cardiotomskСибирский журнал клинической и экспериментальной медициныSiberian Journal of Clinical and Experimental Medicine2713-29272713-265XTSU publishing10.29001/2073-8552-2024-39-3-51-57cardiotomsk-2425Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL STUDIESВозможности диагностики митохондриальной дисфункции при хронической сердечной недостаточностиPossibilities of mitochondrial dysfunction diagnosis in chronic heart failurehttps://orcid.org/0000-0002-9488-6900ГарганееваА. А.GarganeevaA. A.

Гарганеева Алла Анатольевна, д-р мед. наук, профессор, заве- дующий отделением патологии миокарда

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Alla A. Garganeeva, Dr. Sci (Med.), Professor, Scientific Director of the Department of Myocardial Pathology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

aag@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8070-2234КужелеваЕ. А.KuzhelevaE. A.

Кужелева Елена Андреевна, канд. мед. наук, старший научный сотрудник, отделение патологии миокарда

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Elena A. Kuzheleva, Cand. Sci. (Med.), Senior Research Scientist, Department of Myocardial Pathology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

kea@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7661-5808ТукишО. В.TukishO. V.

Тукиш Ольга Викторовна, канд. мед. наук, научный сотрудник, от- деление патологии миокарда

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Olga V. Tukish, Cand. Sci. (Med.), Research Scientist, Department of Myocardial Pathology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

Olgatukish@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2629-6466ВиттК. Н.VittK. N.

Витт Карина Николаевна, аспирант, отделение патологии миокарда

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Karina N. Vitt, Graduate Student, Department of Myocardial Pathology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

Karinavitt@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4049-8715АндреевС. Л.AndreevS. L.

Андреев Сергей Леонидович, канд. мед. наук, старший научный сотрудник, отделение сердечно-сосудистой хирургии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Sergey L. Andreev, Cand. Sci. (Med.), Senior Research Scientist, Department of Cardiovascular Surgery

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

anselen@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7361-2161МуслимоваЭ. Ф.MuslimovaE. F.

Муслимова Эльвира Фаритовна, канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Elvira F. Muslimova, Cand. Sci. (Med.), Research Scientist, Laboratory of Molecular and Cellular Pathology and Genetic Testing

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

muslimovef@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2818-1419КорепановВ. А.KorepanovV. A.

Корепанов Вячеслав Андреевич, аспирант, младший научный сотрудник, лаборатория молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Viacheslav A. Korepanov, Graduate Student, Junior Research Scientist, Laboratory of Molecular and Cellular Pathology and Genetic Testing

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

vakorep41811@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6066-3998АфанасьевС. А.AfanasievS. A.

Афанасьев Сергей Александрович, д-р мед. наук, профессор, заведующий лабораторией молекулярно-клеточной патологии и генодиагностики

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Sergey A. Afanasyev, Dr. Sci (Med.), Professor, Head of the Laboratory of Molecular Cellular Pathology and Genetic Diagnostic

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

tursky@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5689-9754ГуляМ. О.GulyaM. O.

Гуля Марина Олеговна, канд. мед. наук, врач-рентгенолог, лаборатория радионуклидных методов исследования

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Marina O. Gulya, Cand. Sci. (Med.), Radiologist, Department of Nuclear Medicine

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

mgulyatomsk@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-4372-4782СыромятниковаЕ. Е.SyromyatnikovaE. E.

Сыромятникова Екатерина Егоровна, студент 6-го курса

634050, Томск, Московский тракт, 2

 

Ekaterina E. Syromyatnikova, 6th-year Student

2, Moskovskiy tract str., Tomsk, 634050

Katy00.syrr@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1787-4260ВладимироваЕ. А.VladimirovaE. A.

Владимирова Екатерина Александровна, врач-сердечно-сосудистый хирург, кардиохирургическое отделение № 2

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Ekaterina A. Vladimirova, Cardiovascular Surgeon, Cardiac Surgery Department No. 2

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

aleksandrova@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8543-6027СтепановИ. В.StepanovI. V.

Степанов Иван Вадимович, канд. мед. наук, заведующий патологоанатомическим отделением

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Ivan V. Stepanov, Cand. Sci. (Med.), Head of the Pathology Department

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

i_v_stepanov@mail.ruНаучно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук (НИИ кардиологии Томского НИМЦ)РоссияCardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences, Tomsk, Russia (Cardiology Research Institute, Tomsk NRMC)Russian FederationСибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (СибГМУ Минздрава России)РоссияSiberian State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (SSMU)Russian Federation2024011020243935157Copyright © Гарганеева А.А., Кужелева Е.А., Тукиш О.В., Витт К.Н., Андреев С.Л., Муслимова Э.Ф., Корепанов В.А., Афанасьев С.А., Гуля М.О., Сыромятникова Е.Е., Владимирова Е.А., Степанов И.В., 20242024Гарганеева А.А., Кужелева Е.А., Тукиш О.В., Витт К.Н., Андреев С.Л., Муслимова Э.Ф., Корепанов В.А., Афанасьев С.А., Гуля М.О., Сыромятникова Е.Е., Владимирова Е.А., Степанов И.В.Garganeeva A.A., Kuzheleva E.A., Tukish O.V., Vitt K.N., Andreev S.L., Muslimova E.F., Korepanov V.A., Afanasiev S.A., Gulya M.O., Syromyatnikova E.E., Vladimirova E.A., Stepanov I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/2425

В статье представлены предварительные результаты исследования ассоциации прямых ультраструктурных характеристик митохондрий (МТХ) в кардиомиоцитах и косвенных признаков митохондриальной дисфункции с клиническим течением и исходами хронической сердечной недостаточности (ХСН). Продемонстрировано, что нарушение ультраструктуры МТХ кардиомиоцитов, по данным электронной микроскопии миокарда, сопровождается снижением скорости поглощения кислорода МТХ лейкоцитов периферической крови, разобщением процессов окисления и фосфорилирования, повышением скорости вымывания радиофармпрепарата (РФП) из миокарда, свидетельствуя о повреждении мембран МТХ, низкой толерантности к физической нагрузке и снижении потребления кислорода на пике нагрузочного теста, что подтверждает перспективность исследования ассоциаций косвенных признаков митохондриальной дисфункции с ультраструктурными изменениями МТХ кардиомиоцитов и клиническими проявлениями сердечной недостаточности.

The article presents preliminary study results of association of direct ultrastructural characteristics of mitochondria (MTC) in cardiomyocytes and indirect signs of mitochondrial dysfunction with clinical course and outcomes of chronic heart failure (CHF). According to electron microscopy of the myocardium a violation of the ultrastructure of MTC of cardiomyocytes is accompanied by a decrease in the rate of oxygen absorption by mitochondria of leukocytes of peripheral blood, separation of oxidation and phosphorylation processes, an increased rate of radiopharmaceuticals leaching from myocardium, indicating mitochondrial membrane damage, low tolerance to physical load and reduced oxygen consumption at peak of load test, which confirms the feasibility of studying associations of indirect signs of mitochondrial dysfunction with ultrastructural changes in the mitochondrial cardiomyocytes and clinical manifestations of heart failure.

хроническая сердечная недостаточностьишемическая болезнь сердцамитохондрияэлектронная микроскопияоднофотонная эмиссионная компьютерная томографияспировелоэргометриядыхательная функция митохондрийchronic heart failureischemic heart diseasemitochondriaelectron microscopySPECTspiroveloergometryrespiratory function of mitochondriaИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-75-00009, https://rscf.ru/project/23-75-00009/The patient signed an informed consent (grant RSF No. 23-75-00009, protocol approved by LAC, 241 from 09.03.2023)ReferencesАгеев Ф.Т., Арутюнов Г.П., Беграмбекова Ю.Л., Беленков Ю.Н., Бойцов С.А., Васюк Ю.А. и др. Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):4083. DOI: 10.15829/1560-4071-2020-4083.Ageev F.T., Arutyunov G.P., Begrambekova Yu.L., Belenkov Yu.N., Boytsov S.A., Vasyuk Yu.A. et al. 2020 Clinical practice guidelines for Chronic heart failure. Russian Journal of Cardiology. 2020;25(11):4083. (In Russ.). DOI: 10.15829/1560-4071-2020-4083.Гарганеева А.А., Бауэр В.А., Борель К.Н. Пандемия XXI века: хроническая сердечная недостаточность – бремя современного общества. Эпидемиологические аспекты (обзор литературы). Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2014;29(3):8–12. DOI: 10.29001/2073-8552-2014-29-3-8-12.Garganeeva A.A., Bauer V.A., Borel K.N. The pandemic of the XXI century: chronic heart failure is the burden of the modern society. Epidemiology (literature review). Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2014;29(3):8–12. (In Russ.). DOI: 10.29001/2073-8552-2014-29-3-8-12.Шляхто Е.В., Беленков Ю.Н., Бойцов С.А., Виллевальде С.В., Галявич А.С., Глезер М.Г. и др. Результаты промежуточного анализа проспективного наблюдательного многоцентрового регистрового исследования пациентов с хронической сердечной недостаточностью в Российской Федерации «ПРИОРИТЕТ-ХСН»: исходные характеристики и лечение первых включенных пациентов. Российский кардиологический журнал. 2023;28(10):5593. DOI: 10.15829/1560-4071-2023-5593.Shlyakhto E.V., Belenkov Yu.N., Boytsov S.A., Villevalde S.V., Galyavich A.S., Glezer N.G. et al. Interim analysis of a prospective observational multicenter registry study of patients with chronic heart failure in the Russian Federation “PRIORITET-CHF”: initial characteristics and treatment of the first included patients. Russian Journal of Cardiology. 2023;28(10):5593. (In Russ.). DOI: 10.15829/1560-4071-2023-5593.Гарганеева А.А., Кужелева Е.А., Кузьмичкина М.А., Рябов В.В., Мареев Ю.В., Мареев В.Ю. Изменения характеристик и лечения больных с хронической сердечной недостаточностью, поступивших в кардиологический стационар в 2002 и 2016 годах. Кардиология. 2018;58(S12):18–26. DOI: 10.18087/cardio.2605.Garganeeva A.A., Kuzheleva E.А., Kuzmichkina М.А., Ryabov V.V., Mareev Yu.V., Mareev V.Yu. Characteristics and treatment of patients with heart failure admitted to a cardiology department in 2002 and 2016. Kardiologiia. 2018;58(S12):18–26. (In Russ.). DOI: 10.18087/cardio.2605.Gewirtz H., Dilsizian V. Myocardial viability: Survival mechanisms and molecular imaging targets in acute and chronic ischemia. Circ. Res. 2017;120(7):1197–1212. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.307898.Gewirtz H., Dilsizian V. Myocardial viability: Survival mechanisms and molecular imaging targets in acute and chronic ischemia. Circ. Res. 2017;120(7):1197–1212. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.307898.Unno K., Isobe S., Izawa H., Cheng X.W., Kobayashi M., Hirashiki A. et al. Relation of functional and morphological changes in mitochondria to myocardial contractile and relaxation reserves in asymptomatic to mildly symptomatic patients with hypertrophic cardiomyopathy. Eur. Heart J. 2009;30(15):1853–1862. DOI: 10.1093/eurheartj/ehp184.Unno K., Isobe S., Izawa H., Cheng X.W., Kobayashi M., Hirashiki A. et al. Relation of functional and morphological changes in mitochondria to myocardial contractile and relaxation reserves in asymptomatic to mildly symptomatic patients with hypertrophic cardiomyopathy. Eur. Heart J. 2009;30(15):1853–1862. DOI: 10.1093/eurheartj/ehp184.Корепанов В.А., Реброва Т.Ю., Афанасьев С.А. Активность дыхания изолированных кардиомиоцитов и микровязкость их мембран у крыс разных возрастов при сердечной недостаточности. Бюллетень сибирской медицины. 2023;22(1):51–56. DOI: 10.20538/1682-0363-2023-1-51-56.Korepanov V.A., Rebrova T.Yu., Afanasiev S.A. Respiration in isolated cardiomyocytes and microviscosity of their membranes in rats of different ages with heart failure. Bulletin of Siberian Medicine. 2023;22(1):51– 56. (In Russ.). DOI: 10.20538/1682-0363-2023-1-51-56.Еремеев С.А., Ягужинский Л.С. О локальном сопряжении систем электронного транспорта и синтеза АТФ в митохондриях. Теория и эксперимент. Биохимия. 2015;80(5):682–688.Eremeev S.A., Yaguzhinsky L.S. On the local coupling of SYSTEMS of electron transport and ATP synthesis in mitochondria. Theory and experiment. Biochemistry. 2015;80(5):682–688. (In Russ.).Hayashi D., Ohshima S., Isobe S., Cheng X.W., Unno K., Funahashi H. et al. Increased (99m)Tc-sestamibi washout reflects impaired myocardial contractile and relaxation reserve during dobutamine stress due to mitochondrial dysfunction in dilated cardiomyopathy patients. J. Am. Coll. Cardiol. 2013;14;61(19):2007–2017. DOI: 10.1016/j.jacc.2013.01.074.Hayashi D., Ohshima S., Isobe S., Cheng X.W., Unno K., Funahashi H. et al. Increased (99m)Tc-sestamibi washout reflects impaired myocardial contractile and relaxation reserve during dobutamine stress due to mitochondrial dysfunction in dilated cardiomyopathy patients. J. Am. Coll. Cardiol. 2013;14;61(19):2007–2017. DOI: 10.1016/j.jacc.2013.01.074.Иванченко М.В., Твердохлеб И.В. Характер образования межмитохондриальных контактов в процессе онтогенетического формирования митохондриального аппарата в норме и в условиях гипоксического повреждения кардиогенеза. Рос. мед.-биол. вестн. им. акад. И.П. Павлова. 2014;2.Ivanchenko M.V., Tverdokhleb I.V. The nature of the formation of intermitochondrial contacts during the ontogenetic formation of the mitochondrial apparatus in normal conditions and under conditions of hypoxic damage to cardiogenesis. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2014;2. (In Russ.).Huang X., Sun L., Ji S., Zhao T., Zhang W., Xu J. et al. Kissing and nanotunneling mediate intermitochondrial communication in the heart. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013;110(8):2846–2851. DOI: 10.1073/pnas.1300741110.Huang X., Sun L., Ji S., Zhao T., Zhang W., Xu J. et al. Kissing and nanotunneling mediate intermitochondrial communication in the heart. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013;110(8):2846–2851. DOI: 10.1073/pnas.1300741110.Бакеева Л.Е., Сударикова Ю.В., Цыпленкова В.Г. Межмитохондриальные контакты как специальная межмембранная контактная структура, объединяющая митохондрии в единую морфофункциональную систему. Информационный бюллетень РФФИ. Биология, медицинская наука. 1999;7.Bakeeva L.E., Sudarikova Yu.V., Tsyplenkova V.G. Intermitochondrial contacts as a special intermembrane contact structure that unites mitochondria into a single morphofunctional system. RBRF Information Bulletin. Biology, medical science. 1999;7. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.