Современные представления о роли галанинергической системы в патогенезе сердечной недостаточности и ремоделирования миокарда

Яфарова А. А.; Киселев А. Р.; Шептулина А. Ф.; Драпкина О. М.

Статья

Современные представления о роли галанинергической системы в патогенезе сердечной недостаточности и ремоделирования миокарда

Яфарова А. А.,

Киселев А. Р.,

Шептулина А. Ф.,

Драпкина О. М.

2023

https://doi.org/10.15829/1728-8800-2023-3546

Несмотря на колоссальные достижения в области диагностики и лечения, сердечная недостаточность (СН) по-прежнему остается одной из нерешенных задач современной кардиологии. Появлению и прогрессированию СН предшествует развитие дезадаптивного ремоделирования миокарда. В связи с этим, безусловный интерес вызывает поиск новых молекул для терапевтического воздействия, направленного на предотвращение ремоделирования миокарда. В данном контексте перспективной мишенью представляется галанинергическая система. На сегодняшний день накоплены доказательства того, что активация галанинергической системы приводит к усилению защитных механизмов кардиомиоцитов в ранние сроки после повреждения миокарда. Было показано, что галанинергические каскады способны влиять на процесс ремоделирования миокарда, включая клеточную гибель, гипертрофию кардиомиоцитов и фиброз. На различных экспериментальных моделях повреждения сердца было показано, что в условиях стресса под действием галанина и его производных улучшался углеводный обмен в кардиомиоцитах, уменьшался окислительный стресс за счет собственного антиоксидантного эффекта и снижения гиперпродукции митохондриями активных форм кислорода. Также были получены данные, что галанинергические каскады препятствуют развитию гипертрофии кардиомицитов, подавляя экспрессию некоторых фетальных генов. В представленной обзорной статье описаны изученные на сегодняшний день клеточные и молекулярные эффекты галанина на сердечно-сосудистую систему, а также данные о роли галанинергической системы в патогенезе ремоделирования миокарда.

Яфарова А. А., Киселев А. Р., Шептулина А. Ф., Драпкина О. М. Современные представления о роли галанинергической системы в патогенезе сердечной недостаточности и ремоделирования миокарда. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2023;22(5):3546. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2023-3546

Цитирование

Список литературы

1. Mozaffarian D, Benjamin EJ, Go AS, et al. Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 2016;133(4):e38-360. doi:10.1161/CIR.0000000000000350.

2. Maggioni AP, Dahlström U, Filippatos G, et al. EURObservational Research Programme: the Heart Failure Pilot Survey (ESC-HF Pilot). Eur J Heart Fail. 2010;12(10):1076-84. doi:10.1093/eurjhf/hfq154.

3. Maggioni AP, Dahlström U, Filippatos G, et al. EURObservational Research Programme: regional differences and 1-year follow-up results of the Heart Failure Pilot Survey (ESC-HF Pilot). Eur J Heart Fail. 2013;15(7):808-17. doi:10.1093/eurjhf/hft050.

4. Фомин И. В. Хроническая сердечная недостаточность в Российской Федерации: что сегодня мы знаем и что должны делать. Российский кардиологический журнал. 2016;(8):7-13. doi:10.15829/1560-4071-2016-8-7-13.

5. Митьковская Н. П., Нижникова О. Г., Статкевич Т. В. и др. Патогенетические аспекты постинфарктного ремоделирования миокарда. Медицинский журнал. 2013;1(43):12-8.

6. Schirone L, Forte M, Palmerio S, et al. A Review of the Molecular Mechanisms Underlying the Development and Progression of Cardiac Remodeling. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:3920195. doi:10.1155/2017/3920195.

7. Нарыжная Н. В., Маслов Л. Н. Пути клеточной гибели кардиомиоцитов во время ишемии и реперфузии сердца. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2017;103(4):371-80.

8. Сукоян Г. В., Оганов Р. Г. Сигнальные механизмы кардиопротекции и новые стратегии превенции и лечения сердечной недостаточности. Профилактическая медицина. 2012;15(2):23-32.

9. Cтуднева И. М., Веселова О. М., Доброхотов И. В. и др. Химерный агонист рецептора галанина GalR2 уменьшает повреждение сердца крыс при стрептозотоцин-индуцированном диабете. Биохимия. 2022;87(3):430-41. doi:10.31857/S0320972522030095.

10. Писаренко О. И., Cтуднева И. М., Серебрякова Л. И. и др. Антиоксидантные свойства галанина и его N-концевых фрагментов при моделировании окислительного стресса in vitro и in vivо. Биохимия. 2021;(86)4:584-94. doi:10.31857/S0320972521040102.

11. Martinelli I, Timotin A, Moreno-Corchado P, et al. Galanin promotes autophagy and alleviates apoptosis in the hypertrophied heart through FoxO1 pathway. Redox Biol. 2021;40:101866. doi:10.1016/j.redox.2021.101866.

12. Boal F, Cinato M, Timotin A, et al. Galanin Regulates Myocardial Mitochondrial ROS Homeostasis and Hypertrophic Remodeling Through GalR2. Front Pharmacol. 2022;13:869179. doi:10.3389/fphar.2022.869179.

13. Tatemoto K, Rökaeus A, Jörnvall H, et al. Galanin — a novel biologically active peptide from porcine intestine. FEBS Lett. 1983;164(1):124-8. doi:10.1016/0014-5793(83)80033-7.

14. Crawley JN. Biological actions of galanin. Regul Pept. 1995;59(1):1-16. doi:10.1016/0167-0115(95)00083-n.

15. Lang R, Gundlach AL, Holmes FE, et al. Physiology, signaling, and pharmacology of galanin peptides and receptors: three decades of emerging diversity. Pharmacol Rev. 2015;67(1):118-75. doi:10.1124/pr.112.006536.

16. Li RY, Song HD, Shi WJ, et al. Galanin inhibits leptin expression and secretion in rat adipose tissue and 3T3L1 adipocytes, J Mol Endocrinol. 2004;33:1119. doi:10.1677/jme.0.0330011.

17. Waters SM, Krause JE. Distribution of galanin-1, -2 and -3 receptor messenger RNAs in central and peripheral rat tissues. Neuroscience. 2000;95(1):265-71. doi:10.1016/s0306-4522(99)00407-8.

18. Webling KE, Runesson J, Bartfai T, et al. Galanin receptors and ligands. Front Endocrinol (Lausanne). 2012;3:146. doi:10.3389/fendo.2012.00146.

19. Šípková J, Kramáriková I, Hynie S, et al. The galanin and galanin receptor subtypes, its regulatory role in the biological and pathological functions. Physiol Res. 2017;66(5):729-40. doi:10.33549/physiolres.933576.

20. Fang P, Sun J, Wang X, et al. Galanin participates in the functional regulation of the diabetic heart. Life Sci. 2013;92(11):628-32. doi:10.1016/j.lfs.2013.01.024.

21. Lang R, Gundlach AL, Kofler B. The galanin peptide family: receptor pharmacology, pleiotropic biological actions, and implications in health and disease. Pharmacol Ther. 2007;115(2):177-207. doi:10.1016/j.pharmthera.2007.05.009.

22. Abbott SB, Pilowsky PM. Galanin microinjection into rostral ventrolateral medulla of the rat is hypotensive and attenuates sympathetic chemoreflex. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2009;296(4):R1019-26. doi:10.1152/ajpregu.90885.2008.

23. Kocic I. The influence of the neuropeptide galanin on the contractility and the effective refractory period of guinea-pig heart papillary muscle under normoxic and hypoxic conditions. J Pharm Pharmacol. 1998;50(12):1361-4. doi:10.1111/j.2042-7158.1998.tb03360.x.

24. Parsons RL, Merriam LA. Galanin activates an inwardly rectifying potassium conductance in mudpuppy atrial myocytes. Pflugers Arch. 1993;422(4):410-2. doi:10.1007/BF00374301.

25. Chen A, Li M, Song L, et al. Effects of the Galanin Receptor Antagonist M40 on Cardiac Function and Remodeling in Rats with Heart Failure. Cardiovasc Ther. 2015;33(5):288-93. doi:10.1111/1755-5922.12144.

26. Potter E. Cardiovascular actions of galanin. Ann N Y Acad Sci. 1998;863:170-4. doi:10.1111/j.1749-6632.1998.tb10693.x.

27. Smith-White MA, Iismaa TP, Potter EK. Galanin and neuropeptide Y reduce cholinergic transmission in the heart of the anaesthetised mouse. Br J Pharmacol. 2003;140(1):170-8. doi:10.1038/sj.bjp.0705404.

28. Herring N, Cranley J, Lokale MN, et al. The cardiac sympathetic co-transmitter galanin reduces acetylcholine release and vagal bradycardia: implications for neural control of cardiac excitability. J Mol Cell Cardiol. 2012;52(3):667-76. doi:10.1016/j.yjmcc.2011.11.016.

29. Shanks J, Herring N. Peripheral cardiac sympathetic hyperactivity in cardiovascular disease: role of neuropeptides. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2013;305(12):R1411-20. doi:10.1152/ajpregu.00118.2013.

30. Ewert TJ, Gritman KR, Bader M, et al. Post-infarct cardiac sympathetic hyperactivity regulates galanin expression. Neurosci Lett. 2008;436(2):163-6. doi:10.1016/j.neulet.2008.03.012.

31. Alston EN, Parrish DC, Hasan W, et al. Cardiac ischemia-reperfusion regulates sympathetic neuropeptide expression through gp130-dependent and independent mechanisms. Neuropeptides. 2011;45(1):33-42. doi:10.1016/j.npep.2010.10.002.

32. Mahoney SA, Hosking R, Farrant S, et al. The second galanin receptor GalR2 plays a key role in neurite outgrowth from adult sensory neurons. J Neurosci. 2003;23(2):416-21. doi:10.1523/JNEUROSCI.23-02-00416.2003.

33. Ericsson M, Andersson KB, Amundsen BH, et al. High-intensity exercise training in mice with cardiomyocyte-specific disruption of Serca2. J Appl Physiol (1985). 2010;108(5):1311-20. doi:10.1152/japplphysiol.01133.2009.

34. Bers DM. Altered cardiac myocyte Ca regulation in heart failure. Physiology (Bethesda). 2006;21:380-7. doi:10.1152/physiol.00019.2006.

35. Tyrrell C, Toyooka A, Khan F, et al. The neuropeptide galanin promotes an anti-thrombotic phenotype on endocardial endothelial cells from heart failure patients. Auton Neurosci. 2017;206:35-42. doi:10.1016/j.autneu.2017.07.002.

36. Bencivenga L, Palaia ME, Sepe I, et al. Why Do We Not Assess Sympathetic Nervous System Activity in Heart Failure Management: Might GRK2 Serve as a New Biomarker? Cells. 2021;10(2):457. doi:10.3390/cells10020457.

37. Özkaramanlı Gür D, Sağbaş M, Akyüz A, et al. Role of sympathetic cotransmitter galanin on autonomic balance in heart failure: an active player or a bystander? Anatol J Cardiol. 2017;18(4):281-8. doi:10.14744/AnatolJCardiol.2017.7831.

38. Сазонова Е. Н., Гусев И. А. Роль аутофагии кардиомиоцитов в морфогенезе сердца и механизмах кардиопротекции. Дальневосточный медицинский журнал. 2021;(3):95-102. doi:10.35177/1994-5191-2021-3-95-102.

39. Nakai A, Yamaguchi O, Takeda T, et al. The role of autophagy in cardiomyocytes in the basal state and in response to hemodynamic stress. Nat Med. 2007;13:619-24. doi:10.1038/nm1574.

40. Mariño G, Niso-Santano M, Baehrecke E, et al. Self-consumption: the interplay of autophagy and apoptosis. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014;15:81-94. doi:10.1038/nrm3735.

41. Yousefi S, Perozzo R, Schmid I. et al. Calpain-mediated cleavage of Atg5 switches autophagy to apoptosis. Nat Cell Biol. 2006;8:1124-32. doi:10.1038/ncb1482.

42. Morciano G, Giorgi C, Bonora M, et al. Molecular identity of the mitochondrial permeability transition pore and its role in ischemia-reperfusion injury. J Mol Cell Cardiol. 2015;78:142-53. doi:10.1016/j.yjmcc.2014.08.015.

43. Доброхотов И. В., Веселова О. М., Любимов Р. О. Кардиопротекторное действие галанина и его аналогов на разных экспериментальных моделях повреждения сердца. Кардиологический вестник. 2021;16(4):11-6. doi:10.17116/Cardiobulletin20211604111.

44. Puthanveetil P, Wan A, Rodrigues B. FoxO1 is crucial for sustaining cardiomyocyte metabolism and cell survival. Cardiovasc Res. 2013;97(3):393-403. doi:10.1093/cvr/cvs426.

45. Hosaka T, Biggs WH 3rd, Tieu D, et al. Disruption of forkhead transcription factor (FOXO) family members in mice reveals their functional diversification. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(9):2975-80. doi:10.1073/pnas.0400093101.

46. Жиров И. В., Кочетов А. Г., Засеева А. В. и др. МикроРНК в диагностике хронической сердечной недостаточности: состояние проблемы и результаты пилотного исследования. Системные гипертензии. 2016;13(1):39-46.

47. Tian R, Abel ED. Responses of GLUT4-deficient hearts to ischemia underscore the importance of glycolysis. Circulation. 2001;103(24):2961-6. doi:10.1161/01.cir.103.24.2961.

48. Студнева И. М., Веселова О. М., Бахтин А. А. и др. Механизмы защиты сердца синтетическим агонистом рецепторов галанина при повреждении хроническим введением доксорубицина. Acta Nat. 2020;12(1):89-98. doi:10.32607/actanaturae.10945.

49. Студнева И. М., Палькеева М. Е., Веселова О. М. и др. Защитное действие модифицированного фрагмента галанина при сердечной недостаточности у крыс, вызванной доксорубицином. Биомедицинская химия. 2019;65(1):51-6. doi:10.18097/PBMC20196501051.

Документы

Источник

Информация

Автор

Яфарова А. А. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Киселев А. Р. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Шептулина А. Ф. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Драпкина О. М. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России

Название журнала

Кардиоваскулярная терапия и профилактика

Ключевые слова

Статья