Обоснование. Преждевременное рождение является фактором риска раннего развития заболеваний сердечно-сосудистой системы. На сегодняшний день по результатам клинических исследований невозможно составить представление о структурных особенностях кардиомиоцитов подростков и взрослых, рождённых недоношенными. Актуальным в этой связи является экспериментальное исследование влияния преждевременного рождения на ультраструктуру кардиомиоцитов в отдалённом постнатальном периоде онтогенеза.
Цель исследования — выявление ультраструктурных особенностей кардиомиоцитов левого желудочка у недоношенных половозрелых крыс.
Материалы и методы. Исследование проведено на доношенных (n=4, продолжительность беременности 22 сут) и недоношенных (n=4, продолжительность беременности 21 сут) самцах крыс линии Вистар. Преждевременные роды стимулировали введением беременным крысам мифепристона. Преждевременно рождённое и доношенное потомство выводили из эксперимента на 180-е сутки постнатального периода онтогенеза. Фрагменты левого желудочка сердца недоношенных и доношенных крыс использовали для ультраструктурного исследования кардиомиоцитов (трансмиссионная электронная микроскопия). На электронограммах продольных срезов сократительных кардиомиоцитов определены относительные площади ядра, цитоплазмы, миофибрилл, митохондрий.
Результаты. Строение кардиомиоцитов недоношенных и доношенных крыс на 180-е сутки постнатального периода принципиально схоже. Однако относительная площадь ядер кардиомиоцитов недоношенных крыс ниже (p=0,02), а цитоплазмы ― выше (p=0,02), чем у доношенных животных. Исключительно в цитоплазме недоношенных крыс наблюдаются перинуклеарное набухание цитоплазмы, истончение миофибрилл, а также признаки повреждения митохондрий, такие как деструкция митохондриальных мембран, концентрическая организация крист митохондрий, диссоциация кластеров митохондрий.
Заключение. Преждевременное рождение оказывает пролонгированное негативное влияние на ультраструктуру кардиомиоцитов. Наблюдаемые структурные изменения приводят к нарушению энергопродукции в кардиомиоцитах недоношенных крыс в отдалённом постнатальном периоде онтогенеза.
Lewandowski A.J., Levy P.T., Bates M.L., et al. Impact of the vulnerable preterm heart and circulation on adult cardiovascular disease risk // Hypertension. 2020. Vol. 76, N 4. P. 1028–1037. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.15574.
DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.15574
Lewandowski A.J., Augustine D., Lamata P., et al. Preterm heart in adult life: Cardiovascular magnetic resonance reveals distinct differences in left ventricular mass, geometry, and function // Circulation. 2013. Vol. 127, N 2. P. 197–206. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.112.126920.
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.112.126920
Lewandowski A.J., Raman B., Bertagnolli M., et al. Association of preterm birth with myocardial fibrosis and diastolic dysfunction in young adulthood // J Am Coll Cardiol. 2021. Vol. 78, N 7. P. 683–692. doi: 10.1016/j.jacc.2021.05.053.
DOI: 10.1016/j.jacc.2021.05.053
François C.J., Barton G.P., Corrado P.A., et al. Diffuse myocardial fibrosis at cardiac MRI in young adults born prematurely: A cross-sectional cohort study // Radiol Cardiothorac Imaging. 2022. Vol. 4, N 3. P. e210224. EDN: AOVHNR doi: 10.1148/ryct.210224.
DOI: 10.1148/ryct.210224
Dudley D.J., Branch D.W., Edwin S.S., Mitchell M.D. Induction of preterm birth in mice by RU486 // BiolReprod. 1996. Vol. 55, N 5. P. 992–995. doi: 10.1095/biolreprod55.5.992.
DOI: 10.1095/biolreprod55.5.992
Кулида Л.В., Проценко Е.В., Сарыева О.П. Морфологическая характеристика миокарда глубоконедоношенных новорожденных, развивавшихся в условиях хроничeской внутриутробной гипоксии // Современные проблемы науки и образования. 2023. № 1. С. 66. EDN: QSRYZR doi: 10.17513/spno.32408.
DOI: 10.17513/spno.32408
Малышева М.В., Кулида Л.В. Иммуногистохимические и ультраструктурные параметры гипоксических повреждений миокарда у новорожденных с экстремально низкой массой тела // Детская медицина Северо-Запада. 2020. Т. 8, № 1. С. 217–218. EDN: DHFCPZ
Goss K.N., Kumari S., Tetri L.H., et al. Postnatal hyperoxia exposure durably impairs right ventricular function and mitochondrial biogenesis // Am J Respir Cell Mol Biol. 2017. Vol. 56, N 5. Р. 609–619. doi: 10.1165/rcmb.2016-0256OC.
DOI: 10.1165/rcmb.2016-0256OC
Paumard P., Vaillier J., Coulary B., et al. The ATP synthase is involved in generating mitochondrial cristae morphology // EMBO J. 2002. Vol. 21, N 3. Р. 221–230. doi: 10.1093/emboj/21.3.221.
DOI: 10.1093/emboj/21.3.221
Vincent A., Ng Y., White K., et al. The spectrum of mitochondrial ultrastructural defects in mitochondrial myopathy // Sci Rep. 2016, N 6. Р. 30610. EDN: YEZXBE doi: 10.1038/srep30610.
DOI: 10.1038/srep30610
Zhu S., Chen Z., Zhu M., et al. Cardiolipin remodeling defects impair mitochondrial architecture and function in a murine model of Barth syndrome cardiomyopathy // Circ Heart Fail. 2021. Vol. 14, N 6. Р. e008289. EDN: EYQMXJ doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.121.008289.
DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.121.008289
Rampelt H., Wollweber F., Gerke C., et al. Assembly of the mitochondrial cristae organizer Mic10 is regulated by Mic26-Mic27 antagonism and cardiolipin // J Mol Biol. 2018. Vol. 430, N 13. P. 1883–1890. doi: 10.1016/j.jmb.2018.04.037.
DOI: 10.1016/j.jmb.2018.04.037
Li J., Romestaing C., Han X., et al. Cardiolipin remodeling by ALCAT1 links oxidative stress and mitochondrial dysfunction to obesity // Cell Metab. 2010. Vol. 12, N 2. P. 154–165. EDN: XSJVGR doi: 10.1016/j.cmet.2010.07.003.
DOI: 10.1016/j.cmet.2010.07.003
Paradies G., Petrosillo G., Pistolese M., et al. Decrease in mitochondrial complex I activity in ischemic/reperfused rat heart: Involvement of reactive oxygen species and cardiolipin // Circ Res. 2004. Vol. 94, N 1. Р. 53–59. doi: 10.1161/01.RES.0000109416.56608.64.
DOI: 10.1161/01.RES.0000109416.56608.64
Glancy B., Hartnell L.M., Combs C.A., et al. Power grid protection of the muscle mitochondrial reticulum // Cell Rep. 2017. Vol. 19, N 3. Р. 487–496. EDN: YYKDGH doi: 10.1016/j.celrep.2017.03.063.
DOI: 10.1016/j.celrep.2017.03.063
Kumari S., Barton G.P., Goss K.N. Increased mitochondrial oxygen consumption in adult survivors of preterm birth // Pediatr Res. 2021. Vol. 90, N 6. Р. 1147–1152. EDN: ESALBB doi: 10.1038/s41390-021-01387-9.
DOI: 10.1038/s41390-021-01387-9