д.м.н., профессор
MD, PhD, Professor
к.б.н., н.с.
PhD in Biology, research associate
д.б.н.
PhD in Biology
д.м.н., профессор
MD, PhD, Professor
аспирант
PhD student
д.м.н., профессор, академик РАН
MD, PhD, Professor
Обоснование. Метаболические и структурные изменения кардиомиоцитов при сахарном диабете приводят к усугублению сократительной дисфункции сердца больных ишемической болезнью сердца (ИБС). Нарушение контрактильности кардиомиоцитов во многом определяется изменением уровня Са2+-АТФ-азы (SERCA2a) саркоплазматического ретикулума (СР) и энергетических запасов кардиомиоцитов.
Цель. Выявить особенности сопряжения функционального ремоделирования миокарда при ИБС в сочетании и без сахарного диабета 2 типа (СД2) с уровнем экспрессии Са2+-АТФ-азы СР и активностью ферментов, участвующих в энергообеспечении кардиомиоцитов.
Методы. Работа выполнена на биопсийном материале сердца пациентов, которым выполняли аортокоронарное шунтирование. В исследование были включены пациенты с диагнозом хронической ИБС и больные ИБС, сочетанной с СД2. В условиях стимуляции оценивали инотропную реакцию изолированных полосок миокарда пациентов на периоды покоя. В миокарде пациентов определяли уровень экспрессии SERCA2a, активность ферментов, участвующих в энергообеспечении кардиомиоцитов, а также интенсивность процессов окислительного фосфорилирования.
Результаты. Зависимость «интервал–сила» у пациентов с ИБС на фоне и без СД2 может иметь как отрицательную, так и положительную динамику. При этом положительная динамика зависимости «интервал–сила» соответствует высокому содержанию белка SERCA2a, а отрицательная динамика зависимости «интервал–сила» – низкому содержанию исследуемого белка. При сочетанном развитии ИБС и СД2 при небольшом сроке заболевания зависимость «интервал–сила» имеет более выраженную позитивную динамику, что соответствует более высокому уровню экспрессии, чем при развитии ИБС без диабета. В миокарде пациентов с ИБС активность ферментов сукцинатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы была выше, тогда как скорость поглощения кислорода митохондриями кардиомиоцитов была выше в миокарде пациентов с сочетанной патологией.
Заключение. Потенцирование инотропного ответа на периоды покоя миокарда пациентов с ИБС на фоне и без СД2 соответствует высокому уровню экспрессии SERCA2a. При сочетанном развитии ИБС и СД2 сохранение инотропных возможностей миокарда выражено в большей степени. При моновариантном развитии ИБС синтез АТФ в кардиомиоцитах осуществляется преимущественно в результате гликолитических процессов и цикла Кребса. При сочетанном развитии ИБС и СД2 синтез АТФ реализуется в большей степени за счет процессов окислительного фосфорилирования.
Background: Metabolic and structural changes in cardiomyocytes in diabetes mellitus lead to aggravation of contractile myocardial dysfunction in coronary heart disease (CHD). The contractility dysfunction of cardiomyocytes is determined by a change in the levels of sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+-ATPase and energetic supply of the cardiomyocytes.
Aims: To study the features of functional remodeling of the heart muscle in coronary heart disease with and without type 2 diabetes mellitus (DM2) depend on the level of Ca2+-ATPase and the activity of enzymes involved in energy metabolism.
Materials and methods: The work was performed on the heart biopsy of patients with CHD and patients with CHD combined with DM2. The inotropic reaction of myocardial strips on rest periods was assessed. The expression level of Ca2+-ATPase, the activity of enzymes succinate dehydrogenase (SDH) and lactate dehydrogenase (LDH) and the intensity of oxidative phosphorylation processes were determined.
Results: The interval-force relationship in patients with CHD with and without DM2 had both negative and positive dynamics. The positive dynamics corresponds to the "high content" of the Ca2+-ATPase and the negative dynamics corresponds to the "low content" were found. At the combined pathology the positive inotropic dynamics is more pronounced and corresponds to a higher protein level. In the patients myocardium with CHD the activity of SDH and LDH was higher, while the oxygen uptake rate by mitochondria was higher in the myocardium with combined pathology.
Conclusions: The potentiation of inotropic response of patient myocardium with CHD with and without DM2 corresponds to the "high level" of Ca2+-ATPase. In the combined pathology the inotropic capabilities of the myocardium are more expressed. In CHD the synthesis of ATP in cardiomyocytes is realized mainly due to glycolytic processes and Krebs cycle. In combined pathology the ATP synthesis is realized to a greater extent due to the oxidative phosphorylation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.