Ключевые слова

2658-6649

2658-6657

Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture

Science and Innovation Center Publishing House

10.12731/2658-6649-2025-17-5-1272

OYDUPR

https://discover-journal.ru/jour/index.php/sjlsa/article/view/1272

Методы экспериментального воспроизведения сердечной недостаточности

Methods of experimental reproduction of heart failure

Куспаналиева

Дина Саиновна

Куспаналиева

Дина Саиновна

Kuspanalieva

Dina S.

scarry_cherry@mail.ru Булатецкий

Сергей Владиславович

Булатецкий

Сергей Владиславович

Bulatetsky

Sergey V.

dr_bsv@mail.ru

0000-0002-6023-7523

S-1631-2016

Ермакова

Елена Александровна

Ермакова

Елена Александровна

Ermakova

Elena A.

mnogopisemelena@mail.ru Маслова

Марина Владимировна

Маслова

Марина Владимировна

Maslova

Marina V.

maslova.marina@mail.ru

РязГМУ Минздрава России (Рязань, Российская Федерация) Ryazan State Medical University (Ryazan, Russian Federation)

30 11 2025

2025

17 5 609 624 29 01 2025 17 04 2025 14 04 2025

2025

Д.С. Куспаналиева, С.В. Булатецкий, Е.А. Ермакова, М.В. Маслова

D.S. Kuspanalieva, S.V. Bulatetskiy, E.A. Ermakova, M.V. Maslova

CC BY-NC-ND 4.0

https://discover-journal.ru/jour/index.php/sjlsa/article/view/1272

Обоснование. Заболевания сердечно-сосудистой системы представляют собой важную медико-социальную проблему. Исходом многих из них является сердечная недостаточность. Данная патология вносит существенный вклад в повышение уровня инвалидизации и смертности. Поэтому в исследованиях часто используют экспериментальное моделирование сердечной недостаточности, что позволяет создавать новые стратегии и подходы к лечению сердечной недостаточности. Цель. Изучить российские и зарубежные (на английском языке) литературные источники, в которых описываются способы экспериментального моделирования сердечной недостаточности. Материалы и методы. Для анализа использовались материалы электронных баз данных eLibrary, PubMed, «КиберЛенинка» (Cyberleninka). Результаты. В литературных источниках описано множество способов экспериментального воспроизведения сердечной недостаточности, которые могут быть представлены как хирургические, фармакологические и хемогенетические методы. Хирургические модели чаще всего основаны на моделировании у животных окклюзии левой коронарной артерии или моделированием перегрузочной сердечной недостаточности левого желудочка объемом – преднагрузка или давлением (сопротивлением) – постнагрузка. Фармакологическое воспроизведение сердечной недостаточности достигается введением химических препаратов, которые обладают выраженным кардиотоксическим эффектом. Хемогенетическая модель позволяет изучить биохимические аспекты повреждения при сердечной недостаточности. Заключение. Каждый из данных методов имеет свои достоинства и недостатки. Тем не менее, рассмотренные экспериментальные модели широко применяются, способствуют более полному изучению особенностей патогенеза сердечной недостаточности, возникающей под действием различных этиологических факторов.

Background. Cardiovascular diseases represent a significant medical and social problem, with heart failure being a common outcome. This condition contributes substantially to the rising rates of disability and mortality. That’s why the experimental models to develop new strategies and approaches for managing heart failure are widely used. Purpose. To review Russian and international (English-language) literature that describes methods of experimentally modeling heart failure. Materials and methods. The analysis was based on materials from electronic databases such as eLibrary, PubMed, and CyberLeninka. Results. The literature outlines various methods for experimentally inducing heart failure, which can be classified into three groups: surgical, pharmacological, and chemogenetic. Surgical models are often based on occlusion of the left coronary artery in animals or creation of overload of the left ventricle by volume and resistance. Pharmacological models include administration of drugs having cardiotoxic effect. The chemogenetic model allows to reveal the biochemical aspects of myocardial damage in heart failure. Conclusion. Each of these approaches has its own advantages and limitations. Nevertheless, the considered experimental models are widely used and contribute to a more complete study of the pathogenesis of heart failure that develops under the influence of various etiological factors.

Ключевые слова сердечно-сосудистые заболевания хроническая сердечная недостаточность экспериментальная модель обзор литературы

Keywords cardiovascular diseases chronic heart failure experimental model literature review

1. Гатцов, П. (2021). Сердечная недостаточность 2019: информация из журналов национальных кардиологических обществ. Российский кардиологический журнал, 26(2), 160–162. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4408. EDN: https://elibrary.ru/JTDEOC

2. Искаков, Е. Б. (2017). Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний. Медицина и экология, (2), 19–28.

3. Куспаналиева, Д. С., Маслова, М. В., & Спесивцева, Н. Н. (2022). Экспериментальное моделирование сердечной недостаточности. В Международная научно-практическая конференция: «Актуальные проблемы патофизиологии», 11 ноября 2022 года, г. Чита [Электронный ресурс]: сборник научных статей. Чита: РИЦ ЧГМА, 95–97. EDN: https://elibrary.ru/RJXTIS

4. Лискова, Ю. В., Саликова, С. П., & Стадников, А. А. (2014). Экспериментальные модели сердечной недостаточности: состояние вопроса и результаты собственного исследования. Морфологические ведомости, (1), 46–53. EDN: https://elibrary.ru/SJVINZ

5. Махамадходжаева, М. А., & Дониев, И. (2021). Факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний. Scientific progress, 2(6), 1902–1906.

6. Жариков, А. Ю., Белокуров, С. С., Мельников, А. А., Семерьянова, Е. К., Калин, Д. А., & Гаранин, С. А. (2023). Моделирование патологий сердечно-сосудистой системы (обзор литературы). Бюллетень медицинской науки, (4), 128–138. https://doi.org/10.31684/25418475-2023-4-128. EDN: https://elibrary.ru/PQDBQU

7. Карпов, А. А., Ивкин, Д. Ю., Драчева, А. В., Питухина, Н. Н., Успенская, Ю. К., Ваулина, Д. Д., Усков, И. С., Эйвазова, Ш. Д., Минасян, С. М., Власов, Т. Д., Бурякина, А. В., & Галагудза, М. М. (2014). Моделирование постинфарктной сердечной недостаточности путём окклюзии левой коронарной артерии у крыс: техника и методы морфофункциональной оценки. Биомедицина, (3), 32–48. EDN: https://elibrary.ru/TESSOL

8. Болотских, В. И., Макеева, А. В., Лущик, М. В., Мокашева, Ек. Н., Мокашева, Ев. Н., & Шишкина, В. В. (2022). Оценка результативности и воспроизводимости биологических моделей хронической сердечной недостаточности. Успехи современной биологии, 142(4), 382–389. https://doi.org/10.31857/S0042132422040032. EDN: https://elibrary.ru/TSKDTM

9. Алёшечкин, П. А., Щукина, Е. В., Циба, И. Н., Шевченко, А. С., Василенко, В. В., & Шулик, А. И. (2021). Распространённость хронической сердечной недостаточности и стратификация рисков ранней постгоспитальной летальности (обзор литературы). Актуальные проблемы медицины, 44(3), 305–318. https://doi.org/10.52575/2687-0940-2021-44-3-305-318. EDN: https://elibrary.ru/MCERVG

10. Куспаналиева, Д. С., Ермакова, Е. А., Маслова, М. В., & Булатецкий, С. В. (2024). Роль патофизиологического эксперимента в обучении студентов-медиков: за и против. Перспективы науки, (8), 169–171. EDN: https://elibrary.ru/LOAUBX

11. Усманова, У. И., & Муминов, Ж. З. (2023). Патогенетическое влияние цитокинов на прогрессирование хронической сердечной недостаточности ишемической этиологии. Экономика и социум, 106(3), 520–524. EDN: https://elibrary.ru/XDNQJW

12. Исмаилов, И. Я., Скворцов, В. В., Скворцова, Е. М., & Калинченко, Е. И. (2015). Хроническая сердечная недостаточность. Медицинская сестра, (7), 14–18. EDN: https://elibrary.ru/UQDTBZ

13. Breckenridge, R. (2010). Heart failure and mouse models. Disease Models & Mechanisms, (3), 138–143. https://doi.org/10.1242/dmm.005017.

14. Tocchetti, C. G. et al. (2020). Cardiac dysfunction in cancer patients: beyond direct cardiomyocyte damage of anticancer drugs: novel cardio-oncology insights from the joint 2019 meeting of the ESC Working Groups of Myocardial Function and Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research, 116(11), 1820–1834. https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa222. EDN: https://elibrary.ru/QOIMJM

15. Nagata, K. et al. (2024). Comparison of the effects of renal denervation at early or advanced stages of hypertension on cardiac, renal, and adipose tissue pathology in Dahl salt-sensitive rats. Hypertension Research, 47(10), 2731–2744. https://doi.org/10.1038/s41440-024-01605-x. EDN: https://elibrary.ru/XSNNYP

16. Tunstall-Pedoe, H. et al. (1999). Contribution of trends in survival and coronary event rates to changes in coronary heart disease mortality: 10-year results from 37 WHO MONICA project populations. Monitoring trends and determinants in cardiovascular disease. The Lancet, 353, 1547–1557. EDN: https://elibrary.ru/DAGXUR

17. Cops, J., Haesen, S., De Moor, M., Mullens, W., & Hansen, D. (2019). Current animal models for the study of congestion in heart failure: an overview. Heart Failure Reviews, 24, 387–397. https://doi.org/10.1007/s10741-018-9762-4. EDN: https://elibrary.ru/QHDEWE

18. D’Avila, М., Morgan, P. J., & Yan, X. (2021). Genetically modified mouse models used for studying the role of the AT2 receptor in cardiac hypertrophy and heart failure. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2011, 5 pp. https://doi.org/10.1155/2011/141039.

19. Dixon, J. A., & Spinale, F. G. (2009). Large animal models of heart failure: a critical link in the translation of basic science to clinical practice. Circulation: Heart Failure, 2(3), 262–271. https://doi.org/10.1161/circheartfailure.108.814459.

20. Gunata, M., & Parlakpinar, H. (2023). Experimental heart failure models in small animals. Heart Failure Reviews, 28, 533–554. https://doi.org/10.1007/s10741-022-10286-y. EDN: https://elibrary.ru/QMXJAP

21. Gao, Z., Liu, X., Kang, Y., Hu, P., Zhang, X., Yan, W., Yan, M., Yu, P., Zhang, Q., Xiao, W., & Zhang, Z. (2024). Improving the prognostic evaluation precision of hospital outcomes for heart failure using admission notes and clinical tabular data: multimodal deep learning model. Journal of Medical Internet Research, 2(2), 26. https://doi.org/10.2196/54363.

22. Bacmeister, L., Schwarzl, M., Warnke, S., Stoffers, B., Blankenberg, S., Westermann, D., & Lindner, D. (2019). Inflammation and fibrosis in murine models of heart failure. Basic Research in Cardiology, 114(19), 1–35. https://doi.org/10.1007/s0035-0190722-5. EDN: https://elibrary.ru/DKKZIT

23. Ishikawa, К. (2018). Experimental models of cardiovascular diseases: methods and protocols. Methods in Molecular Biology. New York: Springer Science + Business Media, 404 pp. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8597-5.

24. Janssen, P. M. L., & Elnakish, M. T. (2019). Modeling heart failure in animal models for novel drug discovery and development. Expert Opinion on Drug Discovery, 14(4), 355–363. https://doi.org/10.1080/17460441.2019.1582636.

25. Kerfourn, А., Lamia, B., Muir, J., & Letellier, C. (2016). A dynamical model for heart remodeling during the two phases of pulmonary arterial hypertension. EPJ Nonlinear Biomedical Physics, 4(1), 1–24. https://doi.org/10.1140/epjnbp/s40366-015-0028-y.

26. Miyagi, C., Miyamoto, T., Kuroda, T., Karimov, J. H., Starling, R. C., & Fukamachi, K. (2022). Large animal models of heart failure with preserved ejection fraction. Heart Failure Reviews, 27(2), 595–608. https://doi.org/10.1007/s10741-021-10184-9. EDN: https://elibrary.ru/FXZZBX

27. Geens, J. H., Trenson, S., Rega, F. R., Verbeken, E. K., & Meyns, B. P. (2009). Ovine models for chronic heart failure. The International Journal of Artificial Organs, 32(8), 496–506.

28. Nakamura, K., Miyoshi, T., Yoshida, M., Akagi, S., Saito, Y., Ejiri, K., Matsuo, N., Ichikawa, K., Iwasaki, K., Naito, T., Namba, Y., Yoshida, M., Sugiyama, H., & Ito, H. (2022). Pathophysiology and treatment of diabetic cardiomyopathy and heart failure in patients with diabetes mellitus. International Journal of Molecular Sciences, 23(7), 3587. https://doi.org/10.3390/ijms23073587. EDN: https://elibrary.ru/DBWUUY

29. Sorrentino, A., & Michel, T. (2020). Redox à la carte: novel chemogenetic models of heart failure. British Journal of Pharmacology, 177, 3162–3167. https://doi.org/10.1111/bph.15093. EDN: https://elibrary.ru/TVJJHX

1. Gattsov, P. (2021). Heart failure 2019: information from journals of national cardiological societies. Russian Journal of Cardiology, 26(2), 160–162. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4408. EDN: https://elibrary.ru/JTDEOC

2. Iskakov, E. B. (2017). Epidemiology of cardiovascular diseases. Medicine and Ecology, (2), 19–28

3. Kuspanalieva, D. S., Maslova, M. V., & Spesivtseva, N. N. (2022). Experimental modeling of heart failure. In International Scientific and Practical Conference: “Actual Problems of Pathophysiology”, November 11, 2022, Chita [Electronic resource]: collection of scientific articles. Chita: RIC ChGMA, 95–97. EDN: https://elibrary.ru/RJXTIS

4. Liskova, Yu. V., Salikova, S. P., & Stadnikov, A. A. (2014). Experimental models of heart failure: current state and results of own research. Morphological Reports, (1), 46–53. EDN: https://elibrary.ru/SJVINZ

5. Makhamadkhodzhaeva, M. A., & Doniev, I. (2021). Risk factors for cardiovascular diseases. Scientific Progress, 2(6), 1902–1906

6. Zharikov, A. Yu., Belokurov, S. S., Melnikov, A. A., Semeryanova, E. K., Kalin, D. A., & Garanin, S. A. (2023). Modeling of cardiovascular system pathologies (literature review). Bulletin of Medical Science, (4), 128–138. https://doi.org/10.31684/25418475-2023-4-128. EDN: https://elibrary.ru/PQDBQU

7. Karpov, A. A., Ivkin, D. Yu., Dracheva, A. V., Pitukhina, N. N., Uspenskaya, Yu. K., Vaulina, D. D., Uskov, I. S., Eyvazova, Sh. D., Minasyan, S. M., Vlasov, T. D., Buryakina, A. V., & Galagudza, M. M. (2014). Modeling of post-infarction heart failure by occlusion of the left coronary artery in rats: technique and methods of morphofunctional assessment. Biomedicine, (3), 32–48. EDN: https://elibrary.ru/TESSOL

8. Bolotskikh, V. I., Makeeva, A. V., Lushchik, M. V., Mokasheva, Ek. N., Mokasheva, Ev. N., & Shishkina, V. V. (2022). Evaluation of effectiveness and reproducibility of biological models of chronic heart failure. Advances in Modern Biology, 142(4), 382–389. https://doi.org/10.31857/S0042132422040032. EDN: https://elibrary.ru/TSKDTM

9. Alyoshechkin, P. A., Shchukina, E. V., Tsiba, I. N., Shevchenko, A. S., Vasilenko, V. V., & Shulik, A. I. (2021). Prevalence of chronic heart failure and risk stratification for early post-hospital mortality (literature review). Actual Problems of Medicine, 44(3), 305–318. https://doi.org/10.52575/2687-0940-2021-44-3-305-318. EDN: https://elibrary.ru/MCERVG

10. Kuspanalieva, D. S., Ermakova, E. A., Maslova, M. V., & Bulatetsky, S. V. (2024). The role of pathophysiological experiment in medical student education: pros and cons. Prospects of Science, (8), 169–171. EDN: https://elibrary.ru/LOAUBX

11. Usmanova, U. I., & Muminov, Zh. Z. (2023). Pathogenetic influence of cytokines on the progression of chronic heart failure of ischemic etiology. Economy and Society, 106(3), 520–524. EDN: https://elibrary.ru/XDNQJW

12. Ismailov, I. Ya., Skvortsov, V. V., Skvortsova, E. M., & Kalinchenko, E. I. (2015). Chronic heart failure. Medical Nurse, (7), 14–18. EDN: https://elibrary.ru/UQDTBZ

13. Breckenridge, R. (2010). Heart failure and mouse models. Disease Models & Mechanisms, (3), 138–143. https://doi.org/10.1242/dmm.005017

16. Tunstall Pedoe, H. et al. (1999). Contribution of trends in survival and coronary event rates to changes in coronary heart disease mortality: 10-year results from 37 WHO MONICA project populations. Monitoring trends and determinants in cardiovascular disease. The Lancet, 353, 1547–1557. EDN: https://elibrary.ru/DAGXUR

18. D’Avila, M., Morgan, P. J., & Yan, X. (2021). Genetically modified mouse models used for studying the role of the AT2 receptor in cardiac hypertrophy and heart failure. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2011, 5 pp. https://doi.org/10.1155/2011/141039

27. Geens, J. H., Trenson, S., Rega, F. R., Verbeken, E. K., & Meyns, B. P. (2009). Ovine models for chronic heart failure. The International Journal of Artificial Organs, 32(8), 496–506.