Центр бакулева как добраться: Как добраться до центра сердечно-сосудистой хирургии

Call-центр

В целях доступности проведения диспансеризации, для граждан, зарегистрированных в ГАУЗ «Клиническая больница №2», со 02.09.2019 года на базе поликлинического отделения №1, расположенного по адресу: РТ, г. Казань, ул. Гладилова, д.28/5, открыто отделение профилактики, которое работает в режиме «Единого окна». В данном отделении диспансеризацию можно пройти в течении одного визита. Прием ведется в каб. №9 без предварительной записи.

График работы отделения:

— понедельник- пятница: с 08.00 до 20.00;

— первая и третья суббота месяца с 08.00 до 12.00.

ПРИЁМ ГЛАВНОГО ВРАЧА ПО ЛИЧНЫМ ВОПРОСАМ:

КАЖДЫЙ ВТОРОЙ ВТОРНИК МЕСЯЦА с 16:00 до 18:00 

ПЛАТНЫЕ УСЛУГИ:
8(843) 554-25-90, 89274099427.
Режим работы с 8:00 — 16:00

В связи с переездом Женской консультации №8 на ул. Лазарева, д. 7 сообщаем временные телефонные номера: 
8 (843) 555-00-81
8 (843) 554-49-92 

Отделение Терапии: 8 (843) 554-25-92.

Информацию от врача о состоянии пациента в «COVID госпитале«, находящегося на лечении в ГАУЗ «Клиническая больница №2», можно получить в будние дни с 13.00 до 16.00 по телефону: 8 (843) 554-92-66.

Прием передач осуществляется ежедневно с 10.00 до 14.00 и с 16.00 до 18.00 в приемном покое (розовое здание).

Тихий час с 14.00 до 16.00.

Очное общение лечащего врача с родственниками пациентов категорически ЗАПРЕЩЕНО.

Страница с результатами независимой оценки качества оказания услуг организациями социальной сферы: http://bus.gov.ru/pub/independentRating/list

Новости

Информацию от врача о состоянии пациента, находящегося на лечении в ГАУЗ «Клиническая больница №2» можно получить в будние дни с 13.00 до 16.00 по телефону:

8 (843) 554-92-66.

Прием передач осуществляется ежедневно с 10.00 до 14.00 и с 16.00 до 18.00 в приемном покое (розовое здание).

Тихий час с 14.00 до 16.00.

Очное общение лечащего врача с родственниками пациентов категорически ЗАПРЕЩЕНО.

Администрация

Уважаемые пациенты!

При себе иметь паспорт. Оплата осуществляется наличным и безналичным расчётом.

ОБЪЯВЛЕНИЕ

В ГАУЗ «КЛИНИЧЕСКАЯ БОЛЬНИЦА №2»

проводится предварительная запись на вакцинацию против новой коронавирусной инфекции COVID–19 вакциной «Гам-КОВИД-Вак» («Спутник V»).

Вакцинация показана всем лицам старше 18 лет, не болевшим новой коронавирусной инфекцией COVID–19 в течении последних 6 месяцев и не имеющим противопоказаний (согласно инструкции к препарату).

Перед вакцинацией проводится осмотр фельдшером или врачом – терапевтом.

Адреса и номера телефонов для предварительной записи:

г. Казань, ул. Гладилова, д. 28/5, кабинет №18 или по тел. 5544453, 5983003;

г. Казань, ул. Лазарева, д.7, кабинет №9 или по тел. 5550081, 5983003;

г. Казань, ул. Н. Столярова, д. 39, кабинет №123 или по тел. 5541926, 5983003;

г.Казань, ул. Ильича, д. 30, кабинет № 7 или по тел. 5162575 (78), 5983003

Кардиологическая клиника Бакулевский кардиологический центр в рейтинге лучших Кардиологических клиник Москвы. Отзывы, фото Кардиологическая клиника Бакулевский кардиологический центр

Комментарий эксперта

Каждую субботу в 10 утра на территории Центра проводятся оздоровительно-просветительские мероприятия «Прогулка с врачом». Центр приглашает всех желающих присоединиться к здоровому образу жизни под руководством специалистов кардиологов и кардиохирургов Кардиологического Центра им Бакулева. В программе: Бесплатные консультации кардиологов и кардиохирургов Центра им. А.Н. Бакулева, Измерение жизненных показателей организма (ЧСС, АД, содержание глюкозы в крови*), Зарядка и цикл дыхательной гимнастики, в момент пробуждающий к жизни, Оздоровительная Прогулка в приятной компании и тд.
Мария Наумова

В Бакулевском кардиологическом центре высококвалифицированные специалисты осуществляют лечение различных форм ишемической болезни сердца, приобретенных и врожденных пороков сердца, нарушений ритма и проводимости, сердечной недостаточности, патологии сосудов, поражений аорты, брахиоцефальных, почечных и висцеральных артерий, сосудов нижних конечностей. Большое внимание уделяется ведению пациентов с миокардитами, перикардитами, опухолями сердца и кардиомиопатиями. В центре имеется самая своевременная двух- и трехмерная ультразвуковая, электрокардиографическая аппаратура, 8 ангиографических и 2 электрофизиологических кабинета, 2 компьютерных, 1 скоростной магнитно-резонансный и позитронно-эмиссионный томографы, благодаря чему стало возможным проводить стентирование коронарных артерий, аорто-коронарное шунтирование, реконструкцию и протезирование клапанов сердца и аорты и микрохирургические операции на венах. Кардиологический центр имени А. Н. Бакулева обладает широкими диагностическими возможностями: коронография, электрокардиография, прекардиальное картирование сердца, суточный мониторинг артериального давления, нагрузочные тесты (тредмил-тест, велоэргометрия), эхокардиография, ультразвуковая и транскраниальная допплерография, магнитно-ядерный резонанс, компьютерная томография, позитронно-эмиссионная томография, инвазивные электрофизиологические исследования, спирометрия, радионуклидное исследование и все типы лабораторных исследований. Работает программа медицинской реабилитации для детей в послеоперационном периоде, индивидуальная для каждого пациента с врождёнными пороками сердца. Это предполагает совместное пребывание взрослого и ребёнка в палате повышенной комфортности, пятиразовое диетическое питание и полный спектр восстановительных мероприятий. До центра можно доехать на метро до станции «Молодежная», а далее на автобусе или маршрутке до остановки «Институт им. Бакулева». Приём осуществляется по полису ОМС и на платной основе. Для граждан, нуждающихся в оказании высокотехнологичной медицинской помощи, предусмотрено бесплатное лечение.
Елена Хохлова

Фенотипирование АПФ в сердце человека

Образец цитирования: Тихомирова В.Е., Кост О.А., Крюкова О.В., Голухова Е.З., Булаева Н.И., Жолбаева А.З. и др. (2017) Фенотипирование АПФ в сердце человека. PLoS ONE 12 (8): e0181976. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976

Редактор: Майкл Бадер, Макс Дельбрук Centrum fur Molekulare Medizin Berlin Buch, ГЕРМАНИЯ

Поступила: 17 апреля 2017 г .; Принята к печати: 10 июля 2017 г .; Опубликован: 3 августа 2017 г.

Авторские права: © 2017 Тихомирова и др.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Работа поддержана Министерством науки и образования Российской Федерации [грант № 14.Z50.31.0026].

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Сокращения: ACE, ангиотензин-превращающий фермент; AF, мерцательная аритмия; FA-, фуранакрилоил-; HHL (Hip-His-Leu), гиппурил-L-гистидил-L-лейцин; HMW, высокая молекулярная масса; LMW, низкая молекулярная масса; ПТМ, посттрансляционные модификации; РАН, ренин-ангиотензиновая система; ZPHL (Z-Phe-His-Leu), карбобензокси-L-фенилаланил-L-гистидил-L-лейцин

Введение

Фибрилляция предсердий (ФП) — наиболее частая сердечная аритмия, вызывающая значительную сердечно-сосудистую заболеваемость и смертность [1].Хотя факторы риска описаны, доступных анализов крови для прогнозирования риска ФП не существует.

Активация ренин-ангиотензиновой системы (РАС), безусловно, играет важную роль в патогенезе фибрилляции предсердий [2–4]. Ангиотензин II является первичным медиатором РАС, который в основном продуцируется из ангиотензина I ангиотензин-превращающим ферментом (ACE, EC 3.4.15.1, CD143). Известно, что у пациентов с ФП наблюдается повышенный уровень экспрессии АПФ в ткани сердца, в частности, в предсердиях [2].Исследование на трансгенных мышах также продемонстрировало, что повышенная экспрессия АПФ в сердце может быть причинным фактором ФП и внезапной сердечной смерти [5]. И ингибиторы АПФ, и блокаторы рецепторов ангиотензина снижают частоту ФП и могут предотвращать связанные с ФП осложнения у пациентов и в экспериментальных моделях [3].

АПФ представляет собой пептидилдипептидазу Zn ²⁺ , которая играет ключевую роль в регуляции кровяного давления, продуцируя ангиотензин II и разрушая брадикинин, а также в развитии сосудов, включая сердечные, патологии и ремоделирование.АПФ конститутивно экспрессируется на поверхности эндотелиальных и некоторых эпителиальных клеток, а также клеток иммунной системы (макрофаги, дендритные клетки), обзор которых приведен в [6,7]. Экспрессия АПФ в нормальном и патологическом сердце человека изучалась ранее [8,9]. На сегодняшний день идентифицировано несколько новых субстратов для ACE (AcSDKP, ангиотензин 1–7) и предложены новые функции для ACE, такие как передача сигналов извне внутрь клетки, презентация антигена [10–12]. Антифиброзное и противовоспалительное действие субстрата для АПФ, AcSDKP, по-видимому, особенно важно для патогенеза ФП у пациентов с повышенным уровнем АПФ в сердце [13].

Несмотря на тесную связь активации РАС с аритмиями, уровни АПФ в плазме не коррелируют с ФП и желудочковыми аритмиями. Как правило, АПФ в плазме точно отражает уровень тканевого АПФ [14]. АПФ крови происходит из эндотелиальных клеток, в основном из капилляров легких, которые демонстрируют почти 100% экспрессию АПФ по сравнению с 5-15% АПФ-положительных капилляров в большом круге кровообращения [15]. Основываясь на этом, мы подсчитали, что АПФ, выделяемый из сердечных капилляров, может составлять не более 1% от общего количества АПФ в крови.Вот почему общий уровень АПФ в плазме у пациентов, по-видимому, не является прогностическим параметром для пациентов с ФП. Однако, поскольку предсердный АПФ увеличивается в 3 раза у пациентов с ФП [2], количественное определение определенного сердечного АПФ (главным образом, предсердного АПФ) в плазме теоретически может использоваться в качестве прогностического теста для определения риска ФП.

Мы доказали концепцию, что конформация ACE является клеточной и тканеспецифичной и происходит, вероятно, из-за различного гликозилирования фермента на примере ACE из эндотелиальных клеток легких по сравнению с ACE из макрофагов и дендритных клеток саркоидной гранулемы [16] и ACE. из эпителиальных клеток простаты [17].Конформационный отпечаток ACE, основанный на характере связывания набора mAb с различными эпитопами на поверхности ACE [16], таким образом, имеет потенциал для раскрытия клеток / органов, из которых происходит ACE.

Мы применили этот подход здесь, чтобы продемонстрировать конформационные различия ACE, происходящих из сердца и легких человека, и показали различия для очищенных ACE, для ACE в гомогенатах тканей и ACE в крови после перфузии in vivo и . Мы полагаем, что такие различия позволят получить моноклональные антитела (mAb), способные различать АПФ, выделяемые в кровоток из этих двух органов, и, следовательно, сформировать основу для анализа крови для прогнозирования риска ФП.

Экспериментальная часть

ACE из разных источников

Работа выполнена в соответствии с Этическим кодексом Всемирной медицинской ассоциации (Хельсинкская декларация) и одобрена институциональными наблюдательными советами Центра сердечно-сосудистой хирургии им. Бакулева Московского государственного университета и Иллинойского университета в Чикаго. Ни один из доноров не был из уязвимых групп населения, и все доноры или ближайшие родственники предоставили письменное информированное согласие, которое было дано свободно.Цитратная плазма и гомогенаты тканей человека (соотношение вес / объем 1: 9, а в некоторых случаях 1: 3) от 10 доноров (пять доноров мужского пола в возрасте 54–66 лет и пять доноров женского пола в возрасте 28–68 лет), включая трех доноры с фибрилляцией предсердий были использованы в качестве источников соматических АПФ. АПФ легких и сердца очищали из гомогенатов тканей с помощью анионообменной хроматографии на DEAE-Toyopearl 650M, а затем аффинной хроматографии с лизиноприлом, как в [18] «Таблица S1». Очищенные препараты АПФ оказались гомогенными с помощью электрофореза в 7.5% SDS-PAGE «S1 Fig».

Анализ активности АПФ

АПФ в плазме крови, гомогенатах органов человека или гомогенатах камер сердца измеряли с помощью флуориметрического анализа с двумя субстратами АПФ, 2 мМ Z-Phe-His-Leu (ZPHL) и 5 ​​мМ Hip-His-Leu (HHL). [19]. Ингибирование активности АПФ с помощью антикаталитического mAb 5F1 к N-домену ACE и mAb 1E10 к C-домену проводили при концентрациях mAb 100 мкг / мкл и 10 мкг / мкл, соответственно, с 1 мМ ZPHL или 2,5 мМ HHL в качестве субстратов.

Субстратная специфичность ACE

Кинетические параметры гидролиза нескольких синтетических трипептидных субстратов и природного субстрата декапептида ангиотензина I очищенными АПФ сердца и легких человека определяли в 0,05 М фосфатном буфере, pH 7,5, содержащем 0,15 М NaCl и 1 мкМ ZnCl. ° C. Скорость ферментативного гидролиза Z-Phe-His-Leu, Hip-His-Leu и ангиотензина I определялась флуориметрически, тогда как кинетика гидролиза FA-содержащих субстратов, FA-Phe-Gly-Gly и FA-Phe- Phe-Arg исследовали спектрофотометрически [20].

Иммунологическая характеристика АПФ (анализ иммунопреципитации на планшете)

Девяносто шестилуночных планшетов (Corning, Corning, NY) покрывали mAb против АПФ через мостик козьего антимышиного IgG (Pierce, Rockford, IL) [21] и инкубировали с различными источниками АПФ, которые были уравновешены по АПФ. Мероприятия. После смывания несвязанного АПФ измеряли активность связанного с планшетом АПФ, добавляя субстрат для АПФ, Z-Phe-His-Leu, непосредственно в лунки [21]. Шестнадцать мАт к человеческому АПФ были получены в нашей лаборатории [16], в то время как мАт BB9 были любезно предоставлены Полом Дж.Симмонс (тогда Фонд молекулярной медицины Брауна, Центр медицинских наук Техасского университета, Хьюстон, Техас, США).

Диализ и фильтрация плазмы человека, гомогенатов сердца и легких

Диализ гомогенатов сердца и легких выполняли в диализных кассетах 10 кДа (Pierce, Rockford, IL) и в диализных пробирках Biotech 100 кДа (Spectrum Inc., Хьюстон, Техас) против 0,05 фосфатного буфера, pH 7,5, 0,15 М NaCl и 1 мкМ ZnCl ₂ , при 4 ° C. Фильтрацию гомогенатов проводили на фильтрационных мембранах Vivaspin (GE Healthcare, Sartorius Corp., Богемия, Нью-Йорк) с ограничениями 30 и 100 кДа при 12 000 г.

Аминопептидазная активность

Активность аминопептидазы в гомогенатах тканей при различных разведениях оценивали по скорости гидролиза 0,01–0,1 мМ His-Leu в буфере PBS-BSA, pH 8,3, при 37 ° C.

Перфузия АПФ у крыс

Все in vivo методы / эксперименты на крысах были одобрены и выполнены в соответствии с руководящими принципами и положениями Комитета МГУ по этике экспериментов на животных, которые соответствуют руководящим принципам NIH (Руководство по уходу и использованию лабораторных животных).Взрослых крыс-самцов линии Вистар массой ~ 300 г помещали в свободные от патогенов условия в индивидуальных пластиковых клетках с подстилкой из опилок в помещении с кондиционированием воздуха при постоянной температуре (23 ± 1 ° C) и влажности 70%. Крысам давали воду и стандартный рацион (LabDiet, 5053 (LabDiet; Сент-Луис, Миссури, США)) ad libitum . За всеми животными ежедневно в течение недели перед экспериментом наблюдали за здоровьем тела. Были приложены все усилия, чтобы минимизировать страдания крыс. Очищенные АПФ сердца и легких человека, 1000 мЕд в 100 мкл, pH 7.4, вводили в хвостовую вену крыс (по две крысы в ​​группе) под наркозом кетопрофеном. Через 30 минут проводили эвтаназию декапитацией, собирали кровь и готовили цитратную плазму. На тот момент около 30% человеческого АПФ все еще находилось в крови крыс. Осаждение человеческого АПФ из плазмы крыс с помощью набора mAb к ACE проводили, как описано выше, но с поправкой на следовое осаждение крысиного ACE этими mAb.

Статистический анализ

Все данные являются средними значениями ± SEM.Значимость анализировали с использованием теста Манна-Уитни со STATISTICA 6 (StatSoft, Inc., OK).

Результаты и обсуждение

Активность АПФ в сердце человека

Мы оценили экспрессию АПФ в различных тканях человека, а именно в сердце, легких, почках и селезенке, путем сравнения активности АПФ в гомогенатах этих тканей, а также в цитратной плазме человека. Активность АПФ в гомогенате сердца человека (выраженная в мЕд на грамм ткани) была примерно в 3 раза выше, чем в плазме человека, и в 8–12 раз меньше, чем в легких человека (рис. 1).Эта оценка коррелирует с плотностью сайтов связывания радиолигандных ингибиторов АПФ в сердце и легких человека [22], а также с высокой транскрипцией РНК АПФ в легких, хотя и незначительной в сердце, как в Атласе белков человека [23].

Рис. 1. Активность АПФ в тканях человека.

АПФ в гомогенатах тканей от 10 доноров и цитратной плазме определяли количественно с использованием спектрофлуориметрического анализа с 2 мМ ZPHL и 5 мМ HHL в качестве субстратов. Гомогенаты получали в соотношении 1: 9 (вес / объем) и дополнительно разбавляли 1/10, чтобы минимизировать эффект предполагаемых эндогенных ингибиторов АПФ и низкомолекулярных эффекторов АПФ.Плазму разбавляли 1: 4 PBS. Данные выражены в мЕ на грамм ткани (для гомогенатов) или в 1 мл неразбавленной плазмы, p <0,01. Вставка: активность АПФ (мЕд / мл) в гомогенатах различных камер сердца человека от 10 доноров. V-желудочки; А-предсердия; L-слева; Р-правильно. Каждое значение представляет собой среднее значение нескольких (2–3) экспериментов в дубликатах, p <0,05.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g001

Активность АПФ, измеренная одновременно двумя субстратами в гомогенатах разных полых камер сердца, показала статистически значимое различие в активности АПФ предсердий и желудочков, причем эта активность была максимальной. в правом желудочке и самый нижний в правом предсердии (рис. 1, вставка).

Ткани и кровь млекопитающих содержат эндогенные ингибиторы АПФ [17,24,25] и эффекторы АПФ [17,26], включая предполагаемые связывающие АПФ белки [26–28]. Чтобы продемонстрировать присутствие эндогенных ингибиторов АПФ в тканях человека, мы сравнили очевидную активность АПФ в гомогенатах сердца и легких при серийных разведениях (рис. 2). Кажущаяся активность АПФ значительно увеличивалась в 3-4 раза при разбавлении обоих гомогенатов (рис. 2А и 2В). Мы исключили присутствие аминопептидаз в тканях человека как причину такого эффекта «S1 Text».Таким образом, эффект разведения отражает присутствие эндогенных ингибиторов АПФ в тканях сердца и легких. Диализ (10 или 100 кДа) и фильтрация (100 кДа) гомогенатов сердца и легких также привели к аналогичному (200–400%, p <0,05) увеличению кажущейся активности АПФ (данные не показаны). Следовательно, для правильной оценки активности АПФ в гомогенате сердца (или легких) нет необходимости проводить трудоемкий диализ, поскольку простое 10-кратное разведение гомогенатов успешно индуцирует диссоциацию низкомолекулярных (НМ) эндогенных ингибиторов АПФ от их комплекс с ACE.

Рис. 2. Влияние разбавления на кажущуюся активность АПФ в гомогенатах сердца и легких.

АПФ измеряли в гомогенатах сердца и легких от 10 доноров при различных разведениях с использованием двух субстратов, ZPHL и HHL (как в легенде к Фиг.1). Данные выражены в% от активности АПФ в неразбавленных гомогенатах ( A, B ), а также в% отношения ZPHL / HHL от этого для неразбавленных гомогенатов ( C , D ). Каждое значение является средним из нескольких (2–3) экспериментов в дубликатах, p <0.01.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g002

Мы обнаружили, что влияние разведения гомогенатов тканей на относительную активность АПФ с двумя субстратами, Z-Phe-His-Leu и Hip-His- Leu (соотношение ZPHL / HHL) был субстрат-специфичным (рис. 2A и 2B). Ранее мы показали, что селективная инактивация / ингибирование C-домена увеличивает соотношение ZPHL / HHL для соматического двухдоменного АПФ, тогда как избирательная инактивация / ингибирование N-домена снижает это соотношение, поскольку эти субстраты расщепляются двумя доменами с разные ставки [19].Следовательно, мы можем интерпретировать уменьшение отношения ZPHL / HHL (рис. 2C) и увеличение этого отношения (рис. 2D) при разведении гомогенатов сердца и легких, соответственно, как свидетельство присутствия различных наборов эндогенных ингибиторов АПФ в ткани сердца и легких.

Конформационный дактилоскопический анализ ИАПФ сердца и легких

Мы охарактеризовали конформацию ACE сердца и легких с помощью панели mAb, направленных против 17 различных эпитопов и картированных на поверхности N- и C-доменов каталитически активного ACE человека — метод «конформационного отпечатка пальца ACE» [16]. .Как видно на фиг. 3, профиль иммунопреципитации сердечного АПФ значительно отличался от профиля легочного АПФ, причем разница наблюдалась как для очищенных ферментов (фиг. 3A), так и для ACE в гомогенатах (фиг. 3B). Это позволило нам сделать вывод, что АПФ сердца, происходящий из эндотелиальных клеток сердца и, возможно, миофибробластов [9], и АПФ легких, происходящий из эндотелиальных клеток легких [15,29], демонстрируют различные локальные конформации своей поверхности, вероятно, из-за тканевых и клеточно-специфические посттрансляционные модификации (ПТМ).PTM, которые являются общими для различных белков, могут точно регулировать функции белков, вызывая конформационные изменения, которые тонко или резко изменяют поверхность белка или его общую третичную структуру. Наиболее распространенным ПТМ является гликозилирование [30].

Рис 3. Конформационные характеристики различных АПФ.

Конформационный фингерпринт ACE сердца и легких выполняли с набором из 17 mAb к двухдоменному ACE. Иммунопреципитированная активность ACE из очищенных растворов ACE ( A ), гомогенатов тканей от 10 доноров ( B ) или ACE после перфузии в кровообращение крысы ( C ) представлена ​​в виде% («коэффициент связывания») для сердечного ACE. из легких ACE.Коэффициенты увеличения более чем на 20% выделены оранжевым цветом, более 50% — темно-оранжевым и более 200% — красным, в то время как уменьшенные более чем на 20% выделены желтым цветом и более 50% — темно-синим. Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение по крайней мере 3 экспериментов (каждый в дубликатах), p <0,01.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g003

Соматический АПФ представляет собой N-гликозилированный мембранный гликопротеин типа I, точные гликановые структуры которого, а также расположение реально присутствующих олигосахаридных цепей на поверхности белковой глобулы может варьироваться в зависимости от источника белка.Аминокислотная последовательность соматического АПФ человека содержит 17 потенциальных сайтов для N-гликозилирования [31]. Структура и точное положение гликанового фрагмента в человеческом соматическом АПФ из разных тканей полностью не исследованы [17,32].

ACE сердца и легких обладают довольно равными массами около 170 кДа, как было выявлено с помощью SDS-PAGE «S1 Fig», который указывает на отсутствие значительных различий в степени гликозилирования этих ACE. Ранее было показано, что обычный сиалилированный двухантенарный комплексный олигосахарид может контактировать с поверхностью фермента в области около 200–300 Å [17].Поскольку эпитопы для mAb обычно составляют 600-900 Å, очевидно, что присутствие олигосахарида в эпитопе (а также его определенная структура, то есть количество антенн, сиалирование, фукозилирование и т. Д.) Может сильно влиять на связывание mAb. Ранее мы показали, что различное гликозилирование АПФ в эндотелиальных и эпителиальных клетках может быть основной причиной различий в связывании mAb с АПФ из легких и семенной жидкости [17]. Более того, различие в эффективности связывания для некоторых конкретных mAb может быть связано с различным гликозилированием соответствующего сайта гликозилирования внутри эпитопа для этого самого mAb.Таким образом, основная причина различий, наблюдаемых в профилях иммунопреципитации сердечных и легких АПФ (рис. 3), может быть связана с различным гликозилированием АПФ даже в эндотелиальных клетках, но из разных органов, вызванным разной средой этих клеток в разных органах. . Конформационные отпечатки АПФ сердца и легких (рис. 3А и 3В) позволили нам предположить, что различное гликозилирование этих АПФ происходит в следующих сайтах гликозилирования на АПФ: Asn25 в эпитопах для mAb BB9, 3A5 и i1A8 и Asn117 в эпитопе для mAb 5F1 в N-домене, а также Asn666 в эпитопе для mAb 4E3 и 1E10 и Asn731, который находится внутри эпитопов для mAb 1B8 и 3F10 и близок к эпитопу для mAb 1B3 в C-домене ACE.

Очищенные АПФ сердца и легких были изолированы от разных доноров, и, строго говоря, различия в связывании mAb с этими очищенными АПФ (рис. 3А) можно отнести к индивидуальным различиям в гликозилировании белков у этих доноров [33], случай, гликозилирование АПФ. Чтобы исключить эту возможность, мы выполнили конформационные отпечатки пальцев сердца и легких АПФ в гомогенатах, полученных от одного и того же донора. По статистическим причинам и воспроизводимости мы использовали 10 пар гомогенатов, полученных из тканей 10 доноров.Поскольку общий паттерн связывания mAb с АПФ в парах гомогенатов (рис. 3B) был подобен паттерну связывания mAb с очищенными ACE сердца и легких от разных доноров, мы можем заключить, что разные конформационные отпечатки ACE сердца и легких демонстрируют реальную конформацию. тканевая специфичность фермента. Стоит отметить, что ACE от доноров с AF в анамнезе продемонстрировали аналогичные различия в связывании mAb с ACE сердца и легких (не показаны), то есть это различие вызвано не заболеванием, а природой клеток, продуцирующих ACE.

Чтобы подтвердить, что различия в локальной конформации ACE сердца и легких ACE сохраняются в крови, мы перфузировали очищенные ACE из сердца и легких (и ACE семенной жидкости как представителя ACE, продуцируемого эпителиальными клетками) через кровообращение живых крыс. Циркуляция гликопротеинов (включая АПФ) в крови после выделения из клеточных мембран приводит к обогащению гликопротеинов сыворотки молекулами с более высоким содержанием остатков сиаловой кислоты в результате селективного удаления асиало-молекул (с концевыми галактозильными остатками) посредством печеночный лектин, а сиалированные гликопротеины остаются в кровообращении [34].Результаты ясно демонстрируют, что влияние такой перфузии на характер связывания mAb с ACE сердца и легких значительно различается, что еще раз демонстрирует, что характер гликозилирования (в частности сиалирования) сердечных и легких ACE различается. Кроме того, связывание мАт 5F1 и 1E10, которые лучше связываются с молекулами АПФ, когда гликаны в эпитопах этих мАт менее сиалилированы (Данилов и Трахт, неопубликованные наблюдения), уменьшалось после перфузии АПФ легких крысам в соответствии с ожидаемое относительное обогащение фрагмента ACE сиаловыми кислотами.Однако в результате перфузии сердечного АПФ связывание этих самых mAb неожиданно увеличилось, что косвенно подтверждает, что локальная конформация сердечного АПФ и его чувствительность к структуре гликана отличается от таковой для легочного АПФ.

Важно, что даже после циркуляции в крови профили иммунопреципитации растворимых АПФ из сердца и легких оставались значительно разными (Рис. 3C и «S2 Рис»), что доказывает возможность различать АПФ, продуцируемые разными органами в реальной крови.

Таким образом, анализ конформации АПФ обеспечивает структурную основу для создания моноклональных антител, способных различать АПФ, продуцируемый определенным типом клеток или определенным органом, в частности, на сердце, и генерировать анализ крови для обнаружения и количественной оценки этого конкретный АПФ в крови для прогнозирования риска ФП.

Эффекторы АПФ в сердечной ткани человека

Как мы обсуждали выше, гомогенаты тканей содержат большое количество ингибиторов / эффекторов АПФ.Когда мы выполнили очистку сердечных и легочных АПФ с помощью комбинации анионообменной и аффинной хроматографии, мы заметили значительное влияние этой процедуры очистки на конформационный отпечаток АПФ (рис. 4A и 4B, рис. S3A и «текст S2»), что представляет собой микросреду, существенно влияющую на конформацию АПФ в тестируемых тканях. Очистка обоих АПФ из соответствующих гомогенатов привела к снижению связывания моноклональных антител 1G12, 6A12 и i2H5, имеющих перекрывающиеся эпитопы в N-домене [35], что может быть связано с диссоциацией эндогенных ингибиторов АПФ [26,35] от комплекса с ACE.

Рис. 4. Эффекторы АПФ в тканях сердца и легких.

Конформационный фингерпринт АПФ сердца и легких выполняли с набором из 17 мАт к АПФ, как показано в легенде к фиг. 3. Иммунопреципитированная активность АПФ после очистки сердечных и легких АПФ с помощью анионообменной и аффинной хроматографии ( A, B ), после диализа ( C, D ) и фильтрации через фильтр с пределом 100 кДа ( E, F ) представлены как% («коэффициент связывания») от иммунопреципитированной активности АПФ из родительских гомогенатов.Коэффициенты, увеличенные более чем на 20%, выделены оранжевым цветом, более 50% — темно-оранжевым и более 100% — красным. Коэффициенты уменьшения более чем на 20% выделены желтым цветом, более чем на 50% — темно-синим. Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение 2–3 экспериментов (каждый в дубликатах), p <0,01.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g004

Кроме того, несколько антител к домену C, mAb 1B3, 1B8, 3F10, 1E10 и 4E3, в результате резко увеличили свое связывание с АПФ. очистки фермента (рис. 4A и 4B).Важно, что мы не наблюдали такого заметного увеличения связывания этих mAb ни после диализа (рис. 4C и 4D), ни после фильтрации гомогенатов через фильтры с пределом 30 кДа (не показаны) или даже пределом 100 кДа (рис. 4E и 4F). Эти данные позволили нам предположить, что, помимо присутствия эндогенных, легко диссоциирующих (из-за разбавления, диализа или фильтрации) ингибиторов LMW ACE (рис. 2 и 4C – 4F) как в тканях сердца, так и в тканях легких, эти ткани содержат некоторое количество высоких эффекторы / связывающие белки АПФ с молекулярной массой (HMW), которые нельзя удалить с помощью фильтрации или диализа, но которые удаляются во время процедур очистки АПФ («S3 фиг.» и «S4 фиг.»).

Кинетические характеристики сердца и легких ACE

Чтобы определить, отражаются ли эти различия в конформации сердечных и легочных ACE (рис. 3) в различных функциях этих ACE, мы сравнили кинетические характеристики этих ферментов.

Зависимости от pH ферментативной активности сердечных и легочных ACE при гидролизе Z-Phe-His-Leu при 0,15 M NaCl были довольно похожи с оптимумом pH около 7,0 (рис. 5) в соответствии с предыдущими результатами, полученными для бычьего ACE. [18].Однако оптимумы pH для гидролиза Hip-His-Leu были равны 7,5 для сердечного ACE и 7,8–7,9 для легочного ACE (рис. 5), что подтверждает различные конформации двух ферментов.

Рис. 5. Зависимость активности АПФ от pH.

Анализы активности очищенных АПФ сердца и легких в отношении 0,5 мМ Z-Phe-His-Leu ( A ) и 1,3 мМ Hip-His-Leu ( B ) проводили в 25 мМ ацетат-MES. -Трис-боратный буфер, содержащий 0,15 М NaCl и 1 мкМ ZnCl ₂ .Каждое значение является средним из нескольких (2–3) экспериментов в дубликатах.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g005

Ингибирующее действие антикаталитических mAb 5F1 [21] на домен N и mAb 1E10 и 4E3 на домен C [36], в то время как эти mAb, по-разному связывающиеся с ACE сердца и легких (фиг. 3A и 3B), не показали, однако, значительной разницы в степени ингибирования этих двух ACE (не показано).

Кинетические параметры, k _cat и K _m , гидролиза нескольких синтетических субстратов, а также природного субстрата ангиотензина I очищенными АПФ сердца и легких представлены в таблице 1.Два из субстрата, Z-Phe-His-Leu и Hip-His-Leu, являются С-концевыми аналогами ангиотензина I, в то время как субстрат с Phe-Arg на его С-конце можно рассматривать как С-концевой аналог ангиотензина I. другой природный субстрат АПФ, брадикинин, а также С-концевой аналог атриопептина 2.

Абсолютные значения k _cat , рассчитанные для гидролиза ангиотензина I человеческим АПФ, заметно различаются в литературе: от 3,5 с ^-1 [37] до 40 с ^-1 [38] для рекомбинантного человеческого АПФ, экспрессированного в клетках СНО, до 250 с ^-1 для сердечного АПФ человека [39] и до 66 с ^-1 для АПФ почек человека (Кост О.А., неопубликованные данные), вероятно, из-за разных условий синтеза ангиотензина, разных условий его гидролиза, а также различных условий и степени очистки АПФ.Итак, чтобы минимизировать предполагаемые ошибки, мы определили кинетические параметры гидролиза определенных субстратов двумя АПФ, от сердца и легких, одновременно.

Значения K _m гидролиза любого субстрата двумя АПФ оказались аналогичными, как и значения k _cat для большинства субстратов. Однако для короткого субстрата Hip-His-Leu значения гидролиза k _cat различались в два раза для ACE сердца и легких (Таблица 1).

Некоторые различия в каталитических свойствах сердечных и легких АПФ были показаны ранее для человеческих [39] и бычьих АПФ [18], а также различная способность этих ферментов подавляться набором ингибиторов [40].Есть несколько примеров, демонстрирующих влияние гликозилирования на кинетические свойства ферментов [41], и ссылки в данном документе, включая ACE, активность которого может изменяться в 2 раза из-за различного гликозилирования [42,43]. Таким образом, вероятно, что разные конформации АПФ, вызванные разным гликозилированием белков в разных тканях, могут быть причиной разных кинетических характеристик этих АПФ. Мы не могли даже исключить возможность того, что уникальная способность АПФ гидролизовать атриопептин II, о которой сообщалось только для сердца, но не для легких [39], может быть частично объяснена различиями в конформациях двух АПФ из-за различного гликозилирования.

Фенотипирование АПФ в разных камерах сердца

Для оценки предполагаемой гетерогенности экспрессии АПФ в камерах сердца мы провели фенотипирование АПФ в гомогенатах полых камер сердца от 10 доноров. Присутствие эндогенных ингибиторов АПФ в камерах сердца было продемонстрировано сравнением очевидной активности АПФ в предсердиях и желудочках при различных разведениях (рис. 6). Кажущаяся активность АПФ в камерах сердца заметно зависела от разведения гомогената, как это наблюдалось для гомогенатов всего сердца и легких (рис. 2).Эффект разбавления гомогенатов подтвердил более низкую очевидную активность АПФ в предсердиях по сравнению с желудочками (рис. 6А и 6В). Однако количество ингибиторов в камерах сердца варьировалось у разных доноров. Принимая во внимание, что желудочки составляют основную часть всего сердца, очевидно, что ткани желудочков вносят основной вклад в количество ингибиторов АПФ в тканях сердца (рис. 2).

Рис. 6. Влияние разведения на активность АПФ в гомогенатах камер сердца.

АПФ и соотношение ZPHL / HHL измеряли в гомогенатах камер сердца человека при различных разведениях с использованием двух субстратов (как в легенде к фиг. 1). Данные выражены в абсолютных значениях ( A — C ) и в процентах от гомогенатов при максимальном разбавлении — 1/30 ( D — F ). Каждое значение является средним из нескольких (2–3) экспериментов на отдельных гомогенатах в дубликатах.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g006

Когда мы сравнили количество иммунореактивного белка АПФ, определенное путем осаждения АПФ с помощью mAb 9B9 [21], с очевидной активностью АПФ в различных камерах сердца, мы обнаружили, что их соотношение в правом предсердии значительно больше, чем в других камерах (рис. 7), особенно для неразбавленных гомогенатов, что, вероятно, объясняется более высоким содержанием ингибиторов АПФ в предсердии.

Рис. 7. Различия между уровнем белка АПФ и активностью АПФ в камерах сердца.

АПФ измеряли в неразбавленных гомогенатах камер сердца человека и при разведении 1/10, как показано на рисунке 1. Уровень белка АПФ определяли количественно после осаждения АПФ с помощью набора mAb и отмывания предполагаемых эндогенных ингибиторов / эффекторов АПФ [26 ]. Данные выражены в процентах от соответствующих данных для гомогената левого желудочка. Каждое значение является средним из нескольких (3) экспериментов в дубликатах.Полосы, выделенные оранжевым цветом, представляют образцы со значениями выше 20% от среднего ± стандартное отклонение для контрольных образцов (гомогенат левого желудочка), * p <0,05, ** p <0,01.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g007

Конформационный фингерпринт АПФ в камерах сердца (рис. 8) выявил статистически значимое усиление связывания mAb 1B8 и 3F10 с АПФ из правого предсердия (рис. 8E и 8F), тогда как разница в связывании mAb с АПФ из правого желудочка или левого предсердия (рис. 8A-8D) была незначительной.

Рис. 8. Конформационный фингерпринт АПФ в различных камерах сердца.

Конформационный фингерпринт АПФ в гомогенатах (1: 9) различных камер сердца был выполнен с набором из 17 мАт к АПФ, как показано на рис. 3. Иммунопреципитированная активность АПФ из этих гомогенатов неразбавленных и дополнительно разведенных 1/10 представлена ​​как% («Коэффициент связывания») от иммунопреципитированной активности АПФ из гомогената левого желудочка (неразбавленного и разбавленного, соответственно). Коэффициенты, увеличившиеся более чем на 20%, выделены оранжевым цветом.Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение по крайней мере 3 экспериментов (каждый в дубликатах), p <0,01.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g008

Это различие наблюдалось как в неразбавленных, так и в разбавленных гомогенатах, что означает, что причиной является конформационная разница между АПФ, выраженными в предсердии и желудочке, а не наличие различных эффекторов. Более того, конформационный фингерпринт ACE был отдельно выполнен на 10 наборах гомогенатов камер сердца, полученных от 10 доноров для воспроизводимости и статистики.Эти два mAb, 1B8 и 3F10, имеют сильно перекрывающиеся эпитопы на C-домене, которые содержат потенциальный сайт гликозилирования Asn731 [17,36]. Весьма вероятно, что разное микроокружение АПФ в камерах сердца (рис. 6 и 7) может приводить к разному гликозилированию Asn731 в АПФ в правом предсердии по сравнению с гликозилированием этого конкретного сайта гликозилирования в АПФ в других камерах, и, как результаты этого приводят к разной эффективности связывания mAb 1B8 и 3F10.

Следует отметить, что ткани предсердий могут выполнять определенные биохимические функции.В качестве примера сообщалось, что только ткань предсердия крупного рогатого скота содержит металлодипептидилкарбоксигидролазу (EC 3. 4.15.4), которая напоминает АПФ, поскольку она способна гидролизовать общий субстрат АПФ Hip-His-Leu и ингибироваться ингибиторами АПФ. Однако этот фермент отличался от АПФ по ряду молекулярных и кинетических свойств, основным отличием от которого была способность гидролизовать атриопептин II, который можно рассматривать как специфический для сердца субстрат, и его аналог Hip-Ser-Phe-Arg [44 ] и ссылки здесь.

Таким образом, могут быть большие различия в биохимических процессах в камерах сердца из-за различного содержания ферментов. Однако могут быть и более тонкие различия из-за измененных свойств одного и того же фермента, экспрессируемого в разных камерах сердца.

Выводы

Значительные различия в локальных конформациях сердечного АПФ (происходящего из эндотелиальных клеток сердца и, вероятно, из миофибробластов) и легочного АПФ (происходящего из эндотелиальных клеток легких) позволяют нам предположить, что свойства и функции АПФ могут быть чувствительны к микросреде и регулироваться сопутствующими компонентами тканей и крови, эта регуляция может зависеть от набора возможных эффекторов АПФ в тканях сердца и легких.

Таким образом, значительные структурные различия АПФ от сердца и АПФ из легких, продемонстрированные в этом исследовании, могут быть основой для создания mAb, которые будут различать эти два ACE. Возможное ограничение этого исследования состоит в том, что мы еще не получили эти mAb. Мы должны сказать, что это новаторская и чрезвычайно сложная работа, потому что различительная способность таких mAb должна быть очень высокой (примерно 100-кратной), чтобы обнаруживать только около 1% сердечного АПФ в крови, где большая часть Молекулы АПФ поступают из легких.Следовательно, возникновение гибридом с требуемой специфичностью не потребовало бы тестирования тысяч гибридом, продуцирующих mAb против ACE.

Однако такие mAb (если мы сможем их выбрать) могут иметь потенциал для разработки анализа крови для количественного определения сердечного АПФ в крови для идентификации пациентов с повышенным уровнем сердечного АПФ, то есть с повышенным риском фибрилляции предсердий, чего нельзя достичь путем оценки активности АПФ в крови (рис. 9).

Рис. 9. Гипотетическая схема анализа для количественного определения сердечного АПФ в крови.

По нашей оценке (основанной на гетерогенной экспрессии АПФ в капиллярных эндотелиальных клетках различных органов [15]) легочный АПФ обеспечивает около 75% АПФ крови, тогда как активность сердечного АПФ в крови не может превышать 1%. Следовательно, общее повышение уровня АПФ в крови в результате трехкратного увеличения сердечного АПФ из-за фибрилляции предсердий [2] не приведет к существенному увеличению активности АПФ в крови у этих пациентов.Однако осаждение и количественное определение в крови сердечного АПФ с помощью mAb, специфичных для сердечного АПФ, может иметь диагностическое значение.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181976.g009

ВОПРОСОВ ОБЪЕМНОЕ СЕРДЦЕ ЕЛЬЦИНА

Когда врачи президента России Бориса Ельцина встретятся в среду, чтобы решить, нужно ли и когда ему делать операцию по шунтированию сердца, одного из самых известных кардиохирургов России там не будет.

Д-р Лео Бокерия, глава Института Бакулева, сказал, что ни он, ни его помощники не были приглашены для участия в консультациях, хотя его центр выполняет больше обходных операций, чем любой другой в России.

Поскольку решение по делу Ельцина о смерти и смерти еще не принято, подход российского медицинского истеблишмента к этому делу начинает подвергаться сомнению.

Дело не в технических навыках хирурга, которого выбрали для операции Ельцина.Ренат Акчурин из Кардиологического центра в Москве. Скорее, это связано с опытом его центра в выполнении сложных операций по обходному анастомозу и его соперничеством с другими российскими институтами.

Акчурин, 50 лет, также нечаянно воодушевил сомневающихся, дав серию интервью, в которых он выглядел совсем иначе, чем олицетворением самоуверенности. Он сказал, что 65-летний Ельцин, возможно, слишком болен, чтобы пережить операцию, добавив, что, если операция состоится, ее можно будет отложить на два месяца.Коммунистические политики быстро ухватились за эти замечания и потребовали отставки Ельцина.

Геннадий Селезнев, спикер нижней палаты парламента от Коммунистической партии, сказал, что Ельцин должен уйти, если хирурги отложат операцию и поставят Ельцина на режим с низким уровнем стресса, который не позволит ему полностью выполнять свои обязанности на посту президента. «Ситуация в России такова, что [Ельцин) не мог иметь легкий график работы», — сказал Селезнев.

Кардиологический центр, в котором работает Акчурин, несомненно, имеет все атрибуты элитного заведения.Центр является преемником Четвертого управления, где советские лидеры лечились в советское время.

Его современное оборудование — это дань политическому влиянию его директора: доктора Евгения Чазова, который был министром здравоохранения и врачом советских лидеров Леонида Брежнева и Михаила Горбачева. Но скептики говорят, что центр олицетворяет парадокс: именно потому, что он был зарезервирован для сильных и привилегированных, он выполнил гораздо меньше операций обхода, чем Институт Бакулева Бокерия.

По словам Акчурина, в прошлом году Кардиологический центр провел около 150 операций шунтирования. Институт Бакулева, напротив, выполнил 600 операций. Акчурин сказал, что в прошлом году он провел около 100 операций. Бокерия работает четыре раза в неделю. По словам Бокерия, Бакулев делает одну треть операций на сердце в России и 50 процентов операций на сердце в Москве. Врачи говорят, что такой опыт является решающим фактором успеха операции.

«Если центр не обрабатывает от 100 до 150 таких случаев в год, команде трудно оставаться в этом очень хорошо», — сказал д-р.Уильям Пиччионе, хирургический директор отделения сердечной недостаточности и трансплантологии в Раш-Пресвитериан-Св. Медицинский центр Люка в Чикаго. «Это не только хирург», — сказал он. «Это анестезия, сестринский уход, инфекционный контроль, мониторинг и многое другое. Кардиохирургия — это командный подход».

Числа, конечно, не говорят всей истории. Но Институт Бакулева Бокерия также выполняет сложные операции на сердце для исправления генетических дефектов. И именно Бокерия организовал международную команду медиков для осмотра Ельцина.

Один из специалистов, доктор Майкл Дебейки, новаторский техасский кардиохирург, прибыл в Москву в понедельник. Присутствие Дебейки рассматривается другими американскими врачами как указание на то, что предложенный Ельциным обходной анастомоз не является рутиной.

Обеспокоенность выбором Акчурина не означает, что его не уважают. Он был принят на работу кардиохирургом Чазовым, а затем обучался у Дебейки в течение шести месяцев. Акчурин мог быть выбран для операции на Ельцина, потому что восемь лет назад он успешно провел операцию по обходу премьер-министра Виктора Черномырдина.Но врачи говорят, что это было проще, чем шунтирование, запланированное для Ельцина, чье сердце, как сообщается, было повреждено в результате предыдущих сердечных приступов.

ИСТОЧНИК: Здоровье Бориса Ельцина снова под вопросом. Чтобы услышать обновления, введите 6107.

Broward 523-5463

Boca-Delray 496-5463

Boynton Beach 625-5463

Достижения в области гемодинамического анализа сердечно-сосудистых заболеваний Исследование энергетических характеристик вспомогательных аппаратов для спинного мозга у взрослых и детей. во время имитации циркуляции Поддержка

Необходимость моделирования рабочих условий человеческого тела является ключевым фактором в каждом процессе исследования и разработки биоинженерного устройства, разработанного для имплантации.В данной статье мы подробно описываем взаимодействие между левым желудочком (LV) и нашими вспомогательными устройствами для левого желудочка Sputnik (LVAD). Это исследование направлено на оценку влияния различных роторных кровеносных насосов (RBP) на LV в зависимости от степени сердечной недостаточности (HF), чтобы изучить энергетические характеристики взаимодействия LV-LVAD и оценить основные параметры разгрузки левого желудочка. . Мы исследуем энергетические характеристики LVAD взрослых Sputnik 1 и Sputnik 2, подключенных к гибридной модели искусственной циркуляции крови (HAMC), а также для педиатрического роторного насоса крови Sputnik (PRBP), подключенного к моделированной циркуляции крови у детей (PMC).Значительное улучшение разгрузки LV наблюдается во время всех симуляций для каждого конкретного состояния сердечной недостаточности при подключении к LVAD, при этом скорость последовательного насоса увеличивается в пределах 5000–10000 об / мин для LVAD взрослых и 6000–13000 об / мин для PRBP с шагом 200 об / мин. Кроме того, было обнаружено, что в зависимости от степени сердечной недостаточности LVAD по-разному влияют на LV, и значительный уровень поддержки не может быть достигнут без закрытия аортального клапана. Кроме того, это исследование расширяет информацию о взаимодействии LV-LVAD, что приводит к оптимизации контроля скорости RBP в клиниках для взрослых и детей, страдающих сердечной недостаточностью.Наконец, мы показываем, что реализация алгоритмов управления с использованием модуляции скорости RBP для более эффективного открытия аортального клапана и разгрузки LV необходима и будет предметом дальнейших исследований.

1. Введение

В настоящее время около 8 миллионов человек в России страдают сердечной недостаточностью (СН), из них около 2,5 миллионов страдают острой сердечной недостаточностью (классы III и IV по классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA). отказ), что является наиболее частой причиной госпитализации и летального исхода сердечных заболеваний [1–3].

Вспомогательные устройства для левого желудочка (LVAD) были разработаны в качестве терапевтического варианта для лечения пациентов с терминальной стадией сердечной недостаточности в ответ на большое количество пациентов с острой сердечной недостаточностью, а также ограниченное количество донорских сердец. Первоначально LVAD были разработаны как пульсирующие насосы для крови для поддержки или замены собственного желудочка. Со временем LVAD превратились в роторные насосы для крови (RBP), обеспечивающие непрерывный поток для поддержания временной и постоянной поддержки кровообращения [4, 5].

Имплантация LVAD приводит к динамическому взаимодействию между сердечно-сосудистой системой и LVAD, при котором LVAD разгружает желудочек, принимая на себя часть нагрузки и в некоторых случаях вызывая его восстановление.В свою очередь, функция желудочка влияет на работу LVAD [6]. Чтобы оценить это взаимодействие, в частности разгрузку желудочков и восстановление, в литературе описаны следующие энергетические характеристики: ударная работа (SW), работа гидравлического насоса и механический КПД сердца [7–9].

Исследование динамики LVAD in vitro имеет большое значение из-за его влияния на исходы LVAD пациентов. Было показано, что введение энергетических параметров может привести к повышению механической эффективности сердца [10].Более того, правильная оценка динамики LVAD приводит к снижению постнагрузки ЛЖ и улучшению механических характеристик ЛЖ (то есть увеличению фракции выброса, ударного объема, сердечного выброса и максимальной эластичности) [11]. Наконец, были проведены исследования пульсирующих рабочих условий, которые показали, что существует переменная фазовая зависимость между дифференциальным давлением LVAD и потоком LVAD, что важно для клинического использования [12].

Клиническая важность пульсации является постоянной темой дискуссий в области механической поддержки кровообращения.Отсутствие пульсации было идентифицировано как возможный фактор, ответственный за побочные эффекты, а также продемонстрировал роль в перфузии миокарда и восстановлении сердца. Более того, дополнительными преимуществами пульсирующих желудочковых вспомогательных устройств (VAD) по сравнению с системами с непрерывным потоком являются более высокая вероятность открытия аортального клапана. Исследование динамики и характеристик LVAD и индекса пульсации легочной артерии также важно в связи с возможностью прогнозирования риска желудочно-кишечного кровотечения у пациентов с LVAD [13].Эта проблема желудочно-кишечного кровотечения (ЖКТ) возникает в основном из-за артериовенозных мальформаций или язв [14].

Взаимодействие между левым желудочком (LV) и RBP можно исследовать с помощью диаграммы давление-объем (P-V) желудочка, поскольку работа удара может быть выражена площадью внутри диаграммы P-V. Кроме того, кривые динамического напора давления-байпасного потока (H-Q) насоса являются сильным инструментом для оценки взаимодействия LV-LVAD, поскольку динамические кривые H-Q описывают поведение RPB во время сердечного цикла [15].Кроме того, ударная работа желудочка, выраженная площадью внутри диаграммы P-V, сильно коррелирует с площадью внутри динамических кривых H-Q [6].

В этом исследовании изучалось взаимодействие между различными LVAD спутника и LV с различной степенью HF. Оцениваемые LVAD — это взрослые спутники Sputnik 1 и Sputnik 2, и, кроме того, детский RBP Sputnik (PRBP) был разработан для педиатрических пациентов с массой тела от 12 до 40 кг. Целью данного исследования является (i) оценка влияния LVAD и PRBP Sputnik на LV в зависимости от степени HF, (ii) оценка основных параметров разгрузки LV, (iii) исследование энергетических характеристик взаимодействия LV-LVAD. для взрослых LVAD Sputnik и для PRBP Sputnik, и, наконец, (iv) сравнить это между двумя поколениями взрослых LVAD.Это исследование предназначено для расширения информации о взаимодействии LV-LVAD, чтобы оптимизировать выбор контроля скорости RBP в клинике относительно степени сердечной недостаточности у взрослых и детей.

2. Материалы и методы

В этой работе приведены энергетические характеристики (i) Спутника 1 и (ii) Спутника 2, подключенных к гибридной имитационной циркуляции взрослых (HAMC) [5] и (iii) Спутника PRBP, подключенных к педиатрическому центру. мнимая циркуляция (PMC) [16].

Здесь, в этой работе, мы описываем два различных имитационных контура с двумя разными рабочими жидкостями.Динамическая вязкость жидкости в HAMC составляет около 2,5 МПа с при 298,15 К, тогда как динамическая вязкость жидкости в PMC составляет 2,38 МПа с при 299,25 К. Оба значения находятся в физиологическом диапазоне вязкости крови, поэтому результаты сопоставимы.

2.1. Спутник LVAD поколения 1

Конфигурация LVAD Спутника 1 основана на аксиально-проточном насосе для крови с непульсирующим потоком. Это устройство может обеспечить расход до 10 л / мин.

Профиль насоса крови представлен на Рисунке 1.Насос состоит из двух основных частей: (i) гидравлической и (ii) электрической. Гидравлическая машина, в свою очередь, состоит из рабочего колеса (ротора с 4 лопастями), выпрямителя потока с тремя лопастями и диффузора. Для привода насоса используется внешний источник питания. В этом приводе есть две переносные батареи. Блок привода подключается к насосу чрескожным кабелем. Крыльчатка с постоянным магнитом NdFeB, приводимая в действие бесщеточным двигателем постоянного тока, обеспечивает кровоток через LVAD Спутник-1.Статор заключен в тонкостенный титановый корпус. Поток крови направляется тремя впускными лопастями к вращающимся лопастям рабочего колеса, сводя к минимуму вихревые потоки. После этого кровь поступает в диффузор. Диффузор состоит из 3 витых лопаток, расположенных на выходе из насоса. Эти входные и выходные элементы имеют два разных игольчатых подшипника: входной и выходной. Между этими подшипниками подвешено рабочее колесо.