Етанол-залежна індукція ультраструктурних змін міокарда
Ключові слова:
myocardium, alcohol, ethanol, cardiomyocyte, apoptosis, fibrosis, fetal alcohol syndrome, alcoholic cardiomyopathy.Анотація
Актуальність. З моменту його появи алкоголь використовувався протягом усієї історії в суспільстві, для ритуалів, поклоніння, а також через його терапевтичні, антибактеріальні та знеболюючі властивості. У помірних кількостях споживання алкоголю, як правило, вважаються клінічно корисними. З іншого боку, було визнано, що надмірне вживання алкоголю як чоловіками, так і жінками, особливо під час вагітності чи грудного вигодовування, має досить багато негативних наслідків. Алкоголь є тератогенним фактором, пренатальний вплив якого може негативно вплинути на плід, а при хронічному вживанні привести до багатьох захворювань серцево-судинної системи. Глобальні тенденції збільшення вживання алкоголю жінками дітородного віку повʼязані з економічним розвитком країн, зміною гендерних ролей, збільшенням доступності алкоголю, тиском з боку суспільства і соціальним схваленням його вживання. Оскільки частота серцевих аномалій, спричинених алкоголем, є вищою, ніж вважалося раніше, стає все більш важливим з’ясувати механізми, які стоять за ними. Мета: дослідити якісні зміни серцевої тканини та механізми їх виникнення, які зумовлені пренатальною, постнатальною дією етанолу, а також провести зв’язок між вживанням алкоголю під час вагітності та виникненням фетального алкогольного синдрому у потомства, шляхом бібліографічного аналізу літератури. Методи. Бібліографічний аналіз базується на опублікованих закордонних статтях, книгах, навчальних посібниках, монографіях, авторефератах дисертацій. Пошуковий період охоплення – з 2012 по 2022 роки, але до огляду включені деякі дані більш ранніх публікацій, оскільки ці літературні джерела мають вагому наукову цінність. Результати. Аналіз літературних джерел дозволив сформувати чітке уявлення про макро-, мікро- та ультраструктурні зміни міокарда, які спостерігаються у потомства, народженого від алкоголізованих матерів. Досліджено, що пренатальний вплив етанолу індукує значні зміни відносної ваги серця, товщини стінки лівого шлуночка і розмірів кардіоміоцитів. Хронічне вживання етанолу індукує міоцитоліз, апоптоз і некроз серцевих клітин з механізмами відновлення, що призводять до гіпертрофії та інтерстиціального фіброзу. Постійний вплив алкоголю призводить до порушення функції саркомерів та змін у складі клітинних мембран, рецепторів, іонних каналів, внутрішньоклітинних перехідних Ca2 + процесів і структурних білків. Ремоделювання серця є компенсаторним механізмом вищенаведених порушень у відповідь на різні агресивні чинники. Підсумок. Зростання захворюваності та поширеності фетального алкогольного синдрому із загрозливими темпами є проблемою громадського здоров’я, яка вимагає стратегічних та своєчасних заходів як для вагітних, так і для жінок репродуктивного віку, які вживають алкоголь, а також для їхніх нащадків, які можуть піддаватися ризику. Профілактичні ініціативи, спрямовані на скорочення вживання алкоголю до та під час вагітності, слід впроваджувати у всьому світі.
Посилання
Slade T, Chapman C, Swift W, Keyes K, Tonks Z, Teesson M. Birth cohort trends in the global epidemiology of alcohol use and alcohol-related harms in men and women: Systematic review and metaregression. BMJ Open. 2016;6:e011827.
Denny CH, Acero CS, Terplan M, Kim SY. Trends in alcohol use among pregnant women in the USA. Am. J. Prev. Med. 2020;59:768–769.
Geels LM, Vink JM, van Beek JHDA, Bartel Willemsen, Gs M, Boomsma DI. Increases in alcohol consumption in women and elderly groups: Evidence from an epidemiological study. BMC Public Health. 2013;13: 207.
World Health Organization. Global Status Report on Alcohol and Health. World Health Organization: Geneva, Switzerland, 2018.
Manthey J, Shield KD, Rylett M, Hasan OSM, Probst C, Rehm J. Global alcohol exposure between 1990 and 2017 and forecasts until 2030: A modelling study. Lancet. 2019;393:2493–2502.
NANOS Research. COVID-19 and Increased Alcohol Consumption: Canadian Centre on Substance Use and Addiction. NANOS Poll Summary Report. 2020;1(2):35
Naughton F, Ward E, Khondoker M, Belderson P, Marie Minihane A, Dainty J, Hanson S, Holland R, Brown T, Notley C. Health behaviour change during the UK COVID-19 lockdown: Findings from the first wave of the C-19 health behaviour and well-being daily tracker study. Br. J. Health Psychol. 2021;26:624–643.
Pollard MS, Tucker JS, Green JHD. Changes in adult alcohol use and consequences during the COVID-19 pandemic in the US. JAMA Netw. 2020;3:e2022942.
Sher J. Fetal alcohol spectrum disorders: Preventing collateral damage from COVID-19. Lancet Public Health. 2020;5:e424.
Smith CL, Waters SF, Spellacy D, Burduli E, Brooks O, Carty CL, Ranjo S, McPherson S, Barbosa-Leiker C. Substance use and mental health in pregnant women during the COVID-19 pandemic. J. Reprod. Infant Psychol. 2021:1–14.
Kar P, Tomfohr-Madsen L, Giesbrecht G, Bagshawe M, Lebel C. Alcohol and substance use in pregnancy during the COVID-19 pandemic. Drug Alcohol Depend. 2021;225:108760.
Popova S, Lange S, Probst C, Gmel G, Rehm J. Global prevalence of alcohol use and binge drinking during pregnancy, and fetal alcohol spectrum disorder. Biochem. Cell Biol. 2018;96:237–240.
Underwood MA, Gilbert WM, Sherman MP. Amniotic fluid: Not just fetal urine anymore. J. Perinatol. 2005;25:341–348.
Kesmodel U, Wisborg K, Olsen SF, Henriksen TB, Secher NJ. Moderate alcohol intake during pregnancy and the risk of stillbirth and death in the first year of life. Am. J. Epidemiol. 2002;155:305–312.
Henriksen TB, Hjollund NH, Jensen TK, Bonde JP, Andersson AM, Kolstad H, Ernst E, Giwercman A, Skakkebæk NE, Olsen J. Alcohol consumption at the time of conception and spontaneous abortion. Am. J. Epidemiol. 2004;160:661–667.
Albertsen K, Andersen AMN, Olsen J, Grønbæk M. Alcohol consumption during pregnancy and the risk of preterm delivery. Am. J. Epidemiol. 2004; 159:155–161.
Kesmodel U, Olsen SF, Secher NJ. Does alcohol increase the risk of preterm delivery? Epidemiology. 2000;2:512–518.
Patra J, Bakker R, Irving H, Jaddoe VW, Malini S, Rehm J. Dose–response relationship between alcohol consumption before and during pregnancy and the risks of low birthweight, preterm birth and small for gestational age (SGA)—A systematic review and meta-analyses. BJOG Int.J. Obstet. Gynaecol. 2011;118:1411–1421.
Yang Q, Witkiewicz BB, Olney RS, Liu Y, Davis M, Khoury MJ, Correa A, Erickson JD. A case-control study of maternal alcohol consumption and intrauterine growth retardation. Ann. Epidemiol. 2001;11:497–503.
O’Callaghan FV, O’Callaghan M, Najman JM, Williams GM, Bor W. Maternal alcohol consumption during pregnancy and physical outcomes up to 5 years of age: A longitudinal study. Early Hum. Dev. 2003;71:137–148.
Stratton KR, Howe CJ, Battaglia FC. Fetal Alcohol Syndrome: Diagnosis, Epidemiology, Prevention, and Treatment. National Academy Press: Washington, DC, USA. 1996.
Hannigan JH, Abel EL. Animal models of fetal alcohol syndrome. In Alcohol, Pregnancy and the Developing Child. Cambridge University Press. 1996:77–102.
Popova S, Lange S, Shield K, Mihic A, Chudley AE, Mukherjee RAS, Bekmuradov D, Rehm J. Comorbidity of fetal alcohol spectrum disorder: A systematic review and meta-analysis. Lancet. 2016;387:978–987.
Jégou S, El Ghazi F, de Lendeu PK, Marret S, Laudenbach V, Uguen A, Marcorelles P, Roy V, Laquerrière A, Gonzalez BJ. Prenatal alcohol exposure affects vasculature development in the neonatal brain. Ann. Neurol. 2012;72:952–960.
Cartwright MM, Smith SM. Increased cell death and reduced neural crest cell numbers in ethanol-exposed Embryos: Partial basis for the fetal alcohol syndrome phenotype. Alcohol. Clin. Exp. Res. 1995;19:378–386.
Vangipuram SD, Grever WE, Parker GC, Lyman WD. Ethanol increases fetal human neurosphere size and alters adhesion molecule gene expression. Alcohol. Clin. Exp. Res. 2008;32:339–347.
Pruett D, Waterman EH, Caughey AB. Fetal alcohol exposure: consequences, diagnosis, and treatment. Obstet Gynecol Surv. 2013;68:62–69.
Zhou FC, Zhao Q, Liu Y, Goodlett CR, Liang T, McClintick JN. Alteration of gene expression by alcohol exposure at early neurulation. BMC Genomics. 2011;12(1):124.
Vallés S, Pitarch J, Renau-Piqueras J, Guerri C. Ethanol exposure affects glial fibrillary acidic protein gene expression and transcription during rat brain development. J Neurochem. 2002;69(6):2484–2493.
Liesi P. Ethanol-exposed central neurons fail to migrate and undergo apoptosis. J Neurosci Res. 2020;48(5):439–448.
GÓMEZ-ROIG, Dolores M. Environmental exposure during pregnancy: influence on prenatal development and early life: a comprehensive review. Fetal diagnosis and therapy. 2021;48(4):245-257.
Kim AS, Miller EJ, Young LH. AMP-activated protein kinase: a core signalling pathway in the heart. Acta Physiol Oxf Engl. 2009;196(1):37–53.
CONLON Steven. Teratogenic Effects of Prenatal Alcohol Exposure on Cardiac Innervation. Pediatrics. 2021;3(147):368-369.
Rubin E. Alcoholic myopathy in heart and skeletal muscle. N Engl J Med. 1979;301:28–33.
GUZZO-MERELLO, Gonzalo. Alcoholic cardiomyopathy. World journal of cardiology. 2014;6(8):771.
Hibbs RG, Ferrans VJ, Black WC, Weilbaecher DG, Burch GE. Alcoholic cardiomyopathy; an electron microscopic study. Am Heart J. 1965;69:766–779.
Rodrigues P, Santos-Ribeiro S, Teodoro T, Gomes FV, Leal I, Reis JP, Goff DC, Gonçalves A, Lima JAC. Association Between Alcohol Intake and Cardiac Remodeling. J. Am. Coll. Cardiol. 2018;72:1452–1462.
Iacovoni A, De Maria R, Gavazzi A. Alcoholic cardiomyopathy. J. Cardiovasc. Med. 2010;11:884–892.
Li X, Nie Y, Lian H, Hu S. Histopathologic features of alcoholic cardiomyopathy compared with idiopathic dilated cardiomyopathy. Go Med. 2018;97:e12259.
Urbano-Márquez A, Fernández-Solà J. Effects of alcohol on skeletal and cardiac muscle. Muscle Nerve. 2004;30:689–707.
Guzzo-Merello G, Segovia J, Domínguez F, Cobo-Marcos M, Gómez-Bueno M, Avellana P, Millán I, Alonso-Pulpón L, García-Pavía P. Natural history and prognostic factors in alcoholic cardiomyopathy. JACC Heart Fail. 2015;3:78–86
Fernández-Solà J. The effects of ethanol on the heart: alcoholic cardiomyopathy. Nutrients. 2020;12(2):572.
Piano MR. Alcohol's effects on the cardiovascular system. Alcohol Res. 2017;38:219–241.
Mirijello A, Tarli C, Vassallo GA, Sestito L, Antonelli M, d'Angelo C. Alcoholic cardiomyopathy: what is known and what is not known. Eur J Intern Med. 2017;43:1–5.
DAY Ed RUDD, James HF. Alcohol use disorders and the heart. Addiction. 2019;114(9):1670-1678.
Steiner, Jennifer L, Lang Charles H. Etiology of alcoholic cardiomyopathy: mitochondria, oxidative stress and apoptosis. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 2017;S1357272517301450–. doi:10.1016/j.biocel.2017.06.009
Laurent D, Mathew JE, Mitry M, Taft M, Force A, Edwards JG. Chronic ethanol consumption increases myocardial mitochondrial DNA mutations: a potential contribution by mitochondrial topoisomerases. Alcohol Alcohol. 2014;49(4):381-389. doi: 10.1093/alcalc/agu029. PubMed PMID: 24852753; PubMed Central PMCID: PMCPMC4060737.
Wang Y, Li Z, Zhang Y, Yang W, Sun J, Shan L. Targeting Pin1 Protects Mouse Cardiomyocytes from High-Dose Alcohol-Induced Apoptosis. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:4528906. doi: 10.1155/2016/4528906. PubMed PMID: 26697133; PubMed Central PMCID: PMCPMC4678095.
Wang Y, Zhao J, Yang W, Bi Y, Chi J, Tian J. High-dose alcohol induces reactive oxygen speciesmediated apoptosis via PKC-β/p66Shc in mouse primary cardiomyocytes. Biochem Biophys Res Commun. 2015;456(2):656-61. doi: 10.1016/j.bbrc.2014.12.012. PubMed PMID: 25499814.
Segel LD, Rendig SV, Choquet Y, Chacko K, Amsterdam EA, Mason DT. Effects of chronic graded ethanol consumption on the metabolism, ultrastructure, and mechanical function of the rat heart. Cardiovasc Res. 1975;9(5):649-663. PubMed PMID: 127656.
Aberle N. Experimental Assessment of the Role of Acetaldehyde in Alcoholic Cardiomyopathy. Biol. Proced. 2003; 5:1–12.
Oliveira G, Beezer AE, Hadgraft J, Lane ME. Alcohol enhanced permeation in model membranes. Part I. Thermodynamic and kinetic analyses of membrane permeation. Int. J. Pharm. 2010;393:61–67. doi: 10.1016/j.ijpharm.2010.03.062.
Fernández-Solà J. Cardiovascular risks and benefits of moderate and heavy alcohol consumption. Nat. Rev. Cardiol. 2015;12:576–587. doi: 10.1038/nrcardio.2015.91.
Noritake K, Aki T, Funakoshi T, Unuma K, Uemura K. Direct Exposure to Ethanol Disrupts Junctional Cell-Cell Contact and Hippo-YAP Signaling in HL-1 Murine Atrial Cardiomyocytes. PLos ONE. 2015;10:e0136952. doi: 10.1371/journal.pone.0136952.
Fernández-Solà J. The Effects of Ethanol on the Heart: Alcoholic Cardiomyopathy. Nutrients. 2020;12(2), 572. https://doi.org/10.3390/nu12020572
Agarwal DP. Genetic polymorphisms of alcohol metabolizing enzymes. Pathol. Biol. 2001;49:703–709.
Ren J, Wold LE. Mechanisms of alcoholic heart disease. Adv. Cardiovasc. Dis. 2008;2:497–506.
Aberle NS, Ren J. Experimental Assessment of the Role of Acetaldehyde in Alcoholic Cardiomyopathy. Biol. Proced. 2003;5:1–12.
Oba T, Maeno Y, Ishida K. Differential contribution of clinical amounts of acetaldehyde to skeletal and cardiac muscle dysfunction in alcoholic myopathy. Curr. Pharm Des. 2005;11:791–800.
Leibing E, Meyer T. Enzymes and signal pathways in the pathogenesis of alcoholic cardiomyopathy. Herz. 2016;41:478–483.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис до редакції журналу «Morphologia», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції матеріалу, в тому числі таких об'єктів, що охороняються авторським правом, як фотографії автора, малюнки, схеми, таблиці і т.п.), в тому числі на відтворення в пресі і в мережі Інтернет; на поширення; на переклад рукопису на будь-які мови; експорту та імпорту примірників журналу зі статтею Авторів з метою поширення, доведення до загального відома. Зазначені вище права Автори передають Редакції без обмеження терміну їх дії і на території всіх країн світу без обмеження.
Автори гарантують, що вони мають виняткові права на використання матеріалів, переданих до редакції. Редактори не несуть відповідальності перед третіми особами за порушення гарантії, надані авторами. Розглянуті права передаються до редакції з моменту підписання поточної публікації для публікації. Відтворення матеріалів, опублікованих в журналі іншими особами та юридичними особами, можливе лише за згодою редакції, з обов'язковим зазначенням повної бібліографічного посилання первинної публікації. Автори залишають за собою право використовувати опублікований матеріал, його фрагменти і частини для навчальних матеріалів, усні презентації, підготовку дисертації дисертації з обов'язковою бібліографічною посиланням на оригінальну роботу. Електронна копія опублікованій статті, що завантажується з офіційного веб-сайту журналу в форматі .pdf, може бути розміщена авторами на офіційному веб-сайті їх установ, будь-яких інших офіційних ресурсах з відкритим доступом.
