sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20220505sibmed-883Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEХронотропное действие иммобилизированных субтилизинов при перфузии изолированного сердца крысыChronotropic action of immobilized subtilisins during the perfusion of an isolated rat hearthttps://orcid.org/0000-0002-5445-9920БайкаловГ. И.BaikalovG. I.

Герман Игоревич Байкалов

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

German I. Baikalov

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

630091, Novosibirsk, Krasny ave., 52 

gbaikalov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4364-8937ЛеоновН. П.LeonovN. P.

Николай Петрович Леонов, к.м.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Nikolai P. Leonov, candidate of medical sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

nikoleonov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1093-8938МадоновП. Г.MadonovP. G.

Павел Геннадьевич Мадонов, д.м.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

630091, г. Новосибирск, Красный просп., 52

Pavel G. Madonov, doctor of medical sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

630091, Novosibirsk, Krasny ave., 52 

pmadonov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4139-036XЕршовК. И.ErshovK I.

Константин Игоревич Ершов, к.б.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

630091, г. Новосибирск, Красный просп., 52

Konstantin I. Ershov, candidate of biological sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

630091, Novosibirsk, Krasny ave., 52 

ershov_k@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2054-1659БахареваК. И.BakharevaK. I.

Ксения Игоревна Бахарева

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Kseniya I. Bakhareva

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

xeniabahareva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1050-6921СолдатоваМ. С.SoldatovaM. S.

Марина Сергеевна Солдатова

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Marina S. Soldatova

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

schnuffel-bunny@rambler.ruНИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН; Новосибирский государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияScientific Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology – Branch of Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics of SB RAS; Novosibirsk State Medical University of Minzdrav of RussiaRussian FederationНИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАНРоссияScientific Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology – Branch of Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics of SB RASRussian Federation2022271020224253742Copyright © Байкалов Г.И., Леонов Н.П., Мадонов П.Г., Ершов К.И., Бахарева К.И., Солдатова М.С., 20222022Байкалов Г.И., Леонов Н.П., Мадонов П.Г., Ершов К.И., Бахарева К.И., Солдатова М.С.Baikalov G.I., Leonov N.P., Madonov P.G., Ershov K.I., Bakhareva K.I., Soldatova M.S.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/883

Преференциальным способом оценки первичной фармакодинамики исследуемых препаратов являются фармакологические эксперименты на изолированных органах (ex vivo), так как данный способ полностью исключает системное влияние нейрогуморальной регуляции. В последнее десятилетие сформировалась новая группа тромболитических лекарственных препаратов на основе иммобилизированных субтилизинов. На этапе регистрационных доклинических и клинических исследований их плейотропные фармакологические эффекты не изучались. Между тем есть основания считать, что их фармакологическая активность в кровеносном русле не ограничивается тромболитическим действием, а может оказаться расширенной до системного воздействия на сердечно-сосудистую систему.

Цель исследования – изучить хронотропные эффекты изолированного сердца при его перфузии растворами иммобилизированных субтилизинов в разных концентрациях. Материал и методы. В исследовании использована модель изолированного сердца крысы по Лангендорфу. В эксперимент включено 50 крыс линии Вистар, разделенных на пять групп: выделенные сердца, перфузируемые только раствором Кребса – Хензеляйта (контроль) или иммобилизированными субтилизинами в четырех концентрациях (170, 340, 510 и 1020 Ед/л). Результаты и их обсуждение. Иммобилизированные субтилизины обладают отрицательным хронотропным эффектом. Начало эффекта зависит от концентрации препарата в растворе: чем она больше, тем раньше проявляется эффект. С 5-й по 10-ю минуту перфузии отрицательный хронотропный эффект отмечается при применении иммобилизированных субтилизинов в любой дозе. Длительность его нарастания проявляется до 10–20 минуты в зависимости от концентрации препарата в растворе. После 20-й минуты перфузии достигнутый отрицательный хронотропный эффект сохраняется на уровне плато до 40-й минуты. Заключение. Иммобилизированные субтилизины обладают самостоятельным фармакологическим эффектом на частоту сердечных сокращений. 

The pharmacological experiments on isolated organs (ex vivo) are the preferred method for assessing the primary pharmacodynamics of the studied drugs, since this method is completely excluded the systemic influence of neurohumoral regulation. In the last decade, a new group of thrombolytic drugs based on immobilized subtilisins has been formed. At the stage of registrational preclinical and clinical studies, their pleiotropic pharmacological effects have not been studied. Meanwhile, there is a reason to consider that their pharmacological activity in the bloodstream is not limited to thrombolytic action, but may be extended to a systemic effect on the cardiovascular system. The aim of the study was to investigate the chronotropic effects of an isolated heart during its perfusion with solutions of immobilized subtilisins at different concentrations. Material and methods. The isolated rat heart model according to Langendorff was used in the study. The experiment included 50 Wistar rats, which were divided into 5 groups: isolated hearts perfused only with Krebs – Henseleit solution (control) or with immobilized subtilisins in 4 concentrations (170, 340, 510 и 1020 U/l). Results and discussion. The immobilized subtilisins have a negative chronotropic effect. The onset of the effect depends on the drug concentration in the solution: the higher concentration, the earlier effect. From 5 to 10 minutes of perfusion, a negative chronotropic effect is observed using of immobilized subtilisins at any dose. The duration of its increase is manifested up to 10–20 minutes, depending on the drug concentration in solution. After 20 minutes of perfusion, the achieved negative chronotropic effect remains at a plateau level up to 40 minutes. Conclusion. The immobilized subtilisins have an independent pharmacological effect on heart rate.

иммобилизированные субтилизинытромбовазимизолированное сердцечастота сердечных сокращенийimmobilized subtilisinstrombovazimisolated heartheart rateReferencesLangendorff O. Untersuchungen am uberlebenden Saugetierherzen. Pflugers Arch. 1895;61:291–332. doi: 10.1007/BF01812150Langendorff O. Studies on the surviving mammalian heart. Pflugers Arch. 1895;61:291–332. [In German]. doi: 10.1007/BF01812150Королев Д.В., Минасян С.М., Галагудза М.М. Исследовательская установка для регистрации поверхностной электрограммы изолированного сердца лабораторных животных. Биотехносфера. 2014;(5):49–53.Korolev D.V., Minasian S.M., Galagudza M.M. Research equipment for registration of surface electrogram of the isolated heart of laboratory animals. Biotekhnosfera = Biotechnosphere. 2014;(5):49–53. [In Russian].Торопова Я.Г., Мухамадияров Р.А., Головкин А.С. Влияние различных концентраций липосомальной формы эмоксипина на коронарный поток, сократительную и насосную функции изолированного сердца крысы в условиях тотальной нормотермической ишемии и реперфузии. Рос. физиол. ж. 2013;99(7):869–875.Toropova Ya.G., Mukhamadiyarov R.A., Golovkin A.S. Effect of different concentrations liposomal emoxipine on coronary flow, contractive and pump function of the isolated rat heart after normotermic ischemia and further reperfusion. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal imeni Ivana Mikhaylovicha Sechenova = Russian Journal of Physiology. 2013;99(7):869–875. [In Russian].Хисамиева Л.И., Чершинцева А.М., Купцова А.М., Зиятдинова Н.И., Зефиров Т.Л. Блокада α2-адренорецепторов ингибирует работу изолированного по Лангендорфу сердца крысы. Бюл. эксперим. биол. и мед. 2021;172(9):273–276. doi: 10.47056/0365-9615-2021-172-9-273-276Khisamieva L.I., Chershintseva N.N., Kuptsova A.M., Ziyatdinova N.I., Zefirov T.L. Blockade of α2-adrenergic receptors inhibits functional parameters of langendorff-isolated rat heart. Bull. Exp. Biol. Med. 2021;172:288–291. [In Russian]. doi: 10.47056/0365-9615-2021-172-9-273-276Байкалов Г.И., Князев Р.А., Ершов К.И., Бахарева К.И., Солдатова М.С., Мадонов П.Г. Изучение влияния иммобилизированных субтилизинов на коронарный кровоток в эксперименте на изолированном сердце крысы. J. Sib. Med. Sci. 2021;(3):56–65. doi: 10.31549/2542-1174-2021-3-56-65Baikalov G.I., Knyazev R.A., Ershov K.I., Bakhareva K.I., Soldatova M.S., Madonov P.G. Study of the immobilized subtilisins influence on coronary blood flow of an isolated rat heart. Journal of Siberian Medical Sciences. 2021;(3):56–65. [In Russian]. doi: 10.31549/2542-1174-2021-3-56-65Bell R.M., Mocanu M.M., Yellon D.M. Retrograde heart perfusion: the Langendorff technique of isolated heart perfusion. J. Mol. Cell. Cardiol. 2011;50(6):940–950. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.02.018Bell R.M., Mocanu M.M., Yellon D.M. Retrograde heart perfusion: the Langendorff technique of isolated heart perfusion. J. Mol. Cell. Cardiol. 2011;50(6):940–950. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.02.018Olejnickova V., Novakova M., Provaznik I. Isolated heart models: cardiovascular system studies and technological advances. Med. Biol. Eng. Comput. 2015;53(7):669–678. doi: 10.1007/s11517-015-1270-2Olejnickova V., Novakova M., Provaznik I. Isolated heart models: cardiovascular system studies and technological advances. Med. Biol. Eng. Comput. 2015;53(7):669–678. doi: 10.1007/s11517-015-1270-2Watanabe M., Okada T. Langendorff perfusion method as an ex vivo model to evaluate heart function in rats. Methods Mol. Biol. 2018;1816:107–116. doi: 10.1007/978-1-4939-8597-5_8Watanabe M., Okada T. Langendorff perfusion method as an ex vivo model to evaluate heart function in rats. Methods Mol. Biol. 2018;1816:107–116. doi: 10.1007/978-1-4939-8597-5_8Мадонов П.Г., Мишенина С.В., Киншт Д.Н., Кихтенко Н.В. Химические и фармакологические свойства субтилизинов. Сиб. науч. мед. ж. 2016;36(3):13–22.Madonov P.G., Mishenina S.V., Kinsht D.N., Kikhtenko N.V. Chemical and pharmacological properties of subtilisins. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2016;36(3):13–22. [In Russian].Мадонов П.Г., Мишенина С.В., Киншт Д.Н., Кихтенко Н.В. Таргетная фармакодинамика субтилизинов. Сиб. науч. мед. ж. 2016;36(4):15–23.Madonov P.G., Mishenina S.V., Kinsht D.N., Kikhtenko N.V. Targeted pharmacodynamic of subtilisins. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2016;36(4):15–23. [In Russian].Madonov P., Leont’ev S., Zotov S., Ufimtsev M., Mishenina S., Kinsht D. Initial results of oral thrombolytic agent clinical application. Proceedings: proc. 25th Biennial international congress on thrombosis, Venice, Italy, May 23–26, 2018. Venice. 2018;2(9):530. doi: 10.3390/proceedings2090530Madonov P., Leont’ev S., Zotov S., Ufimtsev M., Mishenina S., Kinsht D. Initial results of oral thrombolytic agent clinical application. Proceedings: proc. 25th Biennial international congress on thrombosis, Venice, Italy, May 23–26, 2018. Venice. 2018;2(9):530. doi: 10.3390/proceedings2090530Мадонов П.Г., Момот А.П., Мамаев А.Н., Ройтман Е.В., Мишенина С.В. Неплазминовый фибринолиз субтилизинами. Тромбоз, гемостаз и реол. 2019;(3):24–32. doi: 10.25555/THR.2019.3.0886Madonov P.G., Momot A.P., Mamaev A.N., Roitman E.V., Mishenina S.V. Non-plasmin fibrinolysis with immobilized subtilisins. Tromboz, gemostaz i reologiya = Thrombosis, Hemostasis and Rheology. 2019;(3):24–32. [In Russian]. doi: 10.25555/THR.2019.3.0886Мишенина С.В., Байкалов Г.И., Байкалова Н.Е., Макаров В.К., Мадонов П.Г. Обоснование применения иммобилизированных субтилизинов для таргетной терапии венозных тромбозов. J. Sib. Med. Sci. 2020;(1):76–88. doi: 10.31549/2542-1174-2020-1-76-88Mishenina S.V., Baikalov G.I., Baikalova N.E., Makarov V.K., Madonov P.G. Rationale for the use of immobilized subtilisins for targeted therapy of venous thrombosis. Journal of Siberian Medical Sciences. 2020;(1):76–88. doi: 10.31549/2542-1174-2020-1-76-88Мадонов П.Г., Мишенина С.В., Ройтман Е.В., Ищенко Н.А. Фармакологический тромболизис, что нового? Тромбоз, гемостаз и реол. 2020;(2):40–52. doi: 10.25555/THR.2020.2.0917Madonov P.G., Mishenina S.V., Roitman E.V., Ishchenko N.A. Pharmacological thrombolysis: what’s new? Tromboz, gemostaz i reologiya = Thrombosis, Hemostasis and Rheology. 2020;(2):40–52. [In Russian]. doi: 10.25555/THR.2020.2.0917

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