Ассоциация ультраструктурных характеристик митохондрий кардиомиоцитов с выраженностью клинических проявлений хронической сердечной недостаточности

Цель    Изучение количественных характеристик ультраструктуры митохондрий кардиомиоцитов по данным электронной микроскопии у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) и анализ их связи с клиническими параметрами и тяжестью ХСН.
Материал и методы    Проанализировано 180 микрофотографий кардиомиоцитов ушка правого предсердия, полученных от 30 пациентов с ХСН со сниженной и умеренно сниженной фракцией выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ). Всем пациентам выполнено стандартное лабораторно-инструментальное обследование, включающее эхокардиографию, тест с 6 минутной ходьбой (ТШХ), кардиореспираторный нагрузочный тест. Забор биоптата производился во время операции коронарного шунтирования. Электронная микроскопия выполнялась с помощью просвечивающего электронного микроскопа JEM-1400. Рассчитаны показатель общей площади межфибриллярных митохондрий (Sмтх) при увеличении ×5000, а также отношение длины внешней мембраны отдельно взятой митохондрии к длине внутренней мембраны при увеличении ×15 000.
Результаты    Выявлена положительная корреляционная связь между Sмтх и уровнем толерантности к физической нагрузке (r=0,593; p=0,033), величиной пикового потребления кислорода при нагрузке (r=0,395; p=0,012), расстоянием, пройденным в ТШХ (r=0,483; p=0,002). Установлена отрицательная корреляция между Sмтх и концентрацией N-концевого фрагмента предшественника мозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP) (r= –0,472; p=0,017). Соотношение длины внешней мембраны митохондрии и длины внутренней мембраны обратно коррелировало с ФВ ЛЖ (r= –0,593; p=0,033).
Заключение    Установлено, что общая площадь межфибриллярных митохондрий кардиомиоцитов коррелирует с толерантностью к физической нагрузке, пиковым потреблением кислорода и уровнем NT-proBNP, а соотношение длин мембран митохондрий – с фракцией выброса левого желудочка. Это свидетельствует об ассоциации количественных параметров ультраструктуры митохондрий с клиническими проявлениями ХСН.

1. McDonagh TA, Metra M, Adamo M, Gardner RS, Baumbach A, Böhm M et al. 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. European Heart Journal. 2021;42(36):3599–726. DOI: 10.1093/eurheartj/ehab368

2. Marin-Garcia J. Mitochondrial dysfunction in heart failure. Journal of the American College of Cardiology. 2003;41(12):2299. DOI: 10.1016/S0735-1097(03)00494-7

3. Gewirtz H, Dilsizian V. Myocardial Viability: Survival Mechanisms and Molecular Imaging Targets in Acute and Chronic Ischemia. Circulation Research. 2017;120(7):1197–212. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.307898

4. Беляева С.А., Гутор С.С. Оценка информативности биопсии миокарда по аутопсии тех же отделов сердца у больных ишемической кардиомиопатией. Сибирский медицинский журнал (г. Томск). 2017;32(1):92-5

5. Hinton A, Claypool SM, Neikirk K, Senoo N, Wanjalla CN, Kirabo A et al. Mitochondrial Structure and Function in Human Heart Failure. Circulation Research. 2024;135(2):372–96. DOI: 10.1161/CIRCRE-SAHA.124.323800

6. Li K, Wan B, Li S, Chen Z, Jia H, Song Y et al. Mitochondrial dysfunction in cardiovascular disease: Towards exercise regulation of mitochondrial function. Frontiers in Physiology. 2023;14:1063556. DOI: 10.3389/fphys.2023.1063556

7. Галявич А.С., Терещенко С.Н., Ускач Т.М., Агеев Ф.Т., Аронов Д.М., Арутюнов Г.П. и др. Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2024. Российский кардиологический журнал. 2024;29(11):251-349. DOI: 10.15829/1560-4071-2024-6162

8. Neumann F-J., Sousa-Uva M., Ahlsson A., Alfonso F., Banning A.P., Benedettol U. и др. Рекомендации ESC/EACTS по реваскуляризации миокарда 2018. Рабочая группа по реваскуляризации миокарда Европейского Общества Кардиологов (ESC) и Европейской Ассоциации Кардио-торакальных Хирургов (EACTS). Разработаны с участием Европейской Ассоциации по Чрескожным Сердечно-сосудистым Вмешательствам (EAPCI). Российский кардиологический журнал. 2019;24(8):151-226. DOI: 10.15829/1560-4071-2019-8-151-226

9. Александрова Е.А., Пряхин А.С., Андреев С.Л., Михеев С.Л. Эргоспирометрия в клинической практике у пациентов при хирургическом лечении ишемической кардиомиопатии. Сибирский медицинский журнал (г. Томск). 2016;31(2):71-5. DOI: 10.29001/2073-8552-2016-31-2-71-75

10. Кужелева Е.А., Гарганеева А.А., Тукиш О.В., Витт К.Н., Андреев С.Л., Сыромятникова Е.Е. и др. Общая площадь межфибриллярных митохондрий в кардиомиоцитах ушка правого предсердия как показатель функционального состояния сердечно-сосудистой системы при хронической сердечной недостаточности. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2024;178(10):497-502. DOI: 10.47056/0365-9615-2024-178-10-497-502

11. Hayashi D, Ohshima S, Isobe S, Cheng XW, Unno K, Funahashi H et al. Increased 99mTc-Sestamibi Washout Reflects Impaired Myocardial Contractile and Relaxation Reserve During Dobutamine Stress Due to Mitochondrial Dysfunction in Dilated Cardiomyopathy Patients. Journal of the American College of Cardiology. 2013;61(19):2007-17. DOI: 10.1016/j.jacc.2013.01.074

12. Bakeeva LE, Chentsov YuS, Skulachev VP. Intermitochondrial contacts in myocardiocytes. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 1983;15(7):413–20. DOI: 10.1016/0022-2828(83)90261-4

13. Cogliati S, Frezza C, Soriano ME, Varanita T, Quintana-Cabrera R, Corrado M et al. Mitochondrial Cristae Shape Determines Respiratory Chain Supercomplexes Assembly and Respiratory Efficiency. Cell. 2013;155(1):160–71. DOI: 10.1016/j.cell.2013.08.032

14. Gallo G, Rubattu S, Volpe M. Mitochondrial Dysfunction in Heart Failure: From Pathophysiological Mechanisms to Therapeutic Opportunities. International Journal of Molecular Sciences. 2024;25(5):2667. DOI: 10.3390/ijms25052667