transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2024-11-6-522-531TJMXSBtransmed-1022Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHКардиометаболические эффекты окситоцина при моделировании диабетического фенотипа хронической сердечной недостаточностиCardiometabolic effects of oxytocin in modeling the diabetic phenotype of chronic heart failureСтарченкоА. Д.StarchenkoA. D.

Старченко Анастасия Дмитриевна - ассистент кафедры внутренних болезней, ФГБОУ ВО «ОрГМУ» Минздрава России.

ул. Советская, д. 6, Оренбург, 460000

Anastasia D. Starchenko - Assistant of the Department of Internal Medicine, Orenburg State Medical University.

Sovetskaya str., 6, Orenburg, 460000

doctornastenka@mail.ruЛисковаЮ. В.LiskovaYu. V.

Лискова Юлия Владимировна - д.м.н., профессор кафедры факультетской терапии лечебного факультета, ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова.

Москва

Yulia V. Liskova - MD, Professor of the Department of Faculty Therapy of the Faculty of Medicine, N.I. Pirogov Russian National Research Medical University.

Moscow

СтадниковА. А.StadnikovA. A.

Стадников Александр Абрамович - д.б.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии, ФГБОУ ВО «ОрГМУ» Минздрава России.

Оренбург

Alexander A. Stadnikov - PhD, DB, Professor, Head of the Department of Histology, Cytology and Embryology, Orenburg State Medical University.

Orenburg

МясниковаА. A.MyasnikovaA. A.

Мясникова Анастасия Алексеевна - студент 6 курса лечебного факультета ФГБОУ ВО «ОрГМУ» Минздрава России.

Оренбург

Anastasia A. Myasnikova - 6th year student of the Faculty of Medicine, Orenburg State Medical University.

Orenburg

ФедоренкоА. А.FedorenkoA. A.

Федоренко Анастасия Александровна – студент 4 курса педиатрического факультета ФГБОУ ВО «ОрГМУ» Минздрава России.

Оренбург

Anastasia A. Fedorenko - 4th year student of the Pediatric Faculty, Orenburg State Medical University.

Orenburg

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияOrenburg State Medical UniversityRussian FederationФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения РоссийскойРоссияN.I. Pirogov Russian National Research Medical UniversityRussian Federation202426012025116522531Copyright © Старченко А.Д., Лискова Ю.В., Стадников А.А., Мясникова А.A., Федоренко А.А., 20252025Старченко А.Д., Лискова Ю.В., Стадников А.А., Мясникова А.A., Федоренко А.А.Starchenko A.D., Liskova Y.V., Stadnikov A.A., Myasnikova A.A., Fedorenko A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/1022

Актуальность. Сочетание сердечной недостаточности (СН) и сахарного диабета 2 типа (СД2Т) считается одним из наиболее распространенных и неблагоприятных дуэтов. Перспективным направлением современных исследований является разработка трансляционных моделей диабетического фенотипа СН и новых методов ее лечения. Цель. Изучить влияние окситоцина (Ох) на структурно-функциональные изменения миокарда при моделировании диабетического фенотипа СН. Материалы и методы. Исследование выполнено на половозрелых крысах обоего пола линии Вистар (n = 36): 12 животных — интактные; 24 — основная группа с диабетическим фенотипом СН, смоделированной по новой методике Старченко А. Д. и соавторов (2024). С 28-х по 42-е сутки эксперимента 12 животным основной группы ежедневно вводили Ох в дозе 0,5 Ед/кг массы внутримышечно. У всех оценивали уровень глюкозы, NTproBNP в сыворотке крови, фракцию выброса левого желудочка (ЛЖ) по данным эхокардиографии. Материал (сердце, миокард ЛЖ) забирался на 42-е сутки после выведения животных из эксперимента с последующим гистологическим исследованием (световая микроскопия, морфометрия). Результаты. Установлено, что введение Ох приводило к снижению уровня гликемии и NTproBNP у животных обоего пола с диабетическим фенотипом СН. Определено более значимое влияние Ох на структурную реорганизацию миокарда ЛЖ в группе самок с СД2Т и СН: снижение объемной плотности (ОП) стромы, увеличение ОП капилляров и трофического индекса. Заключение. Продемонстрированы гипогликемический и кардиопротективный эффекты Ох (улучшение трофики и ингибирование фиброза миокарда) при диабетическом фенотипе экспериментальной СН.

Background. The combination of heart failure (HF) and type 2 diabetes mellitus (DM2T) is considered one of the most common and unfavorable duets. A promising area of modern research is the development of translational models of the diabetic phenotype of HF and new methods of its treatment. The aim. To study the effect of oxytocin (Oх) on structural and functional changes of the myocardium in modeling the diabetic phenotype of HF. Materials and methods. The study was performed on sexually mature rats of both sexes of the Wistar line (n = 36): 12 animals are intact; 24 — the main group with the diabetic phenotype HF, modeled according to the new method of Starchenko AD, et al. (2024). From the 28th to the 42nd day of the experiment, oxytocin was administered daily to 12 animals of the main group at a dose of 0.5 U/kg of body weight intramuscularly, glucose levels, NTproBNP in blood serum, left ventricular ejection fraction (LV) were assessed according to echocardiography. The material (heart, LV myocardium) was taken on the 42nd day after the animals were removed from the experiment, followed by histological examination (microscopy, morphometry). Results. It was found that the administration of Ox led to a decrease in the level of glycemia and NTproBNP in animals of both sexes with the diabetic phenotype of HF. A more significant effect of Ox on the structural reorganization of the LV myocardium in the group of females with DM2T and HF was determined: a decrease in the volume density (VD) of the stroma, an increase in VD capillaries and trophic index. Conclusion. Hypoglycemic and cardioprotective effects of Ox (improvement of trophic and inhibition of myocardial fibrosis) in diabetic phenotype of experimental HF have been demonstrated.

кардиопротекциямиокардокситоцинремоделированиесахарный диабетсердечная недостаточностьэкспериментcardioprotectiondiabetes mellitusexperimentheart failuremyocardiumoxytocinremodelingФинансирование из средств университетского гранта ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России № ГР/2021/230/2/11 от 11.05.2021.Financing from a university grant No. GR/2021/230/2/11 от 11.05.2021.ReferencesОганов Р.Г., Денисов Е.Н., Симаненков В.И. и др. Клинические рекомендации. Коморбидная патология в клинической практике. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2017; 16(6):5–56]. DOI: 10.15829/1728-8800-2017-6-5-56.Oganov RG, Denisov EN, Simanenkov VI, et al. Clinical recommendations. Comorbid pathology in clinical practice. Cardiovascular therapy and prevention. 2017; 16(6):5–56. In Russian. DOI: 10.15829/1728-8800-2017-6-5-56.Dunlay SM, Givertz MM, Aguilar D, et al. American Heart Association Heart Failure and Transplantation Committee of the Council on Clinical Cardiology; Council on Cardiovascular and Stroke Nursing; and the Heart Failure Society of America. Type 2 diabetes mellitus and heart failure: a scientific statement from the American Heart Association and the Heart Failure Society of America: this statement does not represent an update of the 2017 ACC/AHA/HFSA heart failure guideline update. Circulation. 2019; 140(7):294–324. DOI: 10.1161/CIR.0000000000000691.Dunlay SM, Givertz MM, Aguilar D, et al. American Heart Association Heart Failure and Transplantation Committee of the Council on Clinical Cardiology; Council on Cardiovascular and Stroke Nursing; and the Heart Failure Society of America. Type 2 diabetes mellitus and heart failure: a scientific statement from the American Heart Association and the Heart Failure Society of America: this statement does not represent an update of the 2017 ACC/AHA/HFSA heart failure guideline update. Circulation. 2019; 140(7):294–324. DOI: 10.1161/CIR.0000000000000691.Packer M. Heart Failure: The Most Important, Preventable, and Treatable Cardiovascular Complication of Type 2 Diabetes. Diabetes Care. 2018; 41(1):11–13. DOI: 10.2337/dci17-0052.Packer M. Heart Failure: The Most Important, Preventable, and Treatable Cardiovascular Complication of Type 2 Diabetes. Diabetes Care. 2018; 41(1):11–13. DOI: 10.2337/dci17-0052.Лискова Ю.В., Саликова С.П., Стадников А.А. Экспериментальные модели сердечной недостаточности: состояние вопроса и результаты собственного исследования. Морфологические ведомости. 2014; 22(1):46–53. DOI: 10.20340/mv-mn.Liskova YuV, Salikova SP, Stadnikov AA. Experimental models of heart failure: the state of the issue and the results of their own research. Morphological statements. 2014; 22(1):46–53. In Russian. DOI: 10.20340/mv-mn.Самотруева М.А., Сергалиева М.У. Сахарный диабет: особенности экспериментального моделирования. Астраханский медицинский журнал. 2019; 14(3):45–57. DOI: 10.17021/2019.14.3.45.57.Samotrueva MA, Sergalieva MU. Diabetes mellitus: features of experimental modeling. Astraxanskij medicinskij zhurnal=Astrakhan Medical Journal. 2019; 14(3):45–57. In Russian. DOI: 10.17021/2019.14.3.45.57.Старченко А.Д., Лискова Ю.В., Стадников А.А. и др. Способ создания трансляционной модели диабетического фенотипа хронической сердечной недостаточности. Патент по заявке № 2023134946 от 21.12.2023.Starchenko AD, Liskova YuV, Stadnikov AA, et al. A method for creating a translational model of the diabetic phenotype of chronic heart failure. Patent on the application #2023134946, 21.12.2023. In Russian.Jankowski M, Broderick TL, Gutkowska J. The role of oxytocin in cardiovascular protection. Frontiers in psychology. 2020; 11:516048. DOI: 10.3389/fpsyg.2020.02139.Jankowski M, Broderick TL, Gutkowska J. The role of oxytocin in cardiovascular protection. Frontiers in psychology. 2020; 11:516048. DOI: 10.3389/fpsyg.2020.02139.Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М.: Медицина, 1990. 384 с. ISBN 5-225-00753-8.Avtandilov GG. Medical morphometry. M.: Medicina, 1990. 384 p. In Russian [Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М.: Медицина, 1990. 384 с. ISBN 5-225-00753-8].Yamamoto S, Noguchi H, Takeda A, et al. Changes in endogenous oxytocin levels and the effects of exogenous oxytocin administration on body weight changes and food intake in polycystic ovary syndrome model rats. International journal of molecular sciences. 2022; 23(15):8207. DOI: 10.3390/ijms23158207.Yamamoto S, Noguchi H, Takeda A, et al. Changes in endogenous oxytocin levels and the effects of exogenous oxytocin administration on body weight changes and food intake in polycystic ovary syndrome model rats. International journal of molecular sciences. 2022; 23(15):8207. DOI: 10.3390/ijms23158207.Klement J, Ott V, Rapp K, et al. Oxytocin improves β-cell responsivity and glucose tolerance in healthy men. Diabetes. 2017; 66(2):264–271. DOI: 10.2337/db16-0569.Klement J, Ott V, Rapp K, et al. Oxytocin improves β-cell responsivity and glucose tolerance in healthy men. Diabetes. 2017; 66(2):264–271. DOI: 10.2337/db16-0569.Ding C, Leow MS, Magkos F. Oxytocin in metabolic homeostasis: implications for obesity and diabetes management. Obesity Reviews. 2019; 20(1):22–40. DOI: 10.1111/obr.12757.Ding C, Leow MS, Magkos F. Oxytocin in metabolic homeostasis: implications for obesity and diabetes management. Obesity Reviews. 2019; 20(1):22–40. DOI: 10.1111/obr.12757.ZhangL,ZhaoY,NingY,etal.Ectopicalexpression of FABP4 gene can induce bovine muscle-derived stem cellsadipogenesis. Biochem Biophys Res Commun. 2017; 482:352–358. DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.11.067.ZhangL,ZhaoY,NingY,etal.Ectopicalexpression of FABP4 gene can induce bovine muscle-derived stem cellsadipogenesis. Biochem Biophys Res Commun. 2017; 482:352–358. DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.11.067.Gajdosechova L, Krskova K, Segarra AB, et al. Hypooxytocinaemia in obese Zucker rats relates to oxytocin degradation in liverand adiposetissue. J Endocrinol. 2014; 220:333–343. DOI: 10.1530/JOE-13-0417.Gajdosechova L, Krskova K, Segarra AB, et al. Hypooxytocinaemia in obese Zucker rats relates to oxytocin degradation in liverand adiposetissue. J Endocrinol. 2014; 220:333–343. DOI: 10.1530/JOE-13-0417.Altirriba J, Poher A-L, Caillon A, et al. Divergent effects of oxytocin treatment of obese diabetic mice on adiposity and diabetes. Endocrinology. 2014; 155: 4189–4201. DOI: 10.1210/en.2014-1466.Altirriba J, Poher A-L, Caillon A, et al. Divergent effects of oxytocin treatment of obese diabetic mice on adiposity and diabetes. Endocrinology. 2014; 155: 4189–4201. DOI: 10.1210/en.2014-1466.Florian M, Jankowski M, Gutkowska J. Oxytocin increases glucose uptake in neonatal rat cardiomyocytes. Endocrinology. 2020; 151:482–491. DOI: 10.1210/en.2009-0624.Florian M, Jankowski M, Gutkowska J. Oxytocin increases glucose uptake in neonatal rat cardiomyocytes. Endocrinology. 2020; 151:482–491. DOI: 10.1210/en.2009-0624.Houshmand F, Faghihi M, Zahediasl S. Role of atrial natriuretic peptide in oxytocin induced cardioprotection. Heart Lung Circ. 2015 Jan; 24(1):86–93. DOI: 10.1016/j.hlc.2014.05.023.Houshmand F, Faghihi M, Zahediasl S. Role of atrial natriuretic peptide in oxytocin induced cardioprotection. Heart Lung Circ. 2015 Jan; 24(1):86–93. DOI: 10.1016/j.hlc.2014.05.023.Gutkowska J, Broderick TL, Bogdan D, et al. Downregulation of oxytocin and natriuretic peptides in diabetes: possible implications in cardiomyopathy. J Physiol. 2009 Oct 1; 587(Pt 19):4725–36. DOI: 10.1113/jphysiol.2009.176461.Gutkowska J, Broderick TL, Bogdan D, et al. Downregulation of oxytocin and natriuretic peptides in diabetes: possible implications in cardiomyopathy. J Physiol. 2009 Oct 1; 587(Pt 19):4725–36. DOI: 10.1113/jphysiol.2009.176461.Plante E, Menaouar A, Danalache BA, et al. Oxytocin treatment prevents the cardiomyopathy observed in obese diabetic male db/db mice. Endocrinology. 2015 Apr; 156(4):1416–28. DOI: 10.1210/en.2014-1718.Plante E, Menaouar A, Danalache BA, et al. Oxytocin treatment prevents the cardiomyopathy observed in obese diabetic male db/db mice. Endocrinology. 2015 Apr; 156(4):1416–28. DOI: 10.1210/en.2014-1718.Camerino C. The Long Way of Oxytocin from the Uterus to the Heart in 70 Years from Its Discovery. Int J Mol Sci. 2023 Jan 29; 24(3):2556. DOI: 10.3390/ijms24032556.Camerino C. The Long Way of Oxytocin from the Uterus to the Heart in 70 Years from Its Discovery. Int J Mol Sci. 2023 Jan 29; 24(3):2556. DOI: 10.3390/ijms24032556.Olszewski PK, Noble EE, Paiva L, et al. Oxytocin as a potential pharmacological tool to combat obesity. J Neuroendocrinol. 2022 Sep; 34(9):e13106. DOI: 10.1111/jne.13106.Olszewski PK, Noble EE, Paiva L, et al. Oxytocin as a potential pharmacological tool to combat obesity. J Neuroendocrinol. 2022 Sep; 34(9):e13106. DOI: 10.1111/jne.13106.Kerem L, Lawson EA. Oxytocin, Eating Behavior, and Metabolism in Humans. Handb Clin Neurol. 2021; 180:89–103. DOI: 10.1016/B978-0-12-820107-7.00006-9.Kerem L, Lawson EA. Oxytocin, Eating Behavior, and Metabolism in Humans. Handb Clin Neurol. 2021; 180:89–103. DOI: 10.1016/B978-0-12-820107-7.00006-9.Jankowski M, Hajjar F, Kawas SA, et al. Rat heart: a site of oxytocin production and action. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Nov 24; 95(24):14558–63. DOI: 10.1073/pnas.95.24.14558.Jankowski M, Hajjar F, Kawas SA, et al. Rat heart: a site of oxytocin production and action. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Nov 24; 95(24):14558–63. DOI: 10.1073/pnas.95.24.14558.Kobayashi H, Yasuda S, Bao N, et al. Postinfarct treatment with oxytocin improves cardiac function and remodeling via activating cell-survival signals and angiogenesis. J Cardiovasc Pharmacol. 2009 Dec; 54(6):510–519. DOI: 10.1097/FJC.0b013e3181bfac02.Kobayashi H, Yasuda S, Bao N, et al. Postinfarct treatment with oxytocin improves cardiac function and remodeling via activating cell-survival signals and angiogenesis. J Cardiovasc Pharmacol. 2009 Dec; 54(6):510–519. DOI: 10.1097/FJC.0b013e3181bfac02.Jankowski M, Bissonauth V, Gao L, et al. Antiinflammatory effect of oxytocin in rat myocardial infarction. Basic Res Cardiol. 2010 Mar; 105(2):205–18. DOI: 10.1007/s00395-009-0076-5.Jankowski M, Bissonauth V, Gao L, et al. Antiinflammatory effect of oxytocin in rat myocardial infarction. Basic Res Cardiol. 2010 Mar; 105(2):205–18. DOI: 10.1007/s00395-009-0076-5.Garrott K, Dyavanapalli J, Cauley E, et al. Chronic activation of hypothalamic oxytocin neurons improves cardiac function during left ventricular hypertrophyinduced heart failure. Cardiovasc Res. 2017 Sep 1; 113(11):1318–1328. DOI: 10.1093/cvr/cvx084.Garrott K, Dyavanapalli J, Cauley E, et al. Chronic activation of hypothalamic oxytocin neurons improves cardiac function during left ventricular hypertrophyinduced heart failure. Cardiovasc Res. 2017 Sep 1; 113(11):1318–1328. DOI: 10.1093/cvr/cvx084.Dyavanapalli J, Rodriguez J, Rocha dos Santos C, et al. Activation of oxytocin neurons improves cardiac function in a pressure-overload model of heart failure. JACC. Basic Transl. Sci. 2020; 5(5):484–497. DOI: 10.1016/j.jacbts.2020.03.007.Dyavanapalli J, Rodriguez J, Rocha dos Santos C, et al. Activation of oxytocin neurons improves cardiac function in a pressure-overload model of heart failure. JACC. Basic Transl. Sci. 2020; 5(5):484–497. DOI: 10.1016/j.jacbts.2020.03.007.Stone G, Choi A, Meritxell O, et al. Sex differences in gene expression in response to ischemia in the human left ventricular myocardium. Hum Mol Genet. 2019 May 15; 28(10):1682–1693. DOI: 10.1093/hmg/ddz014.Stone G, Choi A, Meritxell O, et al. Sex differences in gene expression in response to ischemia in the human left ventricular myocardium. Hum Mol Genet. 2019 May 15; 28(10):1682–1693. DOI: 10.1093/hmg/ddz014.

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