НЕЙРОХИМИЯ, 2013, том 30, № 1, с. 79-86
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 577.121.9
ОБМЕН МОНОАМИНОВ В ЦНС ПРИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ И ДЕКОМПЕНСИРОВАННОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
© 2013 г. М. Л. Мамалыга*
Московский педагогический государственный университет, Москва
При компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточности (КСН, ДСН) выявлена разная ассоциированность нарушений в мозге и сердце. Изменения содержания моноаминов (МА), обнаруженные в мозге на разных стадиях сердечной недостаточности (СН), обусловлены разными причинами. Повышение активности МА-ергической системы при КСН, по-видимому, связано с функциональной нагрузкой, испытываемой структурами мозга при формировании церебральных процессов вегетативной регуляции компенсаторных функций сердца. Нарушение мозговой гемодинамики при ДСН приводит к снижению активности дофамин- и серотонинергической систем и необратимому рассогласованию центральных и вегетативных механизмов, обеспечивающих регуляцию сердечной деятельности. Функционально-нагрузочный тест с введением предшественников синтеза дофамина и серотонина показал неодинаковые МА-синтезирующие возможности мозга при КСН и ДСН. Снижение возможностей МА-ергических систем при ДСН вероятно приводит к перенапряжению центральных механизмов регуляции, постепенному их истощению и срыву компенсаторных механизмов, что усугубляет прогрессирующую СН.
Ключевые слова: моноамины, сердечная недостаточность, мозг, судороги.
Б01: 10.7868/81027813313010068
ВВЕДЕНИЕ
Многочисленные клинические исследования свидетельствуют о том, что у значительной части населения высокоразвитых стран наблюдается высокий уровень коморбидности неврологических и сердечно-сосудистых заболеваний [1]. Нейрокар-диологические нарушения связаны с патологическими механизмами, в основе которых лежит рассогласование функционально обусловленных взаимоотношений нервных и кардиологических процессов [2]. Одна из причин такого рассогласования при сердечной недостаточности (СН) связана с нарушением мозговой гемодинамики, сопровождающейся ишемией, дефицитом энергетических и пластических ресурсов в мозге. Вместе с тем магнитно-резонансная томография выявила нарушения в мозге и в отсутствии ишемии при компенсированной СН [3]. Анализ результатов исследований причинно-следственных связей между мозгом и сердцем свидетельствует о том, что в настоящее время нет единых представлений о механизмах, провоцирующих многообразие функционально-метаболических нарушений в ЦНС при прогрессирующей хронической сердечной недостаточности (ХСН). Понимание таких механизмов важно в
*Адресат для корреспонденции: 129278, Москва, ул. Кибальчича, 6, корп. 4; тел.: 8-906-794-77-05; e-mail: mamalyga83@mail.ru.
связи с тем, что СН относится к наиболее значимым факторам риска нарушения мозговой гемодинамики, сопровождающимся большим количеством неврологических синдромов, в том числе и повышением судорожной готовности [4, 5].
Известно, что ХСН чаще всего развивается не мгновенно, а носит постепенно прогрессирующий характер и проходит вначале стадию компенсации, а затем декомпенсации. Поэтому можно предположить, что на каждой стадии формирования сердечной дисфункции степень ассоциированности нарушений с изменениями в мозге будет разной. В связи с этим цель настоящего исследования — изучение метаболизма моноаминов мозга у животных с компенсированной и декомпенсированной хронической сердечной недостаточностью, а также влияния прогрессирующей сердечной недостаточности на проявление судорожной готовности.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили на 88 крысах-самцах линии Вистар, массой 180—200 гр. Животные были размещены в виварии по 5 в клетке, при естественных условиях освещения (день приблизительно 8 ч), со свободным доступом воды и пищи. Правила работы с животными и протоколы экспериментов утверждены этической комиссией Мос-
ковского педагогического государственного университета.
Модель сердечной недостаточности. Для исследований использовали доксорубициновую модель, которая, по мнению многих авторов [6, 7], наиболее адекватно воспроизводит СН разной степени тяжести. Кардиотоксический эффект нарастающей дозы доксорубицина [8, 9] сопровождается постепенным увеличением количества поврежденных кардиомиоцитов, снижением сократимости миокарда левого желудочка, его эксцентрическим ремоделированием [6, 7]. Животным внут-рибрюшинно вводили доксорубицин фирмы "Farmohemi" (Нидерланды) в общей кумулятивной дозе 20 мг/кг, разделенной на 5 еженедельных инъекций. Доксорубицин не проходит через гема-тоэнцефалический барьер (ГЭБ). Контрольные животные получали соответствующие дозы физ. раствора. Для выявления компенсированной и де-компенсированной стадий СН каждые три дня с помощью эхокардиографии (эхокардиограф Min-dray M5, датчик 10 МГц, фирмы Mindray, Китай) оценивали скорость кровотока в легочной артерии. Кроме того, с помощью транскраниальной доплерографии определяли мозговой кровоток в базилярной артерии. У этих животных исследовали активность МА-ергических систем.
Активация МА-ергических систем. В отдельной серии исследований животным с компенсированной и декомпенсированной сердечной недостаточностью вводили внутрибрюшинно предшественники синтеза дофамина и серотонина (Мадо-пар-125 и 5-окситриптофан). Мадопар-125 фирмы Hoffmann-La Roche (Швейцария) содержит L-ДОФА, предшественник синтеза ДА, и бенсера-зид, ингибитор периферического декарбоксили-рования L-ДОФА. Бенсеразид не токсичен и даже в больших дозах не проходит ГЭБ. Мадовар-125 вводили в дозе 25 мг/кг (по L-ДОФА) за 1.5 ч до забоя; 5-окситриптофан (5-ОТФ, Serva, ФРГ) вводили в дозе 20 мг/кг за два часа до забоя. В это время происходит максимальное увеличение СТ [10]. Контрольным животным вводили соответствующие объемы физ. раствора.
Определение судорожной готовности. В отдельной серии исследований у животных с КСН и ДСН определяли порог судорожной готовности. Для этих целей с помощью инфузомата (Braun Perfusor Compact, Германия) им внутривенно вводили 1%-ный раствор пентилентетразола (ПТЗ, "Sigma", USA) со скоростью 0.1 мл/мин. Пороговую дозу ПТЗ, при которой появляются клонико-тониче-ские судороги, определяли индивидуально для каждого животного и выражали ее в мг/кг массы тела.
Метод хроматографии. Содержание моноаминов (МА): норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина (СТ) и продукты их дезаминирования —
диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), 5-ок-сииндолилуксусной кислоты (5-ОИУК) определяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с электрохимической детекцией в среднем мозге, где в основном локализованы тела МА-ергических нейронов и структурах головного мозга, получающих данную иннервацию (в вентральном гипоталамусе, гиппокампе и фронтальной коре). Выделенные отделы мозга взвешивали и замораживали в жидком азоте. При исследовании их гомогенизировали в 20-кратном объеме 0.1 N HClO4, содержащем 0.1%-ный калий метабисульфит и внутренний стандарт — 3,4-ди-гидроксибензиламин (ДГБА) ("Sigma", USA), его конечное содержание составляло 20 нг/мл. Гомо-генаты центрифугировали в течение 10 мин при 4°С и 14000 g (центрифуга Biofuge Stratos, Германия), а полученный супернатант фильтровали центрифугированием (микроцентрифуга Micro CA-II, США) через микрофильтры Nylon-66 (диаметр пор 0.2 мкм, США) в течение 5 мин при комнатной температуре и 3000 g. Фильтрат (20 мкл) вводили в ВЭЖХ-систему через инжектор (Rheo-dyne 7725i), снабженный петлей на 20 мкл. Для фракционирования МА использовали обращен-нофазную SIO2 — C18 хроматографическую колонку (150 х 4.6 мм, размер зерен 3 мкм) фирмы "Beck-man" (США) без преколонки. Подвижная фаза: 0.1 М цитратно-фосфатный буфер (pH 3.2), содержащий 0.3 мМ октилсульфата натрия, 0.1 мМ ЭДТА и 8%-ный ацетонитрил. Рабочие растворы стандартов моноаминов (НА, ДА, СТ, ДОФУК, 5-ОИУК) готовили в концентрации 100 нг/мл. Элюцию анализируемых растворов осуществляли со скоростью 0.7 мл/мин с помощью насоса высокого давления HPP — 5001 фирмы "Laboratorni pristroje" (Чехия). Для количественного определения исследованных веществ использовали электрохимический детектор (BAS LC-4b, США). Непосредственно перед анализом и после каждой 15-й пробы в систему вводили смесь стандартов. Содержание эндогенных веществ вычисляли относительно стандартов и выражали в нг/мг ткани. Сбор и обработку хроматографических данных осуществляли с помощью программного обеспечения "МультиХром" версии 1.5 х.
Результаты выражали в виде средних величин ± ± стандартная ошибка среднего (M ± m). Для статистического анализа применяли непарный i-кри-терий Стьюдента. Статистически значимым результатом считали величину p < 0.05. Количество животных в каждой группе указано в таблице и подписях к рисункам.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изменение гемодинамики при КСН и ДСН. Результаты исследования кровотока в легочной артерии животных указывают на то, что после завер-
Пороговые дозы пентилентетразола (мг/кг), вызывающие клонико-тонические судороги при компенсированной и декомпенсированной СН
Воздействие Доза ПТЗ Продолжительность судорог (с) п
общая клоническая фаза тоническая фаза
Контроль 28.94 ± 2.45 11.96 ±1.04 6.19 ± 0.39 5.77 ± 0.45 12
КСН 26.17 ± 2.10 15.42 ± 1.28 8.78 ± 0.62 Р < 0.01 6.64 ± 0.57 10
ДСН 18.27 ± 1.67 Р < 0.01 18.93 ± 1.55 Р < 0.01 10.68 ± 1.02 Р < 0.01 8.25 ± 0.58 Р < 0.01 10
шения введения доксорубицина функциональные показатели гемодинамики сохраняются на контрольном уровне в течение 15 ± 1.27 сут (сердечный выброс — 216 ± 18.71 мл/мин, в контроле — 190 ± ± 16.06 мл/мин; ударный объем — 0.602 ± 0.047 мл, в контроле — 0.664 ± 0.043 мл). В это время поддержание адекватного минутного объема кровообращения происходило за счет увеличения (Р < 0.05) частоты сердечных сокращений на 26% (359 ± ± 27.64 уд/мин, в контроле — 286 ± 17.73 уд/мин). Через 27 сут у 98% животных формируется ДСН, при этом наблюдается устойчивое снижение (на 36%) сердечного выброса (122 ± 10.37, Р < 0.01), обусловленное уменьшением фракции выброса левого желудочка. Кроме того, в этот период выявлена жидкость в перикарде, плевральной
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.