nefrНефрологияNephrology (Saint-Petersburg)1561-62742541-9439Pavlov First Saint-Petersburg State Medical University10.36485/1561-6274-2022-26-4-110-118nefr-2168Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL ARTICLES. EXPERIMENTAL INVESTIGATIONМиокардиальные эффекты малобелковой диеты при экспериментальной дисфункции почекMyocardial effects of a low-protein diet in experimental kidney dysfunctionhttps://orcid.org/0000-0002-7532-2405БересневаО. Н.BeresnevaO. N.

Береснева Ольга Николаевна, канд. биол. наук, старший научный сотрудник

197022

Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 17, корп. 54

тел.: (812) 346-39-26, 

Olga N. Beresneva, PhD, Senior researcher

Pavlov University Institute of Nephrology Laboratory of Clinical Physiology of the Kidney 

197022

L.Tolstoy st., 17, build. 54

St-Petersburg

tel.: (812)346-39-26

beresnevaolga@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4526-8671ПарастаеваМ. М.ParastaevaM. M.

Парастаева Марина Магрезовна, канд. биол. наук, старший научный сотрудник

Научно-исследовательский институт нефрологии, лаборатория клинической физиологии почек

197022

Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 17, корп. 54

тел.: (812) 346-39-26

Marina M. Parastaeva, PhD, Senior researcher

Pavlov University Institute of Nephrology Laboratory of Clinical Physiology of the Kidney

197022

L.Tolstoy st., 17 build. 54

St-Petersburg

tel.: (812)346-39-26

marina_parastaeva@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0188-5173ИвановаГ. Т.IvanovaG. T.

Иванова Галина Тажимовна, канд. биол. наук, старший научный сотрудник

лаборатория физиологии сердечно-сосудистой и лимфатической систем

199034

наб. Макарова, д. 6

Санкт-Петербург

тел.: 8 (812) 328-07-01

Galina T. Ivanova, PhD, Senior researcher

laboratory of physiology of the cardiovascular and lymphatic systems

199034

Makarova Emb., 6

St-Petersburgtel.: 8 (812) 328-07-01

azhim@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7605-4369ЗарайскийМ. И.ZaraiskiM. I.

Зарайский Михаил Игоревич, проф., д-р мед. наук

кафедра клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины

197022

ул. Л. Толстого, д. 17, корп. 54

Санкт-Петербург

Mikhail I. Zaraiski, Prof., MD, PhD, DMedSci

Department of Clinical Laboratory Diagnostics with a Course of Molecular Medicine

197022

L. Tolstoy st., 17, build 54

St- Petersburg

mzaraiski@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0515-2575ОрловаС. А.OrlovaS. A.

Орлова Светлана Александровна, доц., канд. мед. наук

кафедра пропедевтики внутренних болезней с клиникой

197022

ул. Л. Толстого, д. 17 корп. 54

Санкт-Петербург

тел.: (812) 338-69-19

Svetlana A. Orlova, MD, PhD, Assistant prof

Department of Propaedeutics of Internal Diseases

197022

L. Tolstoy st., 17 build. 54

St-Petersburg

tel.: +78123386919

orlova_s_2001@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5616-3488КучерА. Г.KucherA. G.

Проф. Кучер Анатолий Григорьевич, д-р мед. наук, заместитель директора

научно-исследовательский институт нефрологии, научноклинический исследовательский центр

197022

ул. Л. Толстого, д. 17 корп. 54

Санкт-Петербург

тел.: +7(921)421-18-17

Prof. Anatoly G. Kucher, MD, PhD, DMedSci, Vice-Director

Research Institute of Nephrology, Research and Сlinical Research Center

197022

L. Tolstoy st., 17, build 54

St-Petersburg

tel.: +7(921)421-18-17

prof.kucher@yandex.ruФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова»РоссияFirst Pavlov St.-Petersburg State Medical UniversityRussian FederationФГБУН Институт физиологии им. И.П. Павлова РАНРоссияPavlov Institute of Physiology, Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова»; ФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова»РоссияFirst Pavlov St.-Petersburg State Medical University; North-Western State Medical University named after I.I. MechnikovRussian Federation202225112022264110118Copyright © Береснева О.Н., Парастаева М.М., Иванова Г.Т., Зарайский М.И., Орлова С.А., Кучер А.Г., 20222022Береснева О.Н., Парастаева М.М., Иванова Г.Т., Зарайский М.И., Орлова С.А., Кучер А.Г.Beresneva O.N., Parastaeva M.M., Ivanova G.T., Zaraiski M.I., Orlova S.A., Kucher A.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.nephrolog.ru/jour/article/view/2168

ЦЕЛЬ: оценить влияние МБД, дополненной кетостерилом, на морфологические и эпигеномные изменения в миокарде крыс линии Wistar c моделируемой дисфункцией почек. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ. Работа выполнена на самцах крыс линии Wistar, подвергнутых 5/6 нефрэктомии (НЭ). Первая группа после НЭ получала стандартную диету (20,16% животного белка), вторая – малобелковую диету (МБД), включающую 10% кетостерила. Контрольные крысы получали стандартную диету. Через 4 мес у крыс оценивали артериальное давление (АД), индекс массы левого желудочка (ИМЛЖ), выполняли гистологическое исследование миокарда. В миокарде определяли относительные уровни экспрессии NF-kB, микроРНК- 21, микроРНК-133, микроРНК-203. РЕЗУЛЬТАТЫ. Через 4 мес у крыс с НЭ на стандартной диете регистрировался рост АД, увеличение индекса массы миокарда ЛЖ. МБД с включением 10% кетостерила замедляла рост систолического АД и развитие гипертрофии миокарда ЛЖ у крыс с дисфункцией почек. На гистологическом уровне применение МБД обеспечило снижение степени гипертрофии кардиомиоцитов и дистрофических изменений в кардиомиоцитах. У животных, получавших МБД, отмечен менее выраженный диффузный и периваскулярный фиброз в сравнении с крысами, получавшими обычный корм. Применение МБД замедляло рост относительного уровня экспрессии гена NFκB и миРНК-21 в миокарде крыс с НЭ и способствовало росту уровня экспрессии миРНК-133 и миРНК-203 по сравнению с показателями у животных с НЭ, получавших стандартный корм. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: длительное использование МБД с применением кетоаналогов незаменимых аминокислот может оказывать потенциальный кардиопротективный эффект при ХБП, замедляя рост АД, увеличение массы миокарда ЛЖ и формирование структурных изменений в миокарде. Возможно, существенную роль в этом может играть снижение экспрессии NF-kB и микроРНК-21, а также повышение экспрессии миРНК-203 и 133 в миокарде.

THE AIM: to evaluate the effect of low protein diet supplemented with ketosteril on morphological and epigenomic changes in the myocardium of Wistar rats with simulated kidney dysfunction. MATERIALS AND METHODS. The work was performed on male Wistar rats subjected to 5/6 nephrectomy (NE). The first group after NE received a standard diet (20.16% animal protein), the second – low protein diet (LPD), including 10% ketosteril. Control rats received a standard diet. After 4 months, blood pressure (BP) and left ventricular mass index (LVMI) were assessed in rats, and a histological examination of the myocardium was performed. In the myocardium, the relative expression levels of NF-kB, miRNA-21, miRNA-133, and miRNA-203 were determined. RESULTS. After 4 months in rats with NE on a standard diet, an increase in blood pressure, an increase in the mass index of the LV myocardium was recorded. MBD with the inclusion of 10% Ketosteril slowed down the growth of systolic blood pressure and the development of LV myocardial hypertrophy in rats with kidney dysfunction. At the histological level, the use of LPD provided a decrease in the degree of hypertrophy of cardiomyocytes and degenerative changes in cardiomyocytes. Animals treated with LPD had less pronounced diffuse and perivascular fibrosis compared with animals fed normal food. The use of MBD slowed down the increase in the relative level of expression of the NFκB gene and miRNA-21 in the myocardium of rats with NE and promoted an increase in the expression level of miRNA-133 and miRNA-203 compared to the indices of animals with NE that received standard food. CONCLUSION: long-term use of LPD with the use of ketoanalogues of essential amino acids can have a potential cardioprotective effect in CKD, slowing down the growth of blood pressure, an increase in LV myocardial mass and the formation of structural changes in the myocardium. It is possible that a decrease in the expression of NF-kB and miRNA-21, as well as an increase in the expression of miRNA-203 and 133 in the myocardium, can play a significant role in this. 

почечная дисфункциямалобелковая диетамиокардэкспрессия NFκВэкспрессия микроРНКrenal dysfunctionlow-protein dietmyocardiumNFkB expressionmicroRNA expressionReferencesSárközy M, Gáspár R, Zvara Á et al. Chronic kidney disease induces left ventricular overexpression of the pro-hypertrophic microRNA-212. Sci Rep 2019; 9(1):1302. doi: 10.1038/s41598-018-37690-5Sárközy M, Gáspár R, Zvara Á et al. Chronic kidney disease induces left ventricular overexpression of the pro-hypertrophic microRNA-212. Sci Rep 2019; 9(1):1302. doi: 10.1038/s41598-018-37690-5Wang Y, ZhangT, Cao X et al. Prostaglandin E 2 induced cardiac hypertrophy through EP2 receptor-dependent activation of β-catenin in 5/6 nephrectomy rats. ESC Heart Fail 2021; 8(3):1979–1989. doi: 10.1002/ehf2.13269Wang Y, ZhangT, Cao X et al. Prostaglandin E 2 induced cardiac hypertrophy through EP2 receptor-dependent activation of β-catenin in 5/6 nephrectomy rats. ESC Heart Fail 2021; 8(3):1979–1989. doi: 10.1002/ehf2.13269Kaesler N, Babler A, Floege J, Kramann R. Cardiac remodeling in chronic kidney disease. Toxins 2020; 12: 161. doi: 10.3390/toxins12030161Kaesler N, Babler A, Floege J, Kramann R. Cardiac remodeling in chronic kidney disease. Toxins 2020; 12: 161. doi: 10.3390/toxins12030161Verzola D, Picciotto D, Saio M et al. Low protein diets and plant-based low protein diets: do they meet protein requirements of patients with chronic kidney disease? Nutrients 2021; 13: 83. https://doi.org/10.3390/nu13010083Verzola D, Picciotto D, Saio M et al. Low protein diets and plant-based low protein diets: do they meet protein requirements of patients with chronic kidney disease? Nutrients 2021; 13: 83. https://doi.org/10.3390/nu13010083Apetrii M, Timofte D, Voroneanu L, Covic A. Nutrition in chronic kidney disease–the role of proteins and specific diets. Nutrients 2021; 13: 956. https://doi.org/10.3390/nu13030956Apetrii M, Timofte D, Voroneanu L, Covic A. Nutrition in chronic kidney disease–the role of proteins and specific diets. Nutrients 2021; 13: 956. https://doi.org/10.3390/nu13030956Kalantar-Zadeh K, Joshi S, Schlueter R et al. Plant-dominant low-protein diet for conservative management of chronic kidney disease. Nutrients 2020; 12: 1931. doi:10.3390/nu12071931Kalantar-Zadeh K, Joshi S, Schlueter R et al. Plant-dominant low-protein diet for conservative management of chronic kidney disease. Nutrients 2020; 12: 1931. doi:10.3390/nu12071931Koppe L, Cassani de Oliveira M, Fouque D. Ketoacid analogues supplementation in chronic kidney disease and future perspectives. Nutrients 2019; 11: 2071. doi: 10.3390/nu11092071Koppe L, Cassani de Oliveira M, Fouque D. Ketoacid analogues supplementation in chronic kidney disease and future perspectives. Nutrients 2019; 11: 2071. doi: 10.3390/nu11092071Molina P, Gavela E, Vizcaíno B et al. Optimizing diet to slow CKD progression. J Front Med(Lausanne) 2021; 8:654250. doi: 10.3389/fmed.2021.654250. eCollection 2021Molina P, Gavela E, Vizcaíno B et al. Optimizing diet to slow CKD progression. J Front Med(Lausanne) 2021; 8:654250. doi: 10.3389/fmed.2021.654250. eCollection 2021Teixeira dos Santos AL, Duarte CK, Santos M et al. Low linolenic and linoleic acid consumption are associated with chronic kidney disease in patients with type 2 diabetes. PLoS One 2018;13(8):e0195249. doi: 10.1371/journal.pone.0195249. eCollection 2018Teixeira dos Santos AL, Duarte CK, Santos M et al. Low linolenic and linoleic acid consumption are associated with chronic kidney disease in patients with type 2 diabetes. PLoS One 2018;13(8):e0195249. doi: 10.1371/journal.pone.0195249. eCollection 2018Береснева ОН, Парастаева ММ, Иванова ГТ и др. Роль кетостерила в нефропротекции и кардиопротекции при экспериментальной уремии. Нефрология 2006; 10(1):56–61. doi: 10.24884/1561-6274-2006-10-1-56-61Beresneva ON, Parastaeva MM, Ivanova GT i dr. The role of ketosteril in nephroprotection and cardioprotection in experimental uremia. Nephrology (Saint-Petersburg) 2006;10(1):56–61 (In Russ.). doi: 10.24884/1561-6274-2006-10-1-56-61Noels H, Lehrke M, Vanholder R, Jankowski J. Lipoproteins and fatty acids in chronic kidney disease: molecular and metabolic alterations. Nat Rev Nephrol 2021; 17(8):528–542. doi: 10.1038/s41581-021-00423-5Noels H, Lehrke M, Vanholder R, Jankowski J. Lipoproteins and fatty acids in chronic kidney disease: molecular and metabolic alterations. Nat Rev Nephrol 2021; 17(8):528–542. doi: 10.1038/s41581-021-00423-5Gao X, Huang L, Grosjean F et al. Low-protein diet supplemented with ketoacids reduces the severity of renal disease in 5/6 nephrectomized rats: a role for KLF15. Kidney Int 2011;79:987–996. doi: 10.1038/ki.2010.539Gao X, Huang L, Grosjean F et al. Low-protein diet supplemented with ketoacids reduces the severity of renal disease in 5/6 nephrectomized rats: a role for KLF15. Kidney Int 2011;79:987–996. doi: 10.1038/ki.2010.539Wang M, Xu H, Shin O et al. Compound α-keto acid tablet supplementation alleviates chronic kidney disease progression via inhibition of the NF-kB and MAPK pathway. J Transl Med 2019; 17:122. https://doi.org/10.1186/s12967-019-1856-9.Wang M, Xu H, Shin O et al. Compound α-keto acid tablet supplementation alleviates chronic kidney disease progression via inhibition of the NF-kB and MAPK pathway. J Transl Med 2019; 17:122. https://doi.org/10.1186/s12967-019-1856-9.Wang JY, Gao YB, Zhang N et al. MicroRNA-21 overexpression enhances TGF-β1-induced epithelial-to-mesenchymal transition by target smad7 and aggravates renal damage in diabetic nephropa- thy. Mol Cell Endocrinol 2014;392(1–2):163–172. doi:10.1016/j.mce.2014.05.018Wang JY, Gao YB, Zhang N et al. MicroRNA-21 overexpression enhances TGF-β1-induced epithelial-to-mesenchymal transition by target smad7 and aggravates renal damage in diabetic nephropa- thy. Mol Cell Endocrinol 2014;392(1–2):163–172. doi:10.1016/j.mce.2014.05.018He Q, Wang C, Qin J et al. Effect of miR-203 expression on myocardial fibrosis. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2017; 21:837–842He Q, Wang C, Qin J et al. Effect of miR-203 expression on myocardial fibrosis. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2017; 21:837–842Sun B, Liu S, Hao R et al. RGD-PEG-PLA delivers MiR133 to infarct lesions of acute myocardial infarction model rats for cardiac protection. Pharmaceutics 2020;12(6):575. doi: 10.3390/pharmaceutics12060575Sun B, Liu S, Hao R et al. RGD-PEG-PLA delivers MiR133 to infarct lesions of acute myocardial infarction model rats for cardiac protection. Pharmaceutics 2020;12(6):575. doi: 10.3390/pharmaceutics12060575Martínez-Arias L, Panizo-García S, Martín-Vírgala J et al. Contribution of phosphorus and PTH to the development of cardiac hypertrophy and fibrosis in an experimental model of chronic renal failure. Nefrologia (Engl Ed) 2021; S0211-6995(21)00033-3. doi:10.1016/j.nefro.2021.02Martínez-Arias L, Panizo-García S, Martín-Vírgala J et al. Contribution of phosphorus and PTH to the development of cardiac hypertrophy and fibrosis in an experimental model of chronic renal failure. Nefrologia (Engl Ed) 2021; S0211-6995(21)00033-3. doi:10.1016/j.nefro.2021.02Di Iorio B, Di Micco L, Torraca S et al. Acute effects of verylow-protein diet on FGF 23 levels: a randomized study. Clin J Am Soc Nephrol 2012;7(4):581–587. doi: 10.2215/CJN.07640711Di Iorio B, Di Micco L, Torraca S et al. Acute effects of verylow-protein diet on FGF 23 levels: a randomized study. Clin J Am Soc Nephrol 2012;7(4):581–587. doi: 10.2215/CJN.07640711Ivanova GT, Kucher AG, Beresneva ON i dr. Experimental evaluation of the nephroprotective and cardioprotective effects of long-term use of a low-protein diet including ketosteril. Nephrology (Saint-Petersburg) 2011;15(4):45–50 (In Russ.). doi: 10.24884/1561-6274-2011-15-4-45-50Ivanova GT, Kucher AG, Beresneva ON i dr. Experimental evaluation of the nephroprotective and cardioprotective effects of long-term use of a low-protein diet including ketosteril. Nephrology (Saint-Petersburg) 2011;15(4):45–50 (In Russ.). doi: 10.24884/1561-6274-2011-15-4-45-50Molina P, Gavela E, Vizcaíno B et al. Optimizing Diet to Slow CKD Progression. Front Med (Lausanne) 2021; 8:654250. doi: 10.3389/fmed.2021.654250. eCollection 2021Molina P, Gavela E, Vizcaíno B et al. Optimizing Diet to Slow CKD Progression. Front Med (Lausanne) 2021; 8:654250. doi: 10.3389/fmed.2021.654250. eCollection 2021

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