БИОФИЗИКА, 2022, том 67, № 5, с. 1002-1008
БИОФИЗИКА CЛОЖНЫX CИCТЕМ
УДК 577.3
ВЛИЯНИЕ КУСТОДИОЛА НА СОХРАННОСТЬ ИЗОЛИРОВАННОГО
СЕРДЦА КРЫСЫ ПРИ ГАЗОВОЙ ГИПОТЕРМИЧЕСКОЙ КОНСЕРВАЦИИ
ПОД ДАВЛЕНИЕМ СМЕСИ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА
© 2022 г. А.Е. Гурин*, #, Е.Л. Гагаринский*, Е.Е. Фесенко (мл.)*
*Институт биофизики клетки РАН - обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр биологических
исследований РАН», 142290, Пущино Московской области, Институтская ул., 3
#E-mail: gurinae@pbcras.ru
Поступила в редакцию 01.08.2022 г.
После доработки 01.08.2022 г.
Принята к публикации 12.08.2022 г.
Проведена оценка влияния консервирующего раствора «Кустодиол» на сократимость и частоту сер-
дечных сокращений изолированного сердца крысы при пролонгированной гипотермической
(+4°С) газовой консервации под давлением 6.5 атм смеси монооксида углерода и кислорода с про-
должительностью хранения 6, 12 и 24 ч. Показано, что «Кустодиол», являющийся золотым стандар-
том хранения сердца в России, не проявляет синергических эффектов при сочетанном использова-
нии с консервирующей газовой смесью. После 12 ч хранения сократимость в группе «Кустодиол/га-
зовая смесь» по показателю давления, развиваемого левым желудочком, снизилась до 34 ± 9% от
показателя интактного контроля, принятого за 100%. В то же время в группе без «Кустодиола» дан-
ный показатель оказался достоверно выше, составив 61 ± 9%. При сроках хранения 6 и 24 ч мы не
зафиксировали достоверные отличия давления, развиваемого левым желудочком, в обеих группах
при уровнях падения сократимости порядка 75% (6 ч) и 30% (24 ч) от контроля. Показана высокая
сохранность сердца при консервации органа, не отмытого от крови. Данный факт может найти свое
применение при длительной газовой гипотермической консервации с применением кровяной кар-
диоплегии или плегии с добавлением элементов крови к кристаллоидным растворам.
Ключевые слова: монооксид углерода, кустодиол, консервирующий раствор, газ, орган, хранение, сердце,
крыса, консервация, гипотермия.
DOI: 10.31857/S0006302922050192, EDN: JKOUKG
ратная перфузия [2-4]. Одним из новых методов,
Количество выполняемых трансплантаций
обещающих перспективы серьезной пролонга-
сердца в России и мире ограничено в силу таких
ции предельных сроков хранения донорского
причин, как дефицит органов из-за строгих усло-
сердца, является газовая гипотермическая кон-
вий отбора доноров и малое время хранения
сервация под давлением газовых смесей на осно-
трансплантата сердца. Используемый в клиниче-
ве монооксида углерода.
ской практике метод сохранения донорских орга-
Монооксид углерода привычно считается ток-
нов - статическая холодовая консервация [1], в
сичным газом, обладающим высокой аффинно-
основе которого лежит синергическое действие
стью к гемоглобину, за счет чего блокирует достав-
гипотермии (4°С) и протективных консервирую-
ку кислорода кровью к тканям организма. Данная
щих растворов, имеет ряд недостатков, главным
молекула относится к группе тканевых газовых
из которых является малый срок хранения, со-
мессенджеров и способна легко проникать через
ставляющий для сердца всего 4-6 ч. В связи с
мембрану клеток, обладает высокой скоростью
этим в последнее время получили развитие такие
диффузии в тканях как при физиологических тем-
направления исследований, как оптимизация су-
пературах, так и в условиях гипотермии. Показано,
ществующих консервирующих растворов, кисло-
что эндогенный СО играет существенную роль в
родная персуфляция и нормотермическая аппа-
регулировании сосудистого тонуса, функции
тромбоцитов, эндотелиальных клеток и апоптоза
Сокращения: ОГП - оксигенированная гипотермическая
[5]. Ранее на биомодели изолированного сердца
перфузия; ДРЛЖ - давление, развиваемое левым желудоч-
различных лабораторных животных было показа-
ком, НОРЕ - гипотермическая кислородная перфузия
(Hypothermic oxygenated perfusion).
но трех-четырехкратное продление сроков хране-
1002
ВЛИЯНИЕ КУСТОДИОЛА НА СОХРАННОСТЬ ИЗОЛИРОВАННОГО СЕРДЦА КРЫСЫ
1003
ния трансплантата под действием газовой смеси,
ния) при температуре 4°С. Время хранения - 6, 12
состоящей из монооксида углерода и кислорода
и 24 часа.
[6-8], значительно превышающее 4-6 ч, достигае-
III. Группа «Кустодиол+CO» (12 крыс) - хра-
мых в стандартных консервирующих растворах
нение под давлением газовой смеси 6.5 атм, со-
«Кустодиола» или «Виаспана» [9]. В России золо-
стоящей из СO и O2 в соотношении 1 : 1 при 4°С
тым стандартом в трансплантологической практи-
после обработки раствором «Кустодиола». Время
ке является «Кустодиол». Данный раствор обеспе-
хранения - 6, 6 (ОГП, см. ниже), 12 и 24 ч.
чивает приемлемую защиту от ишемических по-
IV. Группа «Кровь+CO» (12 крыс) - хранение
вреждений при погружении трансплантата в
под давлением газовой смеси 1.5 атм, состоящей
раствор при сроках хранения до 4 ч [10].
из СO и O2 в соотношении 1 : 1 при 4°С. Время
Как сочетаются использование консервирую-
хранения - 6, 6 (ОГП), 12 и 24 ч.
щего раствора и газовая консервация? Растворы,
Для групп: II и III перед консервацией прово-
которые пробуют использовать для перфузии ко-
дили остановку сердца при помощи охлажденно-
ронарного русла перед непосредственно газовой
го (4°С) раствора «Кустодиола». В аорту вводили
консервацией, разнятся, включая раствор Креб-
канюлю и фиксировали ее лигатурой. Далее серд-
са-Хенселейта, «Виаспан» и др. [7, 11]. В исследо-
це промывали охлажденным консервирующим
вании, выполненном в нашей лаборатории [8],
раствором в течение 5 мин на установке для пер-
использовали раствор «Евро-Коллинз». Является
фузии по Лангендорфу собственного изготовле-
ли пролонгация времени хранения органа резуль-
ния с подключенным термостатом MiniStat 230
татом сочетанного действия монооксида углерода
(Huber, Германия). По достижении состояния
и консервирующего раствора или при хранении
кардиоплегии сердце снимали с канюли и поме-
органа под избыточным давлением газовой смеси
щали в камеру для консервации. В группе IV оста-
обработка органа консервирующим раствором не
новку сердца и отмывку его от крови не проводи-
требуется? Целью данного исследования стал
ли, сразу после выделения орган помещали в ка-
сравнительный анализ восстановления функцио-
меру для консервации.
нальной активности сердец, прошедших и не
прошедших обработку раствором «Кустодиола»,
Камеру на основе химического реактора Vivor
основным консервирующим агентом, применяе-
(Premex, Швейцария) (материал - сталь) [8]
предварительно охлаждали до температуры 4°С.
мым в России, после газовой гипотермической
С целью поддержания влажности в камере во вре-
консервации под избыточным давлением газовой
смеси, состоящей из монооксида углерода и кис-
мя консервации на дно наливали дистиллирован-
лорода.
ную воду до уровня в 1 см. После помещения
сердца в камеру проводили продувку последней
экспериментальной газовой смесью с целью вы-
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
теснения воздуха. Далее плотно закрывали каме-
ру и нагнетали газовую смесь до достижения тре-
Исследование выполнено на половозрелых
буемого избыточного давления. Камеру помеща-
самцах крыс линии Вистар массой 230 ± 25 г
ли в емкость, наполненную водой (4°С) для
(n = 36).
стабилизации температуры и убирали на хране-
ние в холодильник (4°С). После хранения камеру
Экспериментальную газовую смесь готовили,
извлекали из холодильника и проводили дегаза-
как описано в методике [8]. После наркотизации
цию в течение 15 мин, плавно в ручном режиме
крысы смесью, состоящей из 80 мкл препарата
сбрасывая давление до атмосферного. Все работы
«Золетил 100» (Valdepharm, Франция) и 20 мкл
с газом выполняли под вытяжкой.
препарата «Ксила» (Interchemie Werken "De Ad-
elaar" B.V., Нидерланды), животное фиксировали
Сердце крысы после консервации подключали
на столике и проводили продольную срединную
к стенду isolatedHEART-SR (Hugo Sachs Elektron-
лапаротомию. Далее в нижнюю полую вену вво-
ik-Harvard Apparatus GmbH, Германия). Перфу-
дили раствор гепарина (ООО «Славянская апте-
зию осуществляли оксигенированным раствором
ка», Россия) объемом 1 мл из расчета 50 МЕ/мл.
Тироде при температуре
37°С и давлении
Спустя 5 мин проводили продольную срединную
80 мм рт. ст. В левый желудочек вводили латекс-
стернотомию и выделяли сердце с частью аорты
ный баллон собственного изготовления объемом
длиной не менее 1 см. В рамках исследования был
0.5 мл, подключенный к датчику для регистрации
проведен анализ следующих групп:
развиваемого давления и частоты сердечных со-
кращений. После 30-минутного периода стаби-
I. Группа «Контроль» (3 крысы) - нативное
лизации проводили снятие экспериментальных
сердце, не подвергавшееся хранению.
данных при помощи программного обеспечения
II. Группа «Кустодиол» (9 крыс) - хранение в
isolated HEART. Исследуемые параметры реги-
стандартном консервирующем растворе «Кусто-
стрировали в интервале с тридцатой по сороко-
диол» (Dr. F.KOHLER CHEMIE GmbH, Герма-
вую минуты работы сердца на стенде. В данном
БИОФИЗИКА том 67
№ 5
2022
1004
ГУРИН и др.
Рис. 1. Анализ сохранности изолированного сердца крысы после 6-, 12- и 24-часовой консервации при 4°С в группах:
I «Контроль» (n = 3) - сердце, не подвергнутое процедуре консервации; II «Кустодиол» (n = 9) - хранение в
консервирующем растворе «Кустодиол»; III «Кустодиол + СО» (n = 9) - хранение под давлением 6.5 атм газовой смеси
СО/О2 (1 : 1), после обработки органа консервирующим раствором «Кустодиол»; IV «Кровь+СО» (n = 9) - хранение
под давлением 6.5 атм газовой смеси СО/О2 (1 : 1). (а) - Частота сердечных сокращений, (б) - давление в левом
желудочке. Данные представлены в виде среднего ± стандартное отклонение, статистическую значимость различий
оценивали с помощью U-критерия Манна-Уитни (* - p < 0.01), звездочки показывают достоверность различий
экспериментальных данных между группами «Кустодиол+СО» и «Кровь+СО» на одинаковых временных интервалах.
временном промежутке отбирали 10 точек с диа-
(группа I «Контроль»). При 12-часовом и 24-часо-
столическим давлением в интервале от 5 до
вом хранении сердце в группе «Кустодиол» не
10 мм рт. ст.
восстановило функциональную активность. В
группе III «Кустодиол+СО» после 6 ч консерва-
Для групп III «Кустодиол+СО», время хране-
ции показатель частоты сердечных сокращений
ния 6 часов и IV «Кровь+СО», время хранения
составил 250 ± 12 уд/мин, после 12 и 24 ч консер-
6 часов были проведены дополнительные экспе-
вации - 340 ± 22 и 365 ± 51 уд/мин соответствен-
рименты (6 крыс). После подключения сердца к
но. В группе IV «Кровь+СО» показатели досто-
стенду был добавлен период оксигенированной
верно не отличались от нативного контроля на
гипотермической перфузии (ОГП) раствором Ти-
всех временных интервалах гипотермической кон-
роде. Начальная температура раствора составляла
сервации, составив 249, 272 ± 15, 244 ± 54 уд/мин
10°С, спустя 5 мин перфузии осуществляли плав-
для 6, 12 и 24 ч хранения органа.
ный нагрев раствора до 37°С в течение 15 мин.
После нагрева раствора и сердца до нужной тем-
Анализ групп II
«Кустодиол», III
«Кусто-
пературы выполняли описанные ранее манипу-
диол+CO» и IV «Кровь+CO» со сроками хранения
ляции.
6, 12 и 24 ч при температуре 4°С показал, что с уве-
Анализ данных проводили с помощью про-
личением времени консервации наблюдается по-
граммного обеспечения SigmaPlot 12.5 (Systat
степенное снижение силы сокращения левого же-
Software Inc, США); данные выражали в виде
лудочка во всех представленных группах (рис. 1б).
среднего значения ± стандартное отклонение.
Так, спустя 6 ч консервации давление, развиваемое
Значимость различий определяли с использова-
левым желудочком (ДРЛЖ), снизилось cо
нием U-критерия Манна-Уитни. Значения с
116 ± 25 мм рт. ст. (группа I «Контроль») до 79 ± 20
p < 0.05 считали статистически значимыми.
и 73 ± 10 мм рт. ст. для групп II «Кустодиол» и III
«Кустодиол+СО». В группе IV «Кровь+СО» вос-
становление функциональной активности наблю-
РЕЗУЛЬТАТЫ
дали только в одном эксперименте из трех; при
Оценка функциональной активности изолиро-
этом среднее значение ДРЛЖ составило
ванного сердца крысы после 6-24 часов газовой ги-
84 мм рт. ст. После 12 ч хранения в группе II «Ку-
потермической консервации. Показатели частоты
стодиол» не регистрировали восстановление функ-
сердечных сокращений в группе II «Кустодиол» ре-
циональной активности. В группах III «Кусто-
гистрировали только после 6 ч гипотермического
диол+СО» и IV «Кровь+СО» показатель ДРЛЖ со-
хранения. Они составили 220 ± 99 уд/мин (рис. 1а)
ставил 40 ± 10 и 71 ± 11 мм рт. ст. соответственно.
при уровне нативного контроля 250 ± 21 уд/мин
Спустя 24 ч хранения показатели ДРЛЖ данных
БИОФИЗИКА том 67
№ 5
2022
ВЛИЯНИЕ КУСТОДИОЛА НА СОХРАННОСТЬ ИЗОЛИРОВАННОГО СЕРДЦА КРЫСЫ
1005
Рис. 2. Анализ сохранности изолированного сердца крысы после 6-часовой консервации при 4°С в группах: III
«Кустодиол + СО» (n = 3) - хранение под давлением 6.5 атм газовой смеси СО/О2 (1 : 1), после обработки органа
консервирующим раствором «Кустодиол»; IV «Кровь + СО» (n = 3) - хранение под давлением 6.5 атм газовой смеси
СО/О2 (1 : 1); «-ОГП» - сердца, перфузированные по стандартному протоколу; «+ОГП» - сердца, подвергнутые
оксигенированной гипотермической перфузии. (а) - Частота сердечных сокращений, (б) - давление в левом
желудочке. Данные представлены в виде среднего ± стандартное отклонение.
групп снизились до 31 ± 9 и 35 ± 19 мм рт. ст. соот-
тивность при консервации сердца в газовой смеси
ветственно.
СО+О2. После 12 ч хранения показатель ДРЛЖ в
Оценка влияния оксигенированной гипотерми-
группе III «Кустодиол+СО» снизился до 34 ± 9%
ческой перфузии на восстановление функциональ-
от показателя интактного контроля, принятого за
ной активности изолированного сердца крысы по-
100%. В то же время в группе IV «Кровь+СО» дан-
сле 6-часовой газовой гипотермической консерва-
ный показатель оказался достоверно выше, соста-
ции. С целью повышения выживаемости в группе
вив 61 ± 9%. При сроке хранения 24 ч мы не зафик-
«Кровь+СО» на временном интервале 6 ч было
сировали достоверных отличий ДРЛЖ в обеих
принято решение добавить в процесс восстанов-
группах. При этом частота сердечных сокращений
ления сердца стадию короткой оксигенирован-
в группе III «Кустодиол+СО» возросла после 12 ч
ной гипотермической перфузии. После введения
хранения в среднем на 36 ± 9% от контроля, что
ОГП все сердца экспериментальных групп III
может быть связано с компенсацией потери сокра-
«Кустодиол+CO» и IV «Кровь+CO» восстанови-
тимости левого желудочка. Полученные результа-
ли функциональную активность и не имели до-
ты могут быть объяснены в аспекте известных и
стоверных отличий по показателям частоты сер-
предполагаемых механизмов действия использо-
дечных сокращений и ДРЛЖ. Частота сердечных
ванных в процессе консервации компонентов: га-
сокращений составила 293 ± 33 уд/мин в группе
зовой смеси и раствора «Кустодиола».
«Кустодиол+СО» и 318 ± 70 уд/мин в группе
«Кровь+СО». Давление, развиваемое левым же-
Монооксид углерода входит в группу тканевых
лудочком, составило при этом 68 ± 11 мм рт. ст. в
газовых мессенджеров, обладает высокой реак-
группе «Кустодиол+СО» и 75 ± 12 мм рт. ст. в
ционной способностью, играет важную роль в ре-
группе «Кровь+СО» соответственно (рис. 2).
гуляции физиологических и патологических ре-
акций, а также повышает эффективность консер-
вации органов теплокровных животных, значимо
ОБСУЖДЕНИЕ
пролонгируя срок гипотермического хранения.
В данном исследовании нами была продемон-
[7, 8, 13, 14]. К основным эффектам воздействия
стрирована важность тщательного подбора кон-
монооксида углерода на ткани относят сосудо-
сервирующего кардиоплегического раствора при
расширяющие (регуляция тонуса гладкой муску-
газовой гипотермической консервации сердца, на
латуры), противовоспалительные, (регуляция
примере использования раствора «Кустодиола».
экспрессии и высвобождения различных цитоки-
«Кустодиол», являющийся наряду с «Виаспаном»,
нов) и антиапоптотические (ингибирование кле-
одним из двух наиболее популярных растворов
точного пути апоптоза в митохондриях при опре-
хранения донорских органов в мире [9] и основ-
деленных условиях) [15]. О втором компоненте
ным консервирующим раствором в России [12],
газовой смеси - кислороде известно, что он ока-
продемонстрировал относительно низкую эффек-
зывает положительное влияние на сохранность
БИОФИЗИКА том 67
№ 5
2022
1006
ГУРИН и др.
органа при консервации. Так, присутствие кис-
генерацией активных форм кислорода [26]. Не-
лорода в растворе эсмолола при многодозной
давно был описан новый тип токсического дей-
кристаллоидной кардиоплегии обеспечивает
ствия, связанный с действием хлоридов и Cl-ак-
полную защиту миокарда в течении 90 мин при
тивированной индукцией апоптоза [27].
37°С и превосходит классический способ консер-
В нашей работе в группе «Кровь+СО» при сро-
вации раствором St. Thomas. [16]. В работе [17]
ке хранения органа, равном 6 ч, наблюдалась
было показано, что многодозная кислородная хо-
быстрая остановка сердец в двух экспериментах
лоднокровная кардиоплегия превосходит одно-
из трех после подключения к перфузионному
кратную дозу раствора «Кустодиола» в отноше-
стенду. Было высказано предположение о необ-
нии сохранения систолической функции левого
ходимости удаления накопленных метаболитов и
желудочка после 60-минутного пережатия аорты
возможном ишемически-реперфузионном по-
на модели свиньи. Ранее в работе [18] мы предпо-
вреждении органа за счет более высокого уровня
ложили, что протективное действие смеси газов
активности митохондриального комплекса при
при консервации обусловлено сочетанным дей-
малом времени хранения, а также повышения
ствием на клеточное дыхание, которое приводит
уровня сукцината при тепловой ишемии до мо-
к поддержанию определенного предположитель-
мента консервации. Для снижения возможных
но сниженного, но стабильного уровня аэробного
повреждающих факторов реперфузии мы исполь-
метаболизма в процессе консервации. Поддержа-
зовали протокол медленного отогрева с перфузи-
ние последнего не дает клеткам переключится на
ей холодным оксигенированным раствором в те-
анаэробный тип дыхания, сопровождающийся
чении 5 мин при 10°С и последующем отогреве в
накоплением молочной кислоты, снижением
течении 15 мин до 37°С. Все сердца восстановили
продукции АТФ и далее каскадом гипоксических
функциональную активность левого желудочка;
нарушений. Другим важным механизмом протек-
полученные данные достоверно не отличались в
тивного действия газовой смеси может быть за-
группах «Кровь+СО» и «Кустодиол+СО», соста-
щита от апоптоза, т.к. апоптотическая гибель
вив при этом 64 ± 11% и 58 ± 10% ДРЛЖ от на-
клеток трансплантата до и после реперфузии, с
чального значения. Описанный выше подход ги-
активацией инициаторных и эффекторных кас-
потермической кислородной перфузии (Hypo-
паз, оказывает значимую роль в инициировании
thermic oxygenated perfusion -НОРЕ) в последнее
воспаления и последующем некротическом по-
время активно исследуется с целью улучшения
вреждении тканей [19]. Монооксид углерода вза-
состояния ишемизированных органов и их вос-
имодействует в клетке со множеством содержа-
становления до момента трансплантации реци-
щих в своем составе переходные металлы (Fe, Cu)
пиенту. В различных исследованиях продемон-
структур, основным из которых является гем [20].
стрировано положительное воздействие НОРЕ на
Воздействуя на митохондрии, монооксид углеро-
уменьшение окислительного стресса, улучшение
да путем снижения проницаемости мембраны,
функции органов и снижение гибели клеток [28].
ингибирования высвобождения цитохрома С, по-
Применение НОРЕ в течении 3 ч способствует
давления активации каспазы-3 и каспазы-9
обращению вспять метаболического истощения
предотвращает апоптоз при ишемии-реперфу-
печени крыс, вызванного гипотермическим хра-
зии [21-24].
нением [28]. В исследовании [28] было показано,
Действие раствора «Кустодиола» направлено
что одночасовое лечение НОРЕ после 60-минут-
на сохранение ионного баланса в условиях оста-
ной тепловой ишемии in situ с последующим 6-ча-
новки работы Na+/K+-насоса, вызванной исто-
совым хранением в холоде привело к улучшению
выживаемости печени свиней после трансплан-
щением внутриклеточной АТФ, предотвращение
тации. В результате использования данного под-
клеточного отека за счет высокой осмолярности,
хода не наблюдалось ни одного случая первичной
снижение в целом энергетических потребностей
нефункциональности, определяемой тяжелой ко-
ткани миокарда, что поддерживает восстановле-
ние сократительной функции сердца после им-
агулопатией, отсутствием функции печени и тя-
желым ацидозом [29]. В работе на крысиных
плантации и реперфузии
[25]. По-видимому,
сердцах 30-минутной НОРЕ было достаточно для
описанные свойства в значительной мере теряют
восстановления клеточных уровней АТФ, а также
смысл в условиях поддержания стабильного
для уменьшения повреждения клеток и сердеч-
уровня аэробного метаболизма в тканях. В то же
время, часть компонентов, входящих в состав
ной дисфункции во время нормотермической
перфузии сердец после 20-минутной тепловой
раствора, может стать источником цитотоксич-
ишемии.
ности. Так, показано, что механизм токсичности
гистидина, усиливающего осмотическую компо-
В нашем исследовании показано, что «Кусто-
ненту раствора «Кустодиола», обусловлен про-
диол», являющийся золотым стандартом хране-
никновением его в клетки и образования окисли-
ния сердца в России, не проявляет синергических
тельно-восстановительных комплексов с клеточ-
эффектов при сочетанном использовании с кон-
ным хелатируемым железом с последующей
сервирующей газовой смесью. При этом показана
БИОФИЗИКА том 67
№ 5
2022
ВЛИЯНИЕ КУСТОДИОЛА НА СОХРАННОСТЬ ИЗОЛИРОВАННОГО СЕРДЦА КРЫСЫ
1007
высокая сохранность сердца при консервации ор-
4. T. M. Suszynski, M. D. Rizzari, W. E. Scott, et al., J.
гана, не отмытого от крови. Данный факт может
Cardiothorac. Surg., 8, 105 (2013).
найти свое применение при длительной газовой
5. Е. Г. Старикова, Дис. … д-ра мед. наук (Сибирский
гипотермической консервации с применением
государственный медицинский университет,
2014).
кровяной кардиоплегии или плегии с добавлени-
6. A. Nakao, J. S. Neto, S. Kanno, et al., Am. J. Trans-
ем элементов крови к кристаллоидным раство-
plant., 5 (2), 282 (2005).
рам. Показано, что данные варианты плегии при
7. N. Hatayama, M. Inubushi, M Naito, et al., Sci. Rep.,
малых временах хранения в условиях стандарт-
6, 32120 (2016).
ной консервации обеспечивают более высокую
8. Е. Е. Фесенко, Е. Л. Гагаринский, А. С. Аверин
защиту миокарда по сравнению с кристаллоид-
и др., Биофизика, 65 (4), 780 (2020).
ными растворами
[30,
31]. Использование
9. С. М. Минасян, М. М. Галагудза, М. С. Васильева
кровяной кардиоплегии и газовой смеси СО+О2
и др., Росс. физиол. журн. им. И. М. Сеченова, 9
может стать перспективным вариантом для
(4), 353 (2010).
улучшения выживаемости трансплантата и
10. D. M. Rudd and G. P. Dobson, J. Thorac. Cardiovasc.
сохранения его функции при временах хранения
Surg., 142 (6), 1552 (2011).
от 6-24 ч. Другим возможным направлением
11. C. Suzuki, N. Hatayama, T. Ogawa et al., Int. J. Mol.
применения газовой консервации с использова-
Sci., 21 (22), 8858 (2020).
нием крови может стать сохранение травматиче-
12. https://www.rlsnet.ru/regdoc/kustodiol-p-n01465601-
ски ампутированных конечностей в результате
52408.
раздавливания и отрыва [32]. При данном типе
13. A. Nakao and A. M. Choi, N. Murase, J. Cell. Mol.
повреждения не всегда возможно оперативно об-
Med., 10 (3), 650 (2006).
наружить главную артерию для введения раствора
14. W. Adach and B. Olas, Future Med. Chem., 11 (1), 61
с целью сохранения ткани. Дальнейшее исследо-
(2019).
вание и адаптация данного подхода для травмати-
15. H. H. Kim and S. Choi, Int. J. Mol. Sci., 19 (8), 2381
чески потерянных конечностей может дать до-
(2018).
полнительное время, необходимое для транспор-
16. J. D. McCully, J. Thorac. Cardiovasc. Surg., 124 (2),
тировки в медицинское учреждения с целью
219 (2002).
реплантации.
17. T. Fannelop, G. O. Dahle, P. R. Salminen, et al., Ann.
Thorac. Surg., 87 (4), 1205 (2009).
18. А. Е. Гурин, Е. Л. Гагаринский, Е. Е. Фесенко
ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ
(мл.)., Биофизика, 66 (5), 964, (2021).
Исследование выполнено при финансовой
19. K. S. Ozaki, S. Kimura, N. Murase, Transplantation
поддержке Российского фонда фундаментальных
Rev., 26 (2), 125 (2012).
исследований в рамках научного проекта № 20-
20. D. Němeček, M. Dvořáková, and M. Sedmíková, Int.
34-90132\20.
J. Biochem. Mol. Biol., 8 (1), 1 (2017)
21. C. S. Queiroga, A. S. Almeida, C. Martel, et al., J. Biol.
Chem., 285 (22), 17077 (2010).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
22. X. Wang, Y. Wang, H. P. Kim, et al., J. Biol. Chem.,
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
282 (3), 1718 (2007).
интересов.
23. M. Kondo-Nakamura, K. Shintani-Ishida, K. Uemu-
ra, et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 393 (3),
449 (2010).
СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ
24. H. B. Barner, Ann. Thorac. Surg., 52 (6), 1354 (1991).
Эксперименты проводили в соответствии с
25. T. Radovits, L. Lin, J. Zotkina, et al., J. Heart Lung
Transplantation, 27 (2), 208 (2008).
требованиями Европейской конвенции по защи-
те животных 2010/63/EU. Все применимые меж-
26. U. Rauen, S. Klempt, and H. de Groot, Cell Mol. Life
Sci., 64 (2), 192 (2007).
дународные, национальные и институциональ-
ные принципы ухода и использования животных
27. S. Loganathan, T. Radovits, K. Hirschberg, et al., J.
Thorac. Cardiovasc. Surg., 139 (4), 1048 (2010).
при выполнении работы были соблюдены.
28. P. Dutkowski, K. Furrer, Y. Tian, et al., Ann. Surg., 244
(6), 968 (2006).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
29. O. de Rougemont, S. Breitenstein, B. Leskosek, et al.,
Ann. Surg., 250 (5), 674 (2009).
1. С. А. Альсов, А. Ф. Фомичев, Д. В. Доронин и др.,
Вестн. трансплантологии и искусственных орга-
30. S. M. Minasian, M. M. Galagudza, Y. V. Dmitriev,
нов, 20 (1), 110 (2018).
et al., Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg., 20 (4), 510
(2015).
2. С. М. Минасян, М. М. Галагудза, Ю. В. Дмитриев
и др., Регионарное кровообращение и микроцир-
31. M. Sobieraj, M. Kilanowska, P. Ładziński, et al., Kar-
куляция, 13 (3), 4 (2014).
diochir. Torakochirurgia Pol., 15 (2), 86 (2018).
3. О. Н. Резник, А. Е. Скворцов, Я. Г. Мойсюк, Аль-
32. S. B. Wijayaratna, H. J. Suraweera, M. D. Lamawansa,
манах клинич. медицины, 48 (3), 193 (2020).
et al., Injury, 39 (2), 203 (2008).
БИОФИЗИКА том 67
№ 5
2022
1008
ГУРИН и др.
Influence of Custodiol on Preservation of the Isolated Rat Heart during Hypothermic
Storage in a High-Pressure Gaseous Mixture of Carbon Monoxide and Oxygen
A.E. Gurin*, E.L. Gagarinsky*, and E.Е. Fesenko (Jr.)*
*Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, ul. Institutskaya 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia
The effects of Custodiol, a preservation solution, on heart rate and contractility in the isolated rat heart were
evaluated following a prolonged hypothermic (+4°C) preservation in a 6.5 atm gas mixture of carbon mon-
oxide and oxygen. The isolated rat hearts were preserved under 6.5 atm for 6, 12 and 24 hours. It has been
shown that Custodiol, which in Russia is the gold standard for heart preservation, does not exert synergistic
effects when used in combination with a protective gas mixture. In the rat hearts after being preserved with
the use of Custodiol solution under high pressure of gas mixture for 12 hours, left ventricular contractility fell
to 34 ± 9% of the intact control, taken as 100%. At the same time, in the hearts preserved without the use of
Custodiol, this value was significantly higher, 61 ± 9%. After 6 and 24 hours of preservation, there were no
significant differences in pressure generated by the left ventricle between rat hearts preserved with and with-
out the preservation solution: contractility reduced by about 75% (6 hours) and 30% (24 hours) as compared
to control. It was shown that the heart was preserved better if the blood was not washed out. This fact can find
its application in long-term gas hypothermic preservation with the use of blood cardioplegia or plegia with
addition of blood elements to crystalloid solutions.
Keywords: carbon monoxide, Custodiol, preservation solution, gas, organ, preservation, heart, rat, conservation,
hypothermia
БИОФИЗИКА том 67
№ 5
2022