vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2025-3-216-224vtio-1940Research ArticleДОНОРСТВО ОРГАНОВORGAN DONATIONОптимальный температурный режим для длительной транспортировки донорского сердца: экспериментальное исследованиеOptimal temperature conditions for prolonged transport of donor hearts: an experimental studyhttps://orcid.org/0000-0001-9113-4204ФомичевА. В.FomichevA. V.

Фомичев Алексей Вячеславович.

Новосибирск

Novosibirsk

a_fomichev@meshalkin.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2617-2447ПротопоповА. В.ProtopopovA. V.

Протопопов Андрей Владимирович.

630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, д. 15

Тел. (914) 708-39-79

Andrey V. Protopopov.

15, Rechkunovskaya str., 630055, Novosibirsk

Phone: (914) 708-39-79

andrew-uss@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7976-596XЖульковМ. О.ZhulkovM. O.

Жулько Максим Олегович.

Новосибирск

Novosibirsk

medicus-maligna@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0678-1026МакаевА. Г.MakaevA. G.

Макаев Александр Геннадьевич.

Новосибирск

Novosibirsk

makaev_a@meshalkin.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6253-9026ЗыковИ. С.ZykovI. S.

Зыков Илья Сергеевич

Новосибирск

Novosibirsk

i_zykov@meshalkin.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4291-6047ТарковаА. Р.TarkovaA. R.

Таркова Александра Романовна.

Новосибирск

Novosibirsk

a_tarkova@meshalkin.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4940-0852КалдарК. Н.KaldarK. N.

Калдар Кайсар Нурланулы.

Новосибирск

Novosibirsk

kaisarkaldar@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-3896-6158МуртазалиевМ. Н.MurtazalievM. N.

Муртазалиев Муртазали Нурмагомедович.

Новосибирск

Novosibirsk

murtazaliev_m@meshalkin.ruhttps://orcid.org/0009-0000-2435-9868СмирновЯ. М.SmirnovYa. M.

Смирнов Ярослав Максимович.

Новосибирск

Novosibirsk

y.smirnov@g.nsu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4641-632XЛиманскийА. Д.LimanskiyA. D.

Лиманский Алексей Дмитриевич.

Новосибирск

Novosibirsk

a.limanskii@g.nsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3370-0690ГусеваА. В.GusevaA. V.

Гусева Анастасия Валерьевна.

Новосибирск

Novosibirsk

gusevaanastasya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9940-3541СиротаД. А.SirotaD. A.

Сирота Дмитрий Андреевич.

Новосибирск

Novosibirsk

d_sirota@meshalkin.ruФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава РоссииРоссияMeshalkin National Medical Research CenterRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияMeshalkin National Medical Research Center; Novosibirsk State Medical UniversityRussian Federation202503092025273216224Copyright © Фомичев А.В., Протопопов А.В., Жульков М.О., Макаев А.Г., Зыков И.С., Таркова А.Р., Калдар К.Н., Муртазалиев М.Н., Смирнов Я.М., Лиманский А.Д., Гусева А.В., Сирота Д.А., 20252025Фомичев А.В., Протопопов А.В., Жульков М.О., Макаев А.Г., Зыков И.С., Таркова А.Р., Калдар К.Н., Муртазалиев М.Н., Смирнов Я.М., Лиманский А.Д., Гусева А.В., Сирота Д.А.Fomichev A.V., Protopopov A.V., Zhulkov M.O., Makaev A.G., Zykov I.S., Tarkova A.R., Kaldar K.N., Murtazaliev M.N., Smirnov Y.M., Limanskiy A.D., Guseva A.V., Sirota D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/1940

Цель: сравнить эффективность длительной консервации сердца (до 6 часов) при температуре +4–8 °C в эксперименте со стандартной методикой. Материалы и методы. В качестве модели для эксперимента выступили свиньи породы Ландрас, весом 40–60 кг, мужского пола (n = 6). В экспериментальной группе (n = 3) консервация сердечного трансплантата осуществлялась при оптимальной температуре +4–8 °C в течение 6 часов. В контрольной группе (n = 3) консервация сердца проводилась стандартным методом в течение 6 часов. Далее была восстановлена коронарная перфузия ex vivo, сердечная деятельность, проведена оценка функции миокарда и маркеров повреждения тканей сердца. Результаты. После возобновления кровоснабжения и сердечной деятельности в обеих группах отметили снижение уровней SOD и MDA – с 12,31 до 8,85 нг/мл на 1 г белка в исследуемой группе (+4–8 °C), с 12,04 до 9,23 нг/мл на 1 г белка в группе контроля. В исследуемой группе уровень H-FABP не изменился, а в группе контроля снизился с 1,42 до 1,06 нг/мл на 1 г белка. При анализе RIP-киназы после длительной консервации выявлено более выраженное повышение концентрации фермента в группе контроля по сравнению с исследуемой группой – с 0,071 до 0,086 нг/мл на 1 г белка против 0,024 до 0,028 нг/мл. При анализе содержания каспазы 8 в исследуемой группе выявлено снижение с 0,04 до 0,013 нг/мл на 1 г белка. Разницы по содержанию фактора фон Виллебранда не выявлено. При применении стандартной холодовой («ледяной») консервации повреждения сопровождались фрагментацией мышечных волокон и значительной распространенной коагулопатией по мышечной ткани. Заключение. Результаты пилотного экспериментального исследования демонстрируют эффективность и безопасность длительной консервации донорского сердца при температуре +4–8 °C.

Objective: to compare the effectiveness of extended heart preservation (up to 6 hours) at a temperature of +4 to +8 °C with the standard method. Materials and methods. The study was conducted using male Landrace pigs weighing 40–60 kg (n = 6). The experimental group (n = 3) underwent heart preservation at an optimized temperature of +4 to +8 °C for 6 hours prior to transplantation. In the control group (n = 3), hearts were preserved using the standard method for the same duration. Following preservation, coronary perfusion was restored ex vivo, cardiac activity was reinitiated, and myocardial function was evaluated alongside biochemical markers of cardiac tissue injury. Results. Following the resumption of blood supply and cardiac activity, both groups showed a reduction in superoxide dismutase (SOD) and malondialdehyde (MDA) levels. In the experimental group (preserved at +4–8 °C), SOD and MDA levels decreased from 12.31 to 8.85 ng/mL per 1 g of protein, while in the control group (standard method), levels declined from 12.04 to 9.23 ng/mL per 1 g of protein. In the experimental group, the level of heart-type fatty acid-binding protein (H-FABP) remained stable, whereas in the control group, it declined from 1.42 to 1.06 ng/mL per 1 g of protein. After prolonged preservation, receptor-interacting protein (RIP) kinase concentrations increased more markedly in the control group (from 0.071 to 0.086 ng/mL) than in the experimental group (from 0.024 to 0.028 ng/mL per 1 g of protein). Additionally, caspase-8 levels in the experimental group significantly decreased from 0.04 to 0.013 ng/mL per 1 g of protein. No significant differences were observed in von Willebrand factor levels between the two groups. However, histological analysis in the control group revealed muscle fiber fragmentation and widespread coagulopathy in myocardial tissue following standard cold («ice») preservation. Conclusion. This pilot experimental study indicates that long-term preservation of donor hearts at a controlled temperature of +4–8 °C is both effective and safe when compared to the conventional preservation method.

консервациятрансплантация сердцакоронарная перфузиядисфункция трансплантатаpreservationheart transplantationcoronary perfusiongraft dysfunctionРабота выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект 24-25-00352).ReferencesГотье СВ, Хомяков СМ. Донорство и трансплантация органов в Российской Федерации в 2023 году. XVI сообщение регистра Российского трансплантологического общества. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2024; 26 (3): 8–31. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2024-3-8-31.Gautier SV, Khomyakov SM. Organ donation and transplantation in the Russian Federation in 2023. 16th Report from the Registry of the Russian Transplant Society. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2024; 26 (3): 8–31. [In Russ, English abstract]. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2024-3-8-31.Radakovic D, Karimli S, Penov K et al. First clinical experience with the novel cold storage SherpaPakTM system for donor heart transportation. J Thorac Dis. 2020; 12 (12): 7227–7235. https://doi.org/10.21037/jtd-20-1827.Radakovic D, Karimli S, Penov K et al. First clinical experience with the novel cold storage SherpaPakTM system for donor heart transportation. J Thorac Dis. 2020; 12 (12): 7227–7235. https://doi.org/10.21037/jtd-20-1827.Фомичев АВ, Попцов ВН, Сирота ДА, Жульков МО, Едемский АГ, Протопопов АВ и др. Среднесрочные и отдаленные результаты трансплантации сердца с длительной холодовой ишемией. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2023; 25 (1): 99–105. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-1-99-105.Fomichev AV, Poptsov VN, Sirota DA, Zhulkov MO, Edemskiy AG, Protopopov АV et al. Mid-term and long-term outcomes following heart transplantation with prolonged cold ischemia. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2023; 25 (1): 99–105. [In Russ, English abstract]. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-1-99-105.Minasian SM, Galagudza MM, Dmitriev YV, Karpov AA, Vlasov TD. Preservation of the donor heart: from basic science to clinical studies. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2015; 20 (4): 510–519. https://doi.org/10.1093/ICVTS/IVU432.Minasian SM, Galagudza MM, Dmitriev YV, Karpov AA, Vlasov TD. Preservation of the donor heart: from basic science to clinical studies. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2015; 20 (4): 510–519. https://doi.org/10.1093/ICVTS/IVU432.Lee JC, Christie JD. Primary graft dysfunction. Proc Am Thorac Soc. 2009; 6 (1): 39–46. https://doi.org/10.1513/PATS.200808-082GO.Lee JC, Christie JD. Primary graft dysfunction. Proc Am Thorac Soc. 2009; 6 (1): 39–46. https://doi.org/10.1513/PATS.200808-082GO.Bixby CE, Balsam LB. Better Than Ice: Advancing the Technology of Donor Heart Storage with the Paragonix SherpaPak. ASAIO J. 2023; 69 (4): 350–351. https://doi.org/10.1097/MAT.0000000000001925.Bixby CE, Balsam LB. Better Than Ice: Advancing the Technology of Donor Heart Storage with the Paragonix SherpaPak. ASAIO J. 2023; 69 (4): 350–351. https://doi.org/10.1097/MAT.0000000000001925.Severino P, D’amato A, Pucci M et al. Ischemic Heart Disease Pathophysiology Paradigms Overview: From Plaque Activation to Microvascular Dysfunction. Int J Mol Sci. 2020; 21 (21): 1–30. https://doi.org/10.3390/IJMS21218118.Severino P, D’amato A, Pucci M et al. Ischemic Heart Disease Pathophysiology Paradigms Overview: From Plaque Activation to Microvascular Dysfunction. Int J Mol Sci. 2020; 21 (21): 1–30. https://doi.org/10.3390/IJMS21218118.Alomari M, Garg P, Yazji JH et al. Is the Organ Care System (OCS) Still the First Choice With Emerging New Strategies for Donation After Circulatory Death (DCD) in Heart Transplant? Cureus. 2022; 14 (6). https://doi.org/10.7759/CUREUS.26281.Alomari M, Garg P, Yazji JH et al. Is the Organ Care System (OCS) Still the First Choice With Emerging New Strategies for Donation After Circulatory Death (DCD) in Heart Transplant? Cureus. 2022; 14 (6). https://doi.org/10.7759/CUREUS.26281.Таркова АР, Зыков ИС, Жульков МО, Протопопов АВ, Смирнов ЯМ, Макаев АГ и др. Нормотермическая аутоперфузия сердечно легочного комплекса ex vivo: оценка функционального статуса и метаболизма. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2023; 25 (4): 150–159. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-4-150-159.Tarkova AR, Zykov IS, Zhulkov MO, Protopopov AV, Smirnov YaM, Makaev AG et al. Normothermic ex vivo heart and lung autoperfusion: assessment of functional status and metabolism. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2023; 25 (4): 150–159. [In Russ, English abstract]. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-4-150-159.Жульков М, Таркова А, Зыков И, Макаев А, Протопопов А, Муртазалиев М и др. Длительная нормотермическая аутоперфузия сердечно-легочного комплекса ex vivo как метод эффективного кондиционирования трансплантата: экспериментальное исследование. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2023; 27 (4): 33–42. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2023-4-33-42.Zhul’kov M, Tarkova A, Zykov I, Makaev A, Protopopov A, Murtazaliev M et al. Dlitel’naja normotermicheskaja autoperfuzija serdechno-legochnogo kompleksa ex vivo kak metod jeffektivnogo kondicionirovanija transplantata: jeksperimental’noe issledovanie. Patologija krovoobrashhenija i kardiohirurgija. 2023; 27 (4): 33–42. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2023-4-33-42.Zhukov A, Karlsson R. Statistical aspects of van’t Hoff analysis: a simulation study. J Mol Recognit. 2007; 20 (5): 379–385. https://doi.org/10.1002/JMR.845.Zhukov A, Karlsson R. Statistical aspects of van’t Hoff analysis: a simulation study. J Mol Recognit. 2007; 20 (5): 379–385. https://doi.org/10.1002/JMR.845.Belzer FO, Southard JH. Principles of solid-organ preservation by cold storage. Transplantation. 1988; 45 (4): 673–676. https://doi.org/10.1097/00007890-198804000-00001.Belzer FO, Southard JH. Principles of solid-organ preservation by cold storage. Transplantation. 1988; 45 (4): 673–676. https://doi.org/10.1097/00007890-198804000-00001.Смирнов ЯМ, Жульков МО, Зыков ИС, Сирота ДА, Таркова АР, Кливер ЕЭ и др. Динамика морфофункционального статуса изолированного сердечно-легочного комплекса в условиях нормотермической аутоперфузии ex vivo. Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал имени академика Б.В. Петровского. 2024; 12 (3): 14–22. https://doi.org/10.33029/2308-1198-2024-12-3-14-22.Smirnov YM, Zhulkov MO, Zykov IS, Sirota DA, Tarkova AR, Kliver EE et al. Dynamics of the morphofunctional status of the isolated cardiopulmonary complex under conditions of normothermic autoperfusion ex vivo. Clinical and Experimental Surgery. 2024; 12 (3): 14–22. [In Russ, English abstract]. https://doi.org/10.33029/2308-1198-2024-12-3-14-22.Keon WJ, Hendry PJ, Taichman GC, Mainwood GW. Cardiac transplantation: the ideal myocardial temperature for graft transport. Ann Thorac Surg. 1988; 46 (3): 337–341. https://doi.org/10.1016/S0003-4975(10)65939-5.Keon WJ, Hendry PJ, Taichman GC, Mainwood GW. Cardiac transplantation: the ideal myocardial temperature for graft transport. Ann Thorac Surg. 1988; 46 (3): 337–341. https://doi.org/10.1016/S0003-4975(10)65939-5.Michel SG, II GML, Madariaga MLL, Anderson LM. Innovative cold storage of donor organs using the Paragonix Sherpa Pak TM devices. Heart Lung Vessel. 2015; 7 (3): 246.Michel SG, II GML, Madariaga MLL, Anderson LM. Innovative cold storage of donor organs using the Paragonix Sherpa Pak TM devices. Heart Lung Vessel. 2015; 7 (3): 246.Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MTD, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem Cell Biol. 2007; 39 (1): 44–84. https://doi.org/10.1016/J.BIOCEL.2006.07.001.Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MTD, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem Cell Biol. 2007; 39 (1): 44–84. https://doi.org/10.1016/J.BIOCEL.2006.07.001.Colak E, Pap D, Nikolić L, Vicković S. The impact of obesity to antioxidant defense parameters in adolescents with increased cardiovascular risk. J Med Biochem. 2020; 39 (3): 346. https://doi.org/10.2478/JOMB-2019-0051.Colak E, Pap D, Nikolić L, Vicković S. The impact of obesity to antioxidant defense parameters in adolescents with increased cardiovascular risk. J Med Biochem. 2020; 39 (3): 346. https://doi.org/10.2478/JOMB-2019-0051.Amaki T, Suzuki T, Nakamura F et al. Circulating malondialdehyde modified LDL is a biochemical risk marker for coronary artery disease. Heart. 2004; 90 (10): 1211–1213. https://doi.org/10.1136/HRT.2003.018226.Amaki T, Suzuki T, Nakamura F et al. Circulating malondialdehyde modified LDL is a biochemical risk marker for coronary artery disease. Heart. 2004; 90 (10): 1211–1213. https://doi.org/10.1136/HRT.2003.018226.Dhalla NS, Elmoselhi AB, Hata T, Makino N. Status of myocardial antioxidants in ischemia-reperfusion injury. Cardiovasc Res. 2000; 47 (3): 446–456. https://doi.org/10.1016/S0008-6363(00)00078-X.Dhalla NS, Elmoselhi AB, Hata T, Makino N. Status of myocardial antioxidants in ischemia-reperfusion injury. Cardiovasc Res. 2000; 47 (3): 446–456. https://doi.org/10.1016/S0008-6363(00)00078-X.Ye XD, He Y, Wang S, Wong GT, Irwin MG, Xia Z. Heart-type fatty acid binding protein (H-FABP) as a biomarker for acute myocardial injury and long-term post-ischemic prognosis. Acta Pharmacol Sin. 2018; 39 (7): 1155. https://doi.org/10.1038/APS.2018.37.Ye XD, He Y, Wang S, Wong GT, Irwin MG, Xia Z. Heart-type fatty acid binding protein (H-FABP) as a biomarker for acute myocardial injury and long-term post-ischemic prognosis. Acta Pharmacol Sin. 2018; 39 (7): 1155. https://doi.org/10.1038/APS.2018.37.Deroo E, Zhou T, Liu B. The Role of RIPK1 and RIPK3 in Cardiovascular Disease. Int J Mol Sci. 2020; 21 (21): 8174. https://doi.org/10.3390/IJMS21218174.Deroo E, Zhou T, Liu B. The Role of RIPK1 and RIPK3 in Cardiovascular Disease. Int J Mol Sci. 2020; 21 (21): 8174. https://doi.org/10.3390/IJMS21218174.Dhuriya YK, Sharma D. Necroptosis: a regulated inflammatory mode of cell death. Journal of Neuroinflammation. 2018; 15 (1): 1–9. https://doi.org/10.1186/S12974-018-1235-0.Dhuriya YK, Sharma D. Necroptosis: a regulated inflammatory mode of cell death. Journal of Neuroinflammation. 2018; 15 (1): 1–9. https://doi.org/10.1186/S12974-018-1235-0.Wang X, Zhao J, Zhang Y et al. Kinetics of plasma von Willebrand factor in acute myocardial infarction patients: a meta-analysis. Oncotarget. 2017; 8 (52): 90371–90379. https://doi.org/10.18632/ONCOTARGET.20091.Wang X, Zhao J, Zhang Y et al. Kinetics of plasma von Willebrand factor in acute myocardial infarction patients: a meta-analysis. Oncotarget. 2017; 8 (52): 90371–90379. https://doi.org/10.18632/ONCOTARGET.20091.

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