01). Этот результат был идентичен данным предыдущей серии, в то время как воздействие на сократительную функцию было сглаженным.
Протокол опытов данной серии включал определение антиоксидантной защиты миокарда при окислительном стрессе, создаваемом введением H2O2. При этом развиваемое давление и ИСФ быстро снижались, причем в опытах на сердцах получавших адриамицин крыс это снижение становилось достоверно более резким после 20 мин введения Н2О2 (рис. 5). Частота сердечных сокращений в обеих группах была более устойчивой к действию Н2О2 и практически не изменялась. Примечательно, что в обеих группах более глубокое снижение развиваемого давления происходило в опытах с высоким перфузионным давлением, коэффициент корреляции между этими величинами в контроле и группах адриамицина составлял 0,61 и 0,65 соответственно.
Изменения ультраструктуры миокарда были сходны в обеих группах и в основном вызваны окислительным стрессом [14]. Наиболее типичными изменениями были небольшой периваскулярный отек и расширение контактов между некоторыми кардиомиоцитами. В небольшом количестве кардиомиоцитов отмечены отек саркоплазмы, исчезновение гликогена, в некоторых митохондриях с повышенной плотностью матрикса – плотные стреловидные включения. В образцах миокарда, взятых после завершения опыта, концентрация малонового диальдегида (показателя интенсивности перекисного окисления липидов) после применения адриамицина была достоверно повышена на 23% [15]. При этом активность антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и каталазы не изменялась.
Длительное действие адриамицина. Через 2–3 нед после введения адриамицина показатели сократимости миокарда (развиваемое давление, +dP/dt и ИСФ) были практически идентичны контрольным значениям, однако достоверно ухудшались показатели расслабления миокарда: снижались максимальная -dP/dt на 11% (3040±108 мм рт. ст. против 3400±94 мм рт. ст./с, p<0,05), и индекс расслабления на 14% (15,0±0,5 с-1 против 17,5±0,5 с-1, p<0,01), но повышалось минимальное диастолическое давление (7±1 мм рт. ст. против 2±1 мм рт. ст., p<0,05). Перфузионное давление при высокой скорости потока по-прежнему было повышенным – 118±4 мм рт. ст. против 95±3 мм рт. ст. (p<0,01).
Изменения ультраструктуры миокарда через 2–3 нед после введения адриамицина были небольшими: в некоторых кардиомиоцитах (10–15%) были видны увеличенные набухшие митохондрии с просветленным матриксом, фрагментированными кристами и расширенными канальцами саркоплазматического ретикулума. Исследование антиоксидантного статуса миокарда, проведенное аналогичным образом, показало полное восстановление резистентности сократительной функции к действию Н2О2 (см. рис. 5), в то время как биохимические данные остались прежними – повышенный на 34% уровень МДА сочетался с неизменной активностью антиоксидантных ферментов. Последний факт соответствует результату аналогичной работы [16], в то время как удлинение срока действия адриамицина до 4 нед сочеталось с повышенным уровнем активности антиоксидантных ферментов [17].

Обсуждение
Эффекты адриамицина при непосредственном введении в коронарную сеть или in vivo за 2 ч до опыта оказались почти идентичными. Наиболее чувствительными функциональными показателями к действию адриамицина оказалось перфузионное и развиваемое давление. Рост перфузионного давления под влиянием более высоких доз адриамицина (10–30 мкМ) был показан ранее в опытах на изолированном сердце [12, 18, 19]. В наших опытах он также наблюдался при увеличении скорости перфузии после удаления адриамицина из перфузата. В условиях in vivo или при перфузии кровью изолированного сосуда повышение скорости потока и обусловленный им рост поверхностного напряжения на эндотелии сопровождались активацией эндотелиальной NO-синтазы с последующим выделением зависимого от эндотелия фактора расслабления и снижением тонуса сосуда [20]. Адриамицин оказывает зависимое от дозы ингибирующее действие на эндотелиальную NO-синтазу [9], в результате снижается образование NO, но возрастает образование супероксида и пероксида водорода [21]. Сродство адриамицина к эндотелиальной NO-синтазе значительно выше, чем с другими редуктазами [9], что может объяснить ранний рост перфузионного давления при действии адриамицина по сравнению с показателями сократительной функции. Следствием повышенного перфузионного давления является увеличение давления в межклеточном пространстве, что, в свою очередь, отражается на диастолическом давлении.
Отрицательный инотропный эффект адриамицина, проявляющийся даже под влиянием его минимальной дозы при повышенной функциональной нагрузке, по-видимому, обусловлен связыванием адриамицина с белками, участвующими в транспорте Са2+. Адриамицин отличается высоким сродством к рианодинчувствительному белку мембран саркоплазматического ретикулума [8], облегчает выход и снижает запасы Са2+ в ретикулуме, в результате чего может возрастать цитоплазматическая концентрация Са2+. При действии высокой дозы адриамицина (50 мкМ) было показано двукратное повышение этой величины в кардиомиоцитах [22]. Подобное изменение зафиксировано также в остром периоде действия адриамицина, после 3 инъекций адриамицина по 2 мг/кг в опытах на изолированном сердце крыс [23]. В участок миокарда ЛЖ вводили экворин – чувствительный к Са2+ флюоресцентный белок – и после проникновения экворина в кардиомиоциты определяли уровень Са2+ в диастоле и систоле. Результаты показали, что систолический уровень Са2+ был повышен при различной скорости перфузии примерно на 40%, кроме того, эти сердца могли поддерживать более высокий систолический уровень Са2+ при сниженной концентрации Са2+ в перфузате или сниженном перфузионном давлении по сравнению с контролем. Однако развиваемое давление оставалось неизменным, что указывает на сниженную кальциевую активацию сократительного аппарата. Такой вывод согласуется с результатами определения кальциевой чувствительности миофибрилл на скинированных волокнах [24]. Применение адриамицина сдвигало кривую "Са2+–сила" вправо, т.е. при равном уровне Са2+ сила сокращения была ниже. Дополнительным фактором, ослабляющим сократимость миокарда, может быть сниженное под влиянием адриамицина содержание некоторых белков цитоскелета и внеклеточного матрикса, участвующих в передаче напряжения с клетки на клетку [25].

Рис. 1. Влияние интракоронарного введения адриамицина на перфузионное давление (мм рт. ст.) изолированного сердца крыс.
Здесь и на рис. 2–4: контроль – без инфузии, кружки, n=10; 1 мкМ адриамицина – квадраты, n=9; 3 мкМ адриамицина – треугольники, n=8. Величины представлены как M±SEM.


Рис.2. Влияние интракоронарного введения адриамицина на ИСФ изолированного сердца крыс.

Рис. 3. Зависимость перфузионного давления изолированного сердца крыс от скорости перфузии после удаления адриамицина из перфузата.

Рис. 4. Зависимость развиваемого давления изолированного сердца крыс от скорости перфузии после удаления адриамицина из перфузата.

Рис. 5. Динамика показателя ИСФ при введении Н2О2 в перфузат в контрольной серии опытов (кружки, n=15) и после введения адриамицина через 2 ч (квадраты, n=9) и через 2–3 нед (треугольники, n=11).

Наряду с этим нарушается и процесс расслабления, в основе которого лежит транспорт Са2+ из миофибрилл в саркоплазматический ретикулум. Наши данные показали, что непосредственное действие адриамицина на сердце сопровождается более значительным снижением скорости падения давления (-dP/dt) по сравнению со скоростью развития давления (+dP/dt). Это наблюдение соответствует результатам опытов на кардиомиоцитах: адриамицин в низкой концентрации не влиял на динамику изменения Са2+ в цитоплазме, но увеличивал длительность сокращения и расслабления [26].
Применение пробы с окислительным стрессом, как и функциональной пробы с повышением скорости перфузии, позволило выявить токсическое действие адриамицина даже в минимальных концентрациях. Миокард получивших адриамицин крыс с неизменной сократительной функцией оказался более чувствительным к токсическому действию Н2О2. Наиболее естественным объяснением этого феномена является сходство действия адриамицина и Н2О2 на кальциевый транспорт. Адриамицин нарушал функцию кардиомиоцитов через р38 MAP-киназу, причем эффект блокировался антиоксидантом – витамином С [26]. Известно, что активные формы кислорода в микромолярных концентрациях блокируют кальмодулин, ингибируют рианодиновый рецептор, снижают Са2+-АТФазную активность саркоплазматического ретикулума и значительно уменьшают запасы Са2+ в нем [27, 28]. Поскольку действие адриамицина на кардиомиоциты в значительной мере реализуется через увеличенное образование активных форм кислорода, избыточное введение Н2О2 может превышать способность каталазы и глутатионпероксидазы нейтрализовать Н2О2. С таким представлением согласуются данные о сниженной резистентности клеток с низкой активностью СОД к действию адриамицина [29], в то время как предварительное введение СОД или глутатионпероксидазы предотвращает развитие апоптоза в эмбриональных кардиомиоцитах, подвергнутых действию адриамицина [30].
Наряду с идентичностью основных результатов действия адриамицина на миокард изолированного сердца и in vivo следует отметить и некоторые различия. При введении адриамицина in vivo повышенный уровень перфузионного давления сочетался с неизменными показателями сократительной функции, что указывает на повышенную чувствительность коронарных сосудов к действию адриамицина по сравнению с кардиомиоцитами. При сопоставлении данных следует иметь в виду, что эндотелиоциты и гладкомышечные клетки стенки сосуда представляют первый барьер на пути адриамицина в миокард и, следовательно, подвергаются действию повышенных концентраций адриамицина по сравнению с концентрациями в кардиомиоцитах. Хотя доза адриамицина in vivo приблизительно соответствовала дозе in vitro, однако пиковая концентрация адриамицина in vivo быстро снижалась вследствие его связывания с различными тканями, и его концентрация в коронарных сосудах могла быть значительно ниже. Таким образом, несмотря на увеличенную длительность контакта адриамицина с миокардом, острое действие адриамицина на кардиомиоциты in vivo может быть слабее, чем на эндотелиоциты.
Замедление расслабления кардиомиоцитов становится очевидным при удлинении действия адриамицина на сердце до 2–3 нед. Оно может быть связано с дополнительным воздействием адриамицина на кальциевый транспорт вследствие связывания адриамицина с кардиолипином, а также последующим нарушением функции мембранных белков. Исследование ультраструктуры миокарда, проведенное через 3 нед после 3-кратного введения адриамицина в дозе 2 мг/кг, выявило, что наиболее часто изменялись мембраны ядер (9%), в меньшей мере – мембраны митохондрий и саркоплазматического ретикулума [12]. Прямым следствием повышенной проницаемости ядерных мембран можно считать факт нахождения мелких митохондрий внутри ядра [25] – феномен, ранее наблюдавшийся у пациентов с патологией сердца [31]. Повышенная проницаемость митохондриальных мембран была обнаружена при биохимическом исследовании митохондрий в сканированных волокнах миокарда крыс, получивших аналогичную дозу адриамицина 2 нед ранее [32]. Это позволяет предположить, что связывание адриамицина с мембранными структурами происходит постепенно, что соответствует представлению о кумулятивном эффекте адриамицина.
Несмотря на указанные изменения, и содержание макроэргических фосфатов (АТФ и фосфокреатина) в сердцах крыс, получивших кумулятивную дозу адриамицина 6 мг/кг за 3 нед до опыта, и максимальное развиваемое давление в изоволюмическом режиме не отличались достоверно от контрольного уровня [33]. Если в тот же срок изолированное сердце выполняло обычную насосную функцию, то его максимальная работа была повышена на 31% за счет более высокого минутного объема [12], основу которого составляло увеличение коронарного потока. Последний факт не соответствует складывающемуся представлению о повышенном тонусе коронарных сосудов, сохраняющемся длительное время даже после однократной инъекции адриамицина, и нуждается в специальном рассмотрении.
Как минимум три фактора могут быть причиной данного противоречия.
1. В предыдущем исследовании кумулятивная доза адриамицина составляла 6 мг/кг, т.е. была втрое больше, чем в данной работе. Если даже весьма умеренная однократная доза адриамицина вызывала устойчивое снижение содержания и/или активности киназы легких цепей миозина [25], то тем больше оснований ожидать ослабления тонуса сосудов при 3-кратном увеличении дозы.
2. Максимальный уровень кислородного запроса при выполнении насосной функции значительно выше, чем в изоволюмическом режиме [34]. Метаболический запрос кардиомиоцитов реализуется через увеличенное образование аденозина, усиливающееся при нарушении функции митохондрий. Есть все основания предполагать, что в миокарде получавших адриамицин крыс этот запрос может быть повышенным, что будет сопровождаться более выраженной дилатацией сосудов.
3. Способ воздействия на перфузию миокарда также может быть критическим фактором. В данной работе пусковым фактором было увеличение скорости перфузии, при этом тонус сосудов зависел главным образом от активации эндотелиальной NO-синтазы, вызванной напряжением сдвига. Функциональная мощность данного механизма в нормальном сердце достаточна для почти полного предотвращения роста тонуса сосудов, но она значительно ослаблена при перфузии солевым раствором из-за сниженной вязкости [20]. Дополнительным фактором, усугубляющим неэффективность данного механизма после адриамицина, служит вызванное им снижение активности эндотелиальной NO-синтазы [9]. В ранее выполненной работе [12] пусковым фактором был рост перфузионного давления, при котором в первую очередь активируется реакция Бейлисса – повышение напряжения гладкомышечных клеток в ответ на рост внутрисосудистого давления [20]. Эта реакция, вероятно, ослаблена в сосудистых клетках сердец крыс, получавших адриамицин, в связи с устойчивым снижением содержания и/или активности киназы легких цепей миозина [25], что также может способствовать снижению тонуса. Таким образом, указанное возрастание минутного объема сердца в подостром периоде действия адриамицина характеризует в большей степени состояние сосудистой стенки, чем сократимость миокарда.

Заключение
Результаты нашей работы показали, что даже однократное воздействие адриамицина оставляет глубокий след в миокарде. Самыми ранними эффектами адриамицина являются повышение тонуса коронарных сосудов и снижение устойчивости сократительной функции миокарда в условиях окислительного стресса. Позже развивается снижение развиваемого давления, сопряженного с замедленным расслаблением. В поздней стадии действия однократной дозы адриамицина (через 2–3 нед) развиваемое давление и его реакция на окислительный стресс стабилизируются, но повышенный тонус и замедленное расслабление миокарда сохраняются. Вероятной основой этих изменений представляется связывание адриамицина с эндотелиальной NO-синтазой и воротным белком саркоплазматического ретикулума, соответственно, или их окислительная модификация вследствие вызванного адриамицином повышенного образования активных форм кислорода. Впоследствии присоединяются явления повышенной проницаемости мембран, вероятно, вследствие связывания адриамицина с кардиолипином. При небольшой кумулятивной дозе адриамицина эти изменения могут быть частично компенсированы, но повышение кумулятивной дозы и срока действия адриамицина может превышать компенсаторные возможности клеток, следствием чего является развитие кардиомиопатии.
Несмотря на исследования, ведущиеся в течение десятилетий, эффективного способа лечения вызванных адриамицином изменений миокарда не найдено. Поэтому следует обратить особое внимание на предотвращение кардиомиопатии. Защита от токсического действия адриамицина может быть достигнута не только такими естественными антиоксидантами, как коэнзим Q10 [35, 36] или его производное Mito-Q [30], но также физической тренировкой [37, 38]. Защитный эффект тренировки авторы связывают с повышенной экспрессией глутатионпероксидазы, в то время как изоформы СОД не изменялись, а уровень перекисного окисления оставался повышенным [38]. Данное наблюдение свидетельствует об адаптивном изменении антиоксидантной системы в миокарде.

Работа проведена при поддержке
РФФИ гранта 06-04-48203.

Литература
1. Olson RD, Mushlin PS. Doxorubicin cardiotoxicity: analysis of prevailing hypotheses. FASEB J 1990; 4: 3076–86.
2. Капелько В.И., Попович М.И. Метаболические и функциональные основы экспериментальных кардиомиопатий. Кишинев: Штиинца, 1990.
3. Ватутин Н.Т., Калинкина Н.В., Кетинг Е.В. Антрациклиновая кардиомиопатия. Донецк: ДонГИИИ, 2001.
4. Nicolay K, Timmers RJM, Spoelstra E et al. The interaction of adriamycin with cardiolipin in model and rat liver mitochondrial membranes. Bioch Bioph Acta 1984; 778: 359–71.
5. Goormaghtigh E, Ruysschaert JM. Anthracycline glycoside-membrane interactions. Ibid 1984; 779: 271–88.
6. Singal PK, Iliskovic N, Li T, Kumar D. Adriamycin cardiomyopathy: pathophysiology and prevention. FASEB J 1997; 11: 931–6.
7. Nohl H, Gille L, Staniek K. The exogenous NADH dehydrogenase of heart mitochondria is the key enzyme responsible for selective cardiotoxicity of anthracyclines. Z Naturforsch 1998; 53 (3–4): 279–85.
8. Saeki K, Obi I, Ogiku N et al. Doxorubicin directly binds to the cardiac-type ryanodine receptor. Life Sci 2002; 70 (20): 2377–89.
9. Vasquez-Vivar J, Martasek P, Hogg N et al. Endothelial nitric oxide synthase-dependent superoxide generation from adriamycin. Biochemistry 1997; 36 (38): 11293–7.
10. Kapelko VI. Myocardial fibrosis in cardiomyopathy: the possible crucial role in the dilative form. Exp Clin Cardiol 2001; 6 (1): 41–9.
11. Wallace KB. Doxorubicin-induced cardiac mitochondrionopathy. Pharmacol Toxicol 2003; 93 (3): 105–15.
12. Kapelko VI, Tsyplenkova VG, Khatkevich AN, Beskrovnova NN. Morphological and functional estimation of acute and protracted cardiomyocyte alterations caused by adriamycin in varied doses. Exp Clin Cardiol 1999; 4 (1): 35–42.
13. Lakomkin VL, Konovalova GG, Kalenikova EI et al. Biochemistry 2005; 70: 97–104.
14. Лакомкин В.Л., Коновалова Г.Г., Каленикова Е.И. и др. Коэнзим Q защищает миокард крысы при окислительном стрессе, индуцируемом пероксидом водорода. Биохимия. 2004; 69 (5): 639–46.
15. Lakomkin VL, Konovalova GG, Tsyplenkova VG et al. Acute and prolonged action of adriamycin on the contractile function and antioxidant status of the myocardium. Exp Clin Cardiol 2006 (in press).
16. Li T, Danelisen I, Bello-Klein A, Singal PK. Effects of probucol on changes of antioxidant enzymes in adriamycin-induced cardiomyopathy in rats. Cardiovasc Res 2000; 46 (3): 523–30.
17. Dziegiel P, Murawska-Cialowicz E, Jethon Z et al. Melatonin stimulates the activity of protective antioxidative enzymes in myocardial cells of rats in the course of doxorubicin intoxication. J Pineal Res 2003; 35 (3): 183–7.
18. Pelikan PC, Weisfeldt ML, Jacobus WE et al. Acute doxorubicin cardiotoxicity: functional, metabolic, and morphologic alterations in the isolated, perfused rat heart. J Cardiovasc Pharmacol 1986; 85: 1058–66.
19. Joyeux M, Godin-Ribuot D, Faure P et al. Heat stress protects against electrophysiological damages induced by acute doxorubicin exposure in isolated rat hearts. Cardiovasc Drugs Ther 2001; 15 (3): 219–24.
20. Мелькумянц А.М., Балашов С.А. Механочувствительность эндотелия. 2006.
21. Kalivendi SV, Kotamraju S, Zhao H et al. Doxorubicin-induced apoptosis is associated with increased transcription of endothelial nitric-oxide synthase. Effect of antiapoptotic antioxidants and calcium. J Biol Chem 2001; 276: 47266–76.
22. Kusuoka H, Futaki S, Koretsune Y et al. Alterations of intracellular calcium homeostasis and myocardial energetics in acute adriamycin-induced heart failure. J Cardiovasc Pharmacol 1991; 18: 437–44.
23. Kapelko VI, Williams CP, Gutstein DE, Morgan JP. Abnormal myocardial calcium handling in the early stage of adriamycin cardiomyopathy. Arch Physiol Biochem 1996; 104: 185–91.
24. Kapelko VI, Veksler VI, Gorina MS, Golikov MA. Calcium-dependent changes of the myocardial contractile function at chronic adriamycin treatment. Acta Physiol Polonica 1988; 39 (3): 166–74.
25. Dudnakova TV, Lakomkin VL, Tsyplenkova VG et al. Alterations in myocardial cytoskeletal and regulatory protein expression following a single doxorubicin injection. J Cardiovasc Pharmacol 2003; 41 (5): 788–94.
26. Wold LE, Aberle NS, Ren J. Doxorubicin induces cardiomyocyte dysfunction via a p38 MAP kinase-dependent oxidative stress mechanism. Cancer Detect Prev 2005; 29 (3): 294–9.
27. Okabe E, Tsujimoto Y, Kobayashi Y. Calmodulin and cyclic adriamycinP-ribose interaction in Ca

2+ signaling related to cardiac sarcoplasmic reticulum: superoxide anion radical-triggered Ca2+ release. Antioxid Redox Signal 2000; 2 (1): 47–54.
28. Goldhaber JI, Liu E. Excitation-contraction coupling in single guinea pig ventricular myocytes. J Physiol [London] 1994; 477: 135–47.
29. Sarvazyan NA, Askari A, Huang WH. Effects of doxorubicin on cardiomyocytes with reduced level of superoxide dismutase. Life Sci 1995; 57 (10): 1003–10.
30. Kalivendi SV, Konorev EA, Cunningham S et al. Doxorubicin activates nuclear factor of activated T-lymphocytes and Fas ligand transcription: role of mitochondrial reactive oxygen species and calcium. Biochem J 2005; 389 (Pt 2): 527–39.
31. Engedal H, Jensen H, Saetersdal TS. Ultrastructure of abnormal membrane inclusions in nuclei of human myocardial cells. Br Heart J 1977; 39: 145–51.
32. Kapelko V, Khatkevich A, Benevolensky D, Belikova Y. Cardiac pump function and mitochondrial respiration at early doxorubicin treatment and withdrawal. Exp Clin Cardiol 1999; 4 (3): 147–51.
33. Капелько В.И., Хаткевич А.Н., Дворянцев С.Н, и др. Сократительная функция и энергетический метаболизм сердца на ранней стадии адриамициновой кардиомиопатии. Кардиология. 1997; 37 (2): 31–5.
34. Kapelko VI, Kupriyanov VV, Novikova NA et al. The cardiac contractile failure induced by chronic creatine and phosphocreatine deficiency. J Mol Cell Cardiol 1988; 20: 465–79.
35. Quiles JL, Huertas JR, Battino M et al. Antioxidant nutrients and adriamycin toxicity. Toxicology 2002; 180 (1): 79–95.
36. Conklin KA. Coenzyme q10 for prevention of anthracycline-induced cardiotoxicity. Integr Cancer Ther 2005; 4 (2): 110–30.
37. Chicco AJ, Schneider CM, Hayward R. Voluntary exercise protects against acute doxorubicin cardiotoxicity in the isolated perfused rat heart. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2005; 289 (2): R424–31.
38. Chicco AJ, Hydock DS, Schneider CM, Hayward R. Low intensity exercise training during doxorubicin treatment protects against cardiotoxicity. J Appl Physiol 2005; 100: 519–27.

Комментарии