Mitochondrial antioxidant plastomitin alters the myocardial energy state and prevented the development of systolic dysfunction in doxorubicin-induced cardiomyopathy

РезюмеЦель исследования. Настоящая работа предпринята с целью изучения влияния митохондриального антиоксиданта пластомитина (ПМ, препарат SkQ1) на энергетическое состояние и функцию сердца крыс с кардиомиопатией, вызванной введением доксорубицина (Докс).Материалы и методы. Использовали крыс-самцов Вистар, которым вводили подкожно Докс (2 мг/кг/нед.) в течение 5 недель (группа Докс). Животным группы Докс+ПМ наряду с доксорубицином 5 недель подкожно вводили ПМ в дозе 0,32 мг/кг ежедневно. Контрольной группе животных в течение 5 недель вводили такой же объем физиологического раствора. Перед началом введения препаратов и через 8 недель у всех крыс была выполнена эхокардиография (ЭхоКГ) левого желудочка (ЛЖ). Дополнительно у части животных была изучена сократительная функция ЛЖ при помощи PV-катетера. Содержание адениннуклеотидов (АТФ, АДФ и АМФ), фосфокреатина (ФКр), креатина (Кр) и лактата в безбелковых экстрактах сердец определяли энзиматическими методами. Дыхание митохондрий в скинированных сапонином волокнах ЛЖ определяли полярографическим методом.Результаты. В конце исследования у животных группы Докс фракция выброса и фракция укорочения были достоверно снижены, а диастолический объём ЛЖ уменьшен по сравнению с этими показателями в контрольной группе. В группе Докс+ПМ фракция выброса, фракция укорочения, индекс сократимости миокарда, максимальная скорость развития давления и работа сердца были выше, чем в группе Докс и недостоверно отличались от величин в контроле. Эти изменения сочетались с достоверным увеличением содержания общего фонда адениннуклеотидов и креатина в сердце животных группы Докс+ПМ по сравнению с этими показателями у животных, получавших только Докс. Показатели скорости дыхания митохондрий в волокнах ЛЖ, выделенных из сердец животных группы Докс+ПМ, были выше, чем в группе Докс.Заключение. Применение ПМ предотвращало развитие систолической дисфункции у животных, получавших Докс. Это было связано с улучшением окислительного фосфорилирования и сохранением фонда адениннуклеотидов в сердце SummaryAim. This study was designed to explore effects of the mitochondrial antioxidant plastomitin (PM) on the energy state and heart function of rats with cardiomyopathy induced by doxorubicin (Dox) administration.Material and methods. Male Wistar rats were injected subcutaneously with Dox (2 mg / kg / weekly) for 5 weeks (Dox group). Animals of the Dox + PM group were subcutaneously injected with PM for 5 weeks at a dose of 0.32 mg/kg daily along with Dox. The control group of animals was injected for 5 weeks with the same volume of saline. Before the administration of drugs and after 8 weeks of the study, all rats were underwented echocardiography of the left ventricle (LV). Additionally, the LV contractile function was studied using a PV catheter in some animals. The contents of adenine nucleotides (ATP, ADP and AMP), phosphocreatine (PCr), creatine (Cr) and lactate in protein-free extracts of hearts were determined by enzymatic methods. Mitochondrial respiration in saponin-skinned LV fibers was determined using the polarographic method.Results. At the end of the study, in animals of Dox group, the ejection fraction, fractional shortening and LV diastolic volume were significantly reduced in comparison with these indices in the control group. In Dox + PM group, the ejection fraction, fractional shortening, myocardial contractility index, maximum rate of pressure development and heart work were significantly higher than in Dox group and did not differ from the control values. These functional alterations were combined with a significant increase in the content of myocardial adenine nucleotide pool and creatine in animals of Dox + PM group compared with these parameters in animals treated with Dox alone.The rate of mitochondrial respiration in LV fibers isolated from the hearts of animals of Dox + PM group was higher than in Dox group.Conclusion. Treatment with PM prevented the development of LV systolic dysfunction in animals received Dox. This beneficial effect was due to an improvement in oxidative phosphorylation and preservation of myocardial adenine nucleotide pool.