sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20260211sibmed-2829Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL MEDICINEВозможности метаболомного анализа для поиска новых предикторов фибрилляции предсердий у больных ишемической болезнью сердцаPotential of metabolomic analysis for searching for new predictors of atrial fibrillation in patients with coronary artery diseasehttps://orcid.org/0009-0006-7665-503XКузинС. В.KuzinS. V.

Кузин Станислав Викторович

630060, г Новосибирск, ул. Тимакова, 2

630054, г. Новосибирск, ул. Титова, 18

Stanislav V. Kuzin

630117, Novosibirsk, Timakova st., 2

630054, Novosibirsk, Titova st., 18

kuzinsv9753@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4832-3197ЛожкинаН. Г.LozhkinaN. G.

Ложкина Наталья Геннадьевна, д.м.н., проф.

630060, г Новосибирск, ул. Тимакова, 2

630047, г. Новосибирск, ул. Залесского, 6

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

Natalya G. Lozhkina, doctor of medical sciences, professor

630117, Novosibirsk, Timakova st., 2

630047, Novosibirsk, Zalesskogo st., 6

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

lozhkina.n@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-3171-0387СотниковаМ. А.SotnikovaM. A.

Сотникова Мария Артуровна

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 9

630060, г. Новосибирск, ул. Арбузова, 6

Maria A. Sotnikova

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

630090, Novosibirsk, Akademika Lavrentyeva ave., 9

630060, Novosibirsk, Arbuzova st., 6

m.sotnikova1@g.nsu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6390-5796БасовН. В.BasovN. V.

Басов Никита Вячеславович

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 9

Nikita V. Basov

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

630090, Novosibirsk, Akademika Lavrentyeva ave., 9

n.basov@g.nsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3338-8529РогачевА. Д.RogachevA. D.

Рогачев Артем Дмитриевич, к.х.н.

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 9

Artyom D. Rogachev, candidate of chemical sciences

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

630090, Novosibirsk, Akademika Lavrentyeva ave., 9

 

a.rogachev@nsu.ruГайслерЕ. В.GaislerE. V.

Гайслер Евгений Владимирович, к.т.н.

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

Evgeniy V. Gaisler, candidate of technical sciences

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

e.gaisler@nsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0545-703XСотниковаЮ. С.SotnikovaYu. S.

Сотникова Юлия Сергеевна, к.х.н.

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 9

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 5

Yulia S. Sotnikova, candidate of chemical sciences

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

630090, Novosibirsk, Akademika Lavrentyeva ave., 9

630090, Novosibirsk, Akademika Lavrentyeva ave., 5

i.sotnikova@g.nsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2078-5488ПатрушевЮ. В.PatrushevYu. V.

Патрушев Юрий Валерьевич, к.х.н.

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 5

Yuriy V. Patrushev, candidate of chemical sciences

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

630090, Novosibirsk, Akademika Lavrentyeva ave., 5

i.patrushev@g.nsu.ruПокровскийА. Г.PokrovskyA. G.

Покровский Андрей Георгиевич, д.м.н., проф., чл.-корр. РАН

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

Andrey G. Pokrovsky, doctor of medical sciences, professor, corresponding member of the RAS

630090, Novosibirsk, Pirogova st., 1

a.pokrovskii@g.nsu.ruФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины; Городская клиническая больница № 34РоссияFederal Research Center of Fundamental and Translational Medicine; City Clinical Hospital No. 34Russian FederationФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины; Городская клиническая больница № 1; Новосибирский государственный университетРоссияFederal Research Center of Fundamental and Translational Medicine; City Clinical Hospital No. 1; Novosibirsk State UniversityRussian FederationНовосибирский государственный университет; Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН; НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАНРоссияNovosibirsk State University; Novosibirsk Institute of Organic Chemistry named after N.N. Vorozhtsov of SB RAS ; Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology – Branch of the Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics of SB RASRussian FederationНовосибирский государственный университет;Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАНРоссияNovosibirsk State University;Novosibirsk Institute of Organic Chemistry named after N.N. Vorozhtsov of SB RASRussian FederationНовосибирский государственный университетРоссияNovosibirsk State UniversityRussian FederationНовосибирский государственный университет;Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН; ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАНРоссияNovosibirsk State University;Novosibirsk Institute of Organic Chemistry named after N.N. Vorozhtsov of SB RAS; Federal Research Center G.K. Boreskov Institute of Catalysis of SB RASRussian FederationНовосибирский государственный университет; ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАНРоссияNovosibirsk State University; Federal Research Center G.K. Boreskov Institute of Catalysis of SB RASRussian Federation20260505202646297106Copyright © Кузин С.В., Ложкина Н.Г., Сотникова М.А., Басов Н.В., Рогачев А.Д., Гайслер Е.В., Сотникова Ю.С., Патрушев Ю.В., Покровский А.Г., 20262026Кузин С.В., Ложкина Н.Г., Сотникова М.А., Басов Н.В., Рогачев А.Д., Гайслер Е.В., Сотникова Ю.С., Патрушев Ю.В., Покровский А.Г.Kuzin S.V., Lozhkina N.G., Sotnikova M.A., Basov N.V., Rogachev A.D., Gaisler E.V., Sotnikova Y.S., Patrushev Y.V., Pokrovsky A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/2829

Несмотря на продолжающиеся усилия, ограниченное понимание фундаментальных причин фибрилляции предсердий (ФП) по-прежнему затрудняет прогресс в ее диагностике и лечении. Патогенетические процессы, определяющие развитие ФП, тесно связаны с клеточным метаболизмом, в связи с этим метаболомика представляет собой перспективное направление для поиска новых биомаркеров, изучения метаболических механизмов ФП и определения потенциальных терапевтических мишеней. Материал и методы. В открытое кросс-секционное ретроспективное нерандомизированное выполненное методом параллельных групп исследование включены данные 34 пациентов женского и мужского пола с диагнозом ИБС. Пациенты были распределены на две группы: первая группа состояла из больных ИБС, имеющих ФП (n = 17), вторая ‒ из пациентов с ИБС без ФП (n = 17). Анализ метаболомного профиля проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрической детекцией на масс-спектрометре с тройным квадруполем. Результаты и их обсуждение. В общей сложности выявлено 56 метаболитов, по содержанию которых в плазме крови группы пациентов с ФП и без ФП статистически значимо различались. Заключение. Представленные данные указывают на участие ряда метаболитов в энергетическом, аминокислотном и липидном обмене, а также в механизмах воспаления и фиброза. Эти соединения играют значимую роль в патогенезе ФП и могут рассматриваться как потенциальные биомаркеры для диагностики и мониторинга протекания заболевания

Despite ongoing efforts, limited understanding of the fundamental causes of atrial fibrillation (AF) continues to hinder progress in its diagnosis and treatment. Pathogenetic processes that determine the development of AF are closely related to cellular metabolism, in this regard, metabolomics is a promising direction for the search for new biomarkers, studying the metabolic mechanisms of AF, and identifying potential therapeutic targets. Material and methods. The open, crosssectional, retrospective, non-randomized parallel group study included data from 34 female and male patients diagnosed with coronary artery disease (CAD). The patients were divided into two groups: the first group consisted of patients with CAD and AF (n = 17), the second ‒ of patients with CAD without AF (n = 17). Metabolomic profiling was performed by high-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection on a triple quadrupole mass spectrometer. Results and discussion. In total, 56 metabolites were identified, the content of which in the blood plasma of the groups of patients with and without AF differed statistically significantly. Conclusions. The presented data indicate the involvement of a number of metabolites in energy, amino acid and lipid metabolism, as well as in the mechanisms of inflammation and fibrosis. These compounds play a significant role in the pathogenesis of AF and can be considered as potential biomarkers for the diagnosis and monitoring of the disease.

ишемическая болезнь сердцафибрилляция предсердийметаболомикапрогностические исследованияcoronary artery diseaseatrial fibrillationmetabolomicsprognostic studiesАнализ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрической детекцией проведен при поддержке государственного задания № FSUS-2025-0012. Авторы также выражают благодарность государственному заданию № 075-00365-25-00 Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова СО РАН за предоставленные ресурсы. Подготовка монолитных колонок для ВЭЖХ выполнена при поддержке государственного задания № FWUR-2024-0032 ИК СО РАНThe high-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection analysis was supported by state assignment No. FSUS-2025-0012. The authors also express their gratitude to state assignment No. 075-00365-25-00 of the Novosibirsk Institute of Organic Chemistry named after N.N. Vorozhtsov of the Siberian branch of the Russian Academy of science for the provided resources. The preparation of monolithic columns for HPLC was supported by state assignment No. FWUR-2024-0032 of the Institute of Organic Chemistry SB RASReferencesLi H., Song X., Liang Y., Bai X., Liu-Huo W.S., Tang C., Chen W., Zhao L. Global, regional, and national burden of disease study of atrial fibrillation/flutter, 1990-2019: results from a global burden of disease study, 2019. BMC Public Health. 2022;22(1):2–15. doi: 10.1186/s12889-022-14403-2Li H., Song X., Liang Y., Bai X., Liu-Huo W.S., Tang C., Chen W., Zhao L. Global, regional, and national burden of disease study of atrial fibrillation/flutter, 1990-2019: results from a global burden of disease study, 2019. BMC Public Health. 2022;22(1):2–15. doi: 10.1186/s12889-022-14403-2Kornej J., Börschel C., Benjamin E., Schnabel R. Epidemiology of atrial fibrillation in the 21st century: novel methods and new insights. Circ. Res.2020;127(1):4–20. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.120.316340Kornej J., Börschel C., Benjamin E., Schnabel R. Epidemiology of atrial fibrillation in the 21st century: novel methods and new insights. Circ. Res.2020;127(1):4–20. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.120.316340Yang Q., Wu G., Han L., Feng Y., Lin S., Lv Q., Yang J., Hu J. Taurine reverses atrial structural remodeling in Ach-CaCl2 induced atrial fibrillation rats. Adv. Exp. Med. Biol. 2017;975(2):831–841. doi: 10.1007/978-94-024-1079-2_65Yang Q., Wu G., Han L., Feng Y., Lin S., Lv Q., Yang J., Hu J. Taurine reverses atrial structural remodeling in Ach-CaCl2 induced atrial fibrillation rats. Adv. Exp. Med. Biol. 2017;975(2):831–841. doi: 10.1007/978-94-024-1079-2_65Johnson C., Gonzalez F. Challenges and opportunities of metabolomics. J. Cell. Physiol. 2012;227(8):2975–2981. doi: 10.1002/jcp.24002Johnson C., Gonzalez F. Challenges and opportunities of metabolomics. J. Cell. Physiol. 2012;227(8):2975–2981. doi: 10.1002/jcp.24002Li K., Naviaux J.C., Bright A.T., Wang L., Naviaux R.K. A robust, single-injection method for targeted, broad-spectrum plasma metabolomics. Metabolomics. 2017;13(10):122. doi: 10.1007/s11306-0171264-1Li K., Naviaux J.C., Bright A.T., Wang L., Naviaux R.K. A robust, single-injection method for targeted, broad-spectrum plasma metabolomics. Metabolomics. 2017;13(10):122. doi: 10.1007/s11306-0171264-1Basov N.V., Rogachev A.D., Aleshkova M.A., Gaisler E.V., Sotnikova Y.S., Patrushev Y.V., Tolstikova T.G., Yarovaya O.I., Pokrovsky A.G., Salakhutdinov N.F. Global LC-MS/MS targeted metabolomics using a combination of HILIC and RP LC separation modes on an organic monolithic column based on 1-vinyl-1,2,4-triazole. Talanta. 2024;267:1251–1268. doi: 10.1016/j.talanta.2023.125168Basov N.V., Rogachev A.D., Aleshkova M.A., Gaisler E.V., Sotnikova Y.S., Patrushev Y.V., Tolstikova T.G., Yarovaya O.I., Pokrovsky A.G., Salakhutdinov N.F. Global LC-MS/MS targeted metabolomics using a combination of HILIC and RP LC separation modes on an organic monolithic column based on 1-vinyl-1,2,4-triazole. Talanta. 2024;267:1251–1268. doi: 10.1016/j.talanta.2023.125168Patrushev Y.V., Sotnikova Y.S., Sidel’ni- kov V.N. A monolithic column with a sorbent based on 1-vinyl-1,2,4-triazole for hydrophilic HPLC. Prot. Met. Phys. Chem. Surfaces. 2020;56:49–53. doi: 10.1134/S2070205119060248Patrushev Y.V., Sotnikova Y.S., Sidel’ni- kov V.N. A monolithic column with a sorbent based on 1-vinyl-1,2,4-triazole for hydrophilic HPLC. Prot. Met. Phys. Chem. Surfaces. 2020;56:49–53. doi: 10.1134/S2070205119060248Yuan M., Breitkopf S.B., Yang X., Asara J.M. A positive/negative ion-switching, targeted mass spectrometry-based metabolomics platform for bodily fluids, cells, and fresh and fixed tissue. Nat. Protoc. 2012;7(5):872–881. doi: 10.1038/nprot.2012.024Yuan M., Breitkopf S.B., Yang X., Asara J.M. A positive/negative ion-switching, targeted mass spectrometry-based metabolomics platform for bodily fluids, cells, and fresh and fixed tissue. Nat. Protoc. 2012;7(5):872–881. doi: 10.1038/nprot.2012.024Nemutlu E., Gupta A., Zhang S., Viqar M., Holmuhamedov E., Terzic A., Jahangir A., Dzeja P. Decline of phosphotransfer and substrate supply metabolic circuits hinders ATP cycling in aging myocardium. PLoS. ONE. 2015;10(9):e0135665. doi: 10.1371/journal.pone.0136556Nemutlu E., Gupta A., Zhang S., Viqar M., Holmuhamedov E., Terzic A., Jahangir A., Dzeja P. Decline of phosphotransfer and substrate supply metabolic circuits hinders ATP cycling in aging myocardium. PLoS. ONE. 2015;10(9):e0135665. doi: 10.1371/journal.pone.0136556Jie Q.Q., Li G., Duan L.B., Li X.B., Yang W., Chu Y.P., Yu S.D., Liu X.Y., Wang C.Y., Liu F.F., … Wu L. Remodeling of myocardial energy and metabolic homeostasis in a sheep model of persistent atrial fibrillation. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2019;517(1):814. doi: 10.1016/j.bbrc.2019.05.112Jie Q.Q., Li G., Duan L.B., Li X.B., Yang W., Chu Y.P., Yu S.D., Liu X.Y., Wang C.Y., Liu F.F., … Wu L. Remodeling of myocardial energy and metabolic homeostasis in a sheep model of persistent atrial fibrillation. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2019;517(1):814. doi: 10.1016/j.bbrc.2019.05.112Lai S., Hua X., Gao R., Zeng L., Song J., Liu J., Zhang J. Combinational biomarkers for atrial fibrillation derived from atrial appendage and plasma metabolomics Analysis. Sci. Rep. 2018;8(1):16930. doi: 10.1038/s41598-018-34930-6Lai S., Hua X., Gao R., Zeng L., Song J., Liu J., Zhang J. Combinational biomarkers for atrial fibrillation derived from atrial appendage and plasma metabolomics Analysis. Sci. Rep. 2018;8(1):16930. doi: 10.1038/s41598-018-34930-6Ардашев А.В., Беленков Ю.Н., Матюкевич М.Ч., Снежицкий В.А. Фибрилляция предсердий и смертность: прогностические факторы и терапевтические стратегии. Кардиология. 2021;61(2):91–98. doi: 10.18087/cardio.2021.2.n1348Ardashev A.V., Belenkov Yu.N., Matyukevich M.Ch., Snezhitskiy V.A. Atrial fibrillation and mortality: prognostic factors and direction of prevention.Kardiologiya = Cardiology. 2021;61(2):91–98. [In Russian]. doi: 10.18087/cardio.2021.2.n1348Borghi C., Agabiti-Rosei E., Johnson R.J., Kielstein J.T., Lurbe E., Mancia G., Redon J., Stack A.G., Tsioufis K.P. Hyperuricaemia and gout in cardiovascular, metabolic and kidney disease. Eur. J. Intern. Med. 2020;80:1–11. doi: 10.1016/j.ejim.2020.07.006Borghi C., Agabiti-Rosei E., Johnson R.J., Kielstein J.T., Lurbe E., Mancia G., Redon J., Stack A.G., Tsioufis K.P. Hyperuricaemia and gout in cardiovascular, metabolic and kidney disease. Eur. J. Intern. Med. 2020;80:1–11. doi: 10.1016/j.ejim.2020.07.006Krause J., Nickel A., Madsen A., Aitken-Buck H.M., Stoter A.M.S., Schrapers J., Ojeda F., Geiger K., Kern M., Kohlhaas M., … Zeller T. An arrhythmogenic metabolite in atrial fibrillation. J. Transl. Med. 2023;21(1):566. doi: 10.1186/s12967023-04420-zKrause J., Nickel A., Madsen A., Aitken-Buck H.M., Stoter A.M.S., Schrapers J., Ojeda F., Geiger K., Kern M., Kohlhaas M., … Zeller T. An arrhythmogenic metabolite in atrial fibrillation. J. Transl. Med. 2023;21(1):566. doi: 10.1186/s12967023-04420-zEmmert D.B., Vukovic V., Dordevic N., Weichenberger C.X., Losi C., D’Elia Y., Volpato C., Hernandes V.V., Gögele M., Foco L., … De Bortoli M. Genetic and metabolic determinants of atrial fibrillation in a general population sample: the CHRIS study. Biomolecules. 2021;11(11):1663. doi: 10.3390/biom11111663Emmert D.B., Vukovic V., Dordevic N., Weichenberger C.X., Losi C., D’Elia Y., Volpato C., Hernandes V.V., Gögele M., Foco L., … De Bortoli M. Genetic and metabolic determinants of atrial fibrillation in a general population sample: the CHRIS study. Biomolecules. 2021;11(11):1663. doi: 10.3390/biom11111663Watterson K.R., Lanning D.A., Diegelmann R.F., Spiegel S. Regulation of fibroblast functions by lysophospholipid mediators: potential roles in wound healing. Wound Repair. Regen. 2007;15(5):607616. doi: 10.1111/j.1524-475X.2007.00292.xWatterson K.R., Lanning D.A., Diegelmann R.F., Spiegel S. Regulation of fibroblast functions by lysophospholipid mediators: potential roles in wound healing. Wound Repair. Regen. 2007;15(5):607616. doi: 10.1111/j.1524-475X.2007.00292.xJi R., Akashi H., Drosatos K., Liao X., Jiang H., Kennel P.J., Brunjes D.L., Castillero E., Zhang X., Deng L.Y., … Schulze P.C. Increased de novo ceramide synthesis and accumulation in failing myocardium. JCI Insight. 2017;2(9):e82922. doi: 10.1172/jci.insight.82922Ji R., Akashi H., Drosatos K., Liao X., Jiang H., Kennel P.J., Brunjes D.L., Castillero E., Zhang X., Deng L.Y., … Schulze P.C. Increased de novo ceramide synthesis and accumulation in failing myocardium. JCI Insight. 2017;2(9):e82922. doi: 10.1172/jci.insight.82922Lozhkina N.G., Gushchina O.I., Basov N.V., Gaisler E.V., Rogachev A.D., Sotnikova Y.S., Patrushev Y.V., Pokrovsky A.G. Ceramides as potential new predictors of the severity of acute coronary syndrome in conjunction with SARS-CoV-2 infection. Acta Naturae. 2024;16(2):53–60. doi: 10.32607/actanaturae.27400Lozhkina N.G., Gushchina O.I., Basov N.V., Gaisler E.V., Rogachev A.D., Sotnikova Y.S., Patrushev Y.V., Pokrovsky A.G. Ceramides as potential new predictors of the severity of acute coronary syndrome in conjunction with SARS-CoV-2 infection. Acta Naturae. 2024;16(2):53–60. doi: 10.32607/actanaturae.27400Sauer B., Vogler R., von Wenckstern H., Fujii M., Anzano M.B., Glick A.B., Schäfer-Korting M., Roberts A.B., Kleuser B. Involvement of Smad signaling in sphingosine 1-phosphate-mediated biological responses of keratinocytes. J. Biol. Chem. 2004;279(37):38471–38479. doi:10.1074/jbc.M313557200Sauer B., Vogler R., von Wenckstern H., Fujii M., Anzano M.B., Glick A.B., Schäfer-Korting M., Roberts A.B., Kleuser B. Involvement of Smad signaling in sphingosine 1-phosphate-mediated biological responses of keratinocytes. J. Biol. Chem. 2004;279(37):38471–38479. doi:10.1074/jbc.M313557200Schwalm S., Pfeilschifter J., Huwiler A. Sphingosine-1-phosphate: a Janus-faced mediator of fibrotic diseases. Biochim. Biophys. Acta. 2013;1831(1):239250. doi: 10.1016/j.bbalip.2012.07.022Schwalm S., Pfeilschifter J., Huwiler A. Sphingosine-1-phosphate: a Janus-faced mediator of fibrotic diseases. Biochim. Biophys. Acta. 2013;1831(1):239250. doi: 10.1016/j.bbalip.2012.07.022Braverman N.E., Moser A.B. Functions of plasmalogen lipids in health and disease. Biochim. Biophys. Acta. 2012;1822(9):1442–1452. doi: 10.1016/j.bbadis.2012.05.008Braverman N.E., Moser A.B. Functions of plasmalogen lipids in health and disease. Biochim. Biophys. Acta. 2012;1822(9):1442–1452. doi: 10.1016/j.bbadis.2012.05.008

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