Везде

RAS PhysiologyФизиология человека Human Physiology

  • ISSN (Print) 0131-1646
  • ISSN (Online) 3034-6150

Beta1-Adrenoreceptor Reactivity of Human Myocardium in Ischemic Heart Disease with Preserved and Reduced Ejection Fraction of Left Ventricular and ITS Relationship with Structural and Functional Parameters of the Heart

You can
PII
10.31857/S0131164624050055-1
DOI
10.31857/S0131164624050055
Publication type
Article
Status
Published
Authors
S. A. Afanasiev
  • Affiliation: Tomsk National Research Medical Center
Volume/ Edition
Volume 50 / Issue number 5
Pages
41-53
Abstract
The relationship between adrenergic reactivity of isolated myocardium of the human right atrial appendage in coronary heart disease (CHD) with preserved and reduced ejection fraction (EF) of the left ventricle (LV) upon stimulation of β1-adrenergic receptors (β1-AR) with echocardiography (EchoCG) parameters was studied. It has been shown that adrenergic reactivity, assessed by changes in the force of contractions of isolated myocardial strips in response to stimulation of β1-AR, in patients with preserved LVEF has positive dynamics at 20-minute observation. In reduced LVEF, adrenergic reactivity in response to β1-AR stimulation is weakened and does not have positive dynamics. In patients with CHD, myocardial adrenergic reactivity associated with β1-AR is a significant factor in determining intracardiac hemodynamics. This is manifested in the presence of correlations between the mechanical response of isolated myocardium upon stimulation of β1-AR and the results of echocardiography, and such correlations have different directions in patients with preserved and reduced EF. The discovered differences in the correlation of cardiac ultrasound parameters with the inotropic response of isolated myocardial fragments upon stimulation of β1-AR with preserved and reduced EF probably reflect the different severity of cardiac chamber remodeling and the state of general neurohumoral regulation in the conditions of the pathology under consideration.
Keywords
β1-адренорецепторы миокарда ишемическая болезнь сердца сердечная недостаточность внутрисердечная гемодинамика
Date of publication
01.05.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
26

References

  1. 1. Афанасьев С.А., Павлюкова Е.Н., Кузьмичкина М.А. и др. Изменение частоты сердечных сокращений после воздействия на ушную ветвь блуждающего нерва у больных хронической сердечной недостаточностью тяжелых функциональных классов // Физиология человека. 2016. Т. 42. № 4. С. 77.
  2. 2. Afanasiev S.A., Pavliukova E.N., Kuzmichkina M.A. et al. Nonpharmacological correction of hypersympatheticotonia in patients with chronic coronary insufficiency and severe left ventricular dysfunction // Ann. Noninvasive Electrocardiol. 2016. V. 21. № 6. P. 548.
  3. 3. Kumari N., Gaur H., Bhargava A. Cardiac voltage gated calcium channels and their regulation by β-adrenergic signaling // Life Sci. 2018. V. 194. P. 139.
  4. 4. Baker A.J. Adrenergic signaling in heart failure: a balance of toxic and protective effects // Pflugers Arch. 2014. V. 466. № 6. P. 1139.
  5. 5. Шляхто Е.В., Конради А.О., Звартау Н.Э. и др. Воздействие на автономную регуляцию сердечно-сосудистой системы как стратегическое направление лечения артериальной гипертензии, нарушений ритма и сердечной недостаточности // Российский кардиологический журнал. 2022. Т. 27. № 9. С. 92.
  6. 6. Chen H., Zhang S., Hou R., Liu H. Gi-protein-coupled β1-adrenergic receptor: re-understanding the selectivity of β1-adrenergic receptor to G protein // Acta Biochim. Biophys. Sin. (Shanghai). 2022. V. 54. № 8. P. 1043.
  7. 7. Perez D.M. Targeting adrenergic receptors in metabolic therapies for heart failure // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 11. P. 5783.
  8. 8. Ippolito M., Benovic J.L. Biased agonism at β-adrenergic receptors // Cell. Signal. 2021. V. 80. P. 109905.
  9. 9. Авакян А.Э., Ткачук В.А. Структурная и функциональная организация систем передачи сигнала через рецепторы, сопряженные с G-белками // Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2003. Т. 89. № 2. С. 219.
  10. 10. Hamdani N., Linke W.A. Alteration of the beta-adrenergic signaling pathway in human heart failure // Curr. Pharm. Biotechnol. 2012. V. 13. № 13. P. 2522.
  11. 11. Красников Т.Л., Габрусенко С.А. Бета-адренергические рецепторы нормального сердца и при сердечной недостаточности // Успехи физиологических наук. 2000. Т. 31. № 2. С. 35.
  12. 12. Bencivenga L., Liccardo D., Napolitano C. et al. β-Adrenergic receptor signaling and heart failure: from bench to bedside // Heart Fail Clin. 2019. V. 15. № 3. P. 409.
  13. 13. Motiejunaite J., Amar L., Vidal-Petiot E. Adrenergic receptors and cardiovascular effects of catecholamines // Ann. Endocrinol. 2021. V. 82. № 3—4. P. 193.
  14. 14. Brodde O.-E., Bruck H., Leineweber K. Cardiac adrenoceptors: physiological and pathophysiological relevance // J. Pharmacol. Sci. 2006. V. 100. № 5. P. 323.
  15. 15. Cannavo A., Koch W.J. Targeting β3-adrenergic receptors in the heart: Selective agonism and β-blockade // J. Cardiovasc. Pharmacol. 2017. V. 69. № 2. P. 71.
  16. 16. Pathak A., Mrabeti S. β-blockade for patients with hypertension, ischemic heart disease or heart failure: Where are we now? // Vasc. Health Risk. Manag. 2021. V. 17. P. 337.
  17. 17. Fajardo G., Zhao M., Urashima T. et al Deletion of the β2-adrenergic receptor prevents the development of cardiomyopathy in mice // J. Mol. Cell. Cardiol. 2013. V. 63. P. 155.
  18. 18. Sandroni P.B., Fisher-Wellman K.H., Jensen B.C. Adrenergic receptor regulation of mitochondrial function in cardiomyocytes // J. Cardiovasc. Pharmacol. 2022. V. 80. № 3. P. 364.
  19. 19. McGraw D.W., Liggett S.B. Molecular mechanisms of beta2-adrenergic receptor function and regulation // Proc. Am. Thorac. Soc. 2005. V. 2. № 4. P. 6292.
  20. 20. Lang D., Holzem K., Kang C. et al. Arrhythmogenic remodeling of β2 versus β1 adrenergic signaling in the human failing heart // Circ. Arrhythm. Electrophysiol. 2015. V. 8. № 2. P. 409.
  21. 21. Pecha S., Geelhoed B., Kempe R. et al. No impact of sex and age on beta-adrenoceptor-mediated inotropy in human right atrial trabeculae // Acta Physiol. (Oxford, England). 2021. V. 231. № 3. P. e13564.
  22. 22. Li W., Zhu Y., Wang W. et al. Src tyrosine kinase promotes cardiac remodeling induced by chronic sympathetic activation // Biosci Rep. 2023. V. 43. № 10. P. BSR20231097.
  23. 23. Казаков В.А., Гутор С.С., Суходоло И.В. и др. Корреляционные взаимосвязи гистоморфометрических показателей миокарда различных отделов сердца в норме и при хроническойй сердечной недостаточности // Бюлл. сибирской медицины. 2009. № 3. С. 43.
  24. 24. Коротаева К.Н., Вязников В.А., Циркин В.И., Костяев А.А. Влияние сыворотки крови человека на сократительную способность и бета-адренореактивность изолированного человеческого миокарда // Физиология человека. 2011. Т. 37. № 3. С. 83.
  25. 25. Lamberts R.R., Lingam S.J., Wang, H.Y. et al. Impaired relaxation despite upregulated calcium-handling protein atrial myocardium from type 2 diabetic patients with preserved ejection fraction // Cardiovasc. Diabetol. 2014. V. 13. P. 72.
  26. 26. Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Егорова М.В. и др. Особенности сопряжения функционального и метаболического ремоделирования миокарда при коморбидном течении ишемической болезни сердца и сахарного диабета 2 типа // Сахарный диабет. 2019. Т. 22. № 1. С. 25.
  27. 27. Maier L.S., Bers D.M., Pieske B. Differences in Ca2+-Handling and Sarcoplasmic Reticulum Ca2+-Content in Isolated Rat and Rabbit Myocardium // J. Mol. Cell. Cardiol. 2000. V. 32. № 12. Р. 2249.
  28. 28. Кондратьева Д.С., Афанасьев С.А., Фалалеева Л.П., Шахов В.П. Инотропная реакция миокарда крыс с постинфарктным кардиосклерозом на экстрасистолические воздействия // Бюл. экспер. биол. 2005. Т. 139. № 6. С. 613.
  29. 29. Brodde O.-E., Khamssi M., Zerkowski H.R. β-Adrenoceptors in the transplanted human heart: unaltered ß-adrenoceptor density, but increased proportion of β2-adrenoceptors with increasing posttransplant time // Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 1991. V. 344. № 4. P. 430.
  30. 30. Osnes J.B., Aass H., Skomedal T. Adrenoceptors in myocardial regulation: concomitant contribution from both alpha- and beta-adrenoceptor stimulation to the inotropic response // Basic Res. Cardiol. 1989. V. 84. Suppl 1. P. 9.
  31. 31. Одношивкина Ю.Г., Петров А.М., Зефиров А.Л. Механизм опосредуемой β2-адренорецепторами медленно развивающейся положительной инотропной реакции предсердий мыши // Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2011. Т. 97. № 11. С. 1223.
  32. 32. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998. 459 с.
  33. 33. Кондратьева Д.С., Арчаков Е.А., Муслимова Э.Ф. и др. Взаимосвязь уровня экспрессии кальций-транспортирующих белков саркоплазматического ретикулума кардиомиоцитов и структурно-функционального состояния сердца пациентов с постоянной формой фибрилляции предсердий // Физиология человека. 2021. Т. 47. № 6. С. 88.
  34. 34. Molenaar P., Chen L., Semmler A.B. et al. Human heart beta-adrenoceptors: beta1-adrenoceptor diversification through ‘affinity states’ and polymorphism // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2007. V. 34. № 10. P. 1020.
  35. 35. Kaumann A.J., Kenakin T., Angus J.A. Gs protein- coupled receptors in human heart. The pharmacology of functional, biochemical, and recombinant receptor systems. Handbook of experimental pharmacology. Springer, Berlin. 2000. 73 p.
  36. 36. Wei W., Smrcka A.V. Subcellular β-Adrenergic receptor Ssgnaling in cardiac physiology and disease // J. Cardiovasc. Pharmacol. 2022. V. 80. № 3. P. 334.
  37. 37. Pathak A., Mrabeti S. β-Blockade for patients with hypertension, ischemic heart disease or heart failure: Where are we now? // Vasc. Health Risk. Manag. 2021. V. 17. P. 337.
  38. 38. Nikolajević S.J., Janić M., Šabovič M. Molecular mechanisms responsible for diastolic dysfunction in diabetes mellitus patients // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. № 5. P. 1197.
  39. 39. Citerni C., Kirchhoff J., Olsen L.H. et al. Characterization of atrial and ventricular structural remodeling in a porcine model of atrial fibrillation induced by atrial tachypacing // Front. Vet. Sci. 2020. V. 7. P. 179.
  40. 40. Wiputra H., Chan W.X., Foo Y.Y. et al. Cardiac motion estimation from medical images: a regularisation framework applied on pairwise image registration displacement fields // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 18510.
  41. 41. Dobrev D., Wehrens X.H.T. Calcium-mediated cellular triggered activity in atrial fibrillation // J. Physiology. 2017. V. 595. № 12. P. 4001.
  42. 42. Lugenbiel P., Wenz F., Govorov K. et al. Atrial fibrillation complicated by heart failure induces distinct remodeling of calcium cycling proteins // PLoS One. 2015. V. 10. № 3. P. e0116395.
  43. 43. Khamssi M., Brodde O.E. The role of cardiac beta1- and beta2-adrenoceptor stimulation in heart failure // J. Cardiovasc. Pharmacol. 1990. V. 16. Suppl 5. P. S133.
  44. 44. Tilley D.G., Rockman H.A. Role of β-adrenergic receptor signalling and desensitization in heart failure: new concepts and prospects for treatment // Expert Rev. Cardiovasc. Ther. 2006. V. 4. № 3. P. 417.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library