ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2009, № 4, с. 423-432
ФИЗИОЛОГИЯ животных ^^^^^^^^^^ И ЧЕЛОВЕКА
УДК 616.001.16-092.17.
ВЛИЯНИЕ АКТИВАЦИИ ц-, кг, 5Г, 52- И ÜRLi-РЕЦЕПТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СЕРДЦА К ПАТОГЕННОМУ ДЕЙСТВИЮ ДЛИТЕЛЬНОЙ ИШЕМИИ И РЕПЕРФУЗИИ
© 2009 г. Ю. Б. Лишманов*, Л. Н. Маслов*, Е. И. Барзах*, А. В. Крылатов*, П. Р. Олтджен**, С. А. Броун**, М. Говиндашвами**
*Научно-исследователъский институт кардиологии СО РАМН, 634012 Томск, ул. Киевская, 111 **Университет Кентукки, 40511 Кентукки, Лексингтон, США E-mail: maslov@cardio.tsu.ru Поступила в редакцию 03.07.2008 г.
Исследовали влияние активации различных субтипов опиоидных рецепторов (ОР) на устойчивость сердца к ишемии и реперфузии in vivo у крыс. Установлено, что введение селективного агониста 52-ОР дельторфина II уменьшало соотношение зона инфаркта/зона риска (ЗИ/ЗР) на 23%. Налтрексон, не проникающий через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) ингибитор ОР налоксона метиодид, 52-анта-гонист налтрибен устраняли кардиопротекторный эффект дельторфина II, а 5х-антагонист BNTX не влиял на кардиопротекторное действие 52-агониста. Противоинфарктный эффект дельторфина II был устранен с помощью введения ингибитора протеинкиназы С (ПКС) хелеритрина, ингибитора КАТФ-кана-лов глибенкламида, блокатора митохондриальных КАТФ-каналов 5-гидроксидеканоата. Введение других опиоидов не уменьшало соотношение ЗИ/ЗР. Было установлено, что все дельторфины проявляют антиаритмические свойства. Другие опиоиды не оказывали эффекта на частоту возникновения аритмий. Антиаритмический эффект дельторфина II был устранен с помощью предварительного введения налтрексона, налоксона метиодида, налтрибена, а BNTX не влиял на антиаритмическое действие 52-агониста. Предварительное введение ингибитора ПКС хелеритрина устраняло антиаритмический эффект 52-агониста. Однако глибенкламид и 5-гидроксидеканоат не изменяли антиаритмический эффект дельторфина II. Следовательно, активация периферических 52-ОР уменьшает размер инфаркта и предупреждает появление аритмий. Противоинфарктный эффект стимуляции 52-ОР опосредован через активацию ПКС и открытие митохондриальных КАТФ-каналов. ПКС участвует в антиаритмическом эффекте 52-ОР активации, но этот эффект не зависит от состояния КАТФ-каналов.
Изучением опиоидных рецепторов (ОР) исследователи занимаются уже более 30 лет. Идентифицированы представители четырех типов ОР (ц-, кг, 5Г, 52- и ORLj), установлена их молекулярная структура и определена локализация в организме (Маслов, Лишманов 1991; Dhawan et al., 1996; Маслов, 2005). Рецепторы ц-типа в пределах сердечнососудистой системы выявлены только в эндоте-лиоцитах коронарных сосудов (Cadet et al., 2000). Присутствие 5- и к-ОР в кардиомиоцитах также является доказанным фактом (Ventura et al., 1989; Jin et al., 1995). Сравнительно недавно в миокарде обнаружен и четвертый тип ОР, который принято обозначать аббревиатурой "ORL1" - opioid receptor like (Dumont, Lemaire, 1998; Kim et al, 2002).
Долгое время роль ОР в регуляции функционального состояния миокарда оставалась неизвестной. Ситуация изменилась в 1996 г., когда было показано, что неселективный агонист ц-ОР морфин может имитировать феномен ишемиче-ского прекондиционирования как in vivo (Schultz et al., 1996), так и на изолированном перфузируе-
мом сердце (Miki et al., 1998). Однако исследователи не смогли добиться аналогичного кардиопротек-торного эффекта при использовании селективного ц-агониста DAMGO ([D-Ala2,N-Me-Phe4,Gly-ol5] эн-кефалина) (Schultz et al., 1998a). Более того, в 1997 г. Шультц с соавт. (Schultz et al., 1997b) продемонстрировали, что морфин-индуцированная кардиопро-текция опосредуется через стимуляцию 5-опиоид-ных рецепторов. Однако некоторые исследователи не обнаружили у морфина кардиопротекторных эффектов (Coles et al., 2003), а Маркиевич с соавт. (Markiewicz et al, 1982) установили факт увеличения размера инфаркта под влиянием морфина. В 1998 г. ученые из группы проф. Г. Гросса получили данные о том, что селективный 5гагонист TAN-67 in vivo способен индуцировать усиление устойчивости сердца к действию ишемии-репер-фузии за счет специфической оккупации 5гОР (Schultz et al., 1998b). Такасаки с соавт. (Takasaki et al., 1999) продемонстрировали, что после стимуляции 5-опиоидных рецепторов с помощью неселективного пептидного агониста 5-ОР мет-энке-
фалина заметно увеличивается резистентность изолированных кардиомиоцитов кролика к гипо-ксии-реоксигенации. Сходный эффект in vivo был обнаружен при использовании селективных S-аго-нистов BW373U86, SNC-8G и SNC-121 (Patel et al, 2GG2a, 2GG2b; Peart et al, 2GG3). Oднaкo есть данные о том, что агонист S-OP DADLE не влияет на толерантность сердца к действию ишемии-реперфузии (Sigg et al, 2GG2).
Данные об участии к-рецепторов в регуляции толерантности сердца к ишемии-реперфузии противоречивы: существуют данные о важной роли к-рецепторов в реализации ишемического прекон-диционирования (Wang et al., 2GG1), но есть сведения и о том, что указанные рецепторы не участвуют в этом процессе (Schultz et al., 1998a). Установлено, что стимуляция к-OP как in vivo (Peart et al, 2GG4), так и in vitro (Wu et al., 1999; Wang et al, 2GG1; Ho et al., 2GG2; Cao et al., 2GG3) способствует повышению толерантности клеток сердца к ишемии (аноксии) и реперфузии (реоксигенации). Oднaкo в некоторых публикациях указывается на усугубление ишемических и реперфузионных повреждений кардиомиоцитов на фоне стимуляции к-OP in vitro (Aitchison et al., 2GGG) и in vivo (Coles et al., 2GG3).
Цель работы - оценить роль ц-, кг, 8r, S2- и ORLj-рецепторов в механизмах формирования устойчивости сердца к действию ишемии и ре-перфузии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Влияние агонистов OP на резистентность сердца к ишемии-реперфузии изучали в экспериментах in vivo на крысах-самцах линии Вистар массой 25G-35G г. Животных наркотизировали с помощью внутрибрюшинного введения а-хлоралозы (Sigma-Aldrich, США) в дозе 5G мг/кг, после чего выполняли трахеотомию и интубацию трахеи с помощью канюли, связанной с аппаратом искусственной вентиляции легких (PO-6, Красногвардеец, СССТ). Искусственную вентиляцию осуществляли комнатным воздухом. Препараты и физиологический раствор вводили в бедренную вену. Коро-нароокклюзию, реперфузию сердца и окраску миокарда осуществляли по методу, предложенному Шультц с соавт. (Schultz et al., 1997a, 1997c): после левосторонней торакотомии в пятом межребе-рье осуществляли перикардиотомию, ориентируясь на левое предсердие, и накладывали лигатуру на 1-2 мм ниже ушка левого предсердия. Концы лигатуры проводили через полипропиленовую трубку (длина - 1 мм, внешний диаметр - 1.5 мм) и затягивали. Подъем сегмента ST на электрокардиограмме (ЭКГ) рассматривали в качестве маркера острой ишемии миокарда. Продолжительность
коронароокклюзии составляла 45 мин. Реперфу-зию продолжительностью 2 ч проводили, ослабляя узел лигатуры.
На заключительном этапе эксперимента коронарную артерию вновь перевязывали и определяли зону риска (зона ишемии) с помощью внутривенного введения крысам красителя патентованный голубой фиалковый (Sigma-Aldrich, США) (150 мкл 10%-ного раствора), который окрашивал только нормально перфузируемые участки миокарда. Краситель вводили медленно в течение 20-30 с. Через 1-1.5 мин после инъекции выделяли сердце и иссекали левый желудочек, разрезая его на пять поперечных срезов толщиной 1-1.5 мм. Это позволяло отделить окрашенный (интактный) миокард от ишемизированного (зона риска). Зона риска (ЗР) иссекали, помещали в 0.1%-ный раствор голубого нитротетразолия (Sigma-Aldrich, США) хлорида в 100 мМ фосфатном буфере (pH 7.4) и инкубировали 15 мин при 37°C. Инфарцированный миокард отделяли от ЗР. Размер зоны инфаркта (ЗИ) и ЗР определяли гравиметрически, после чего рассчитывали соотношение ЗИ/ЗР. Кроме того, определяли соотношение зоны риска к массе левого желудочка для исключения эффектов опиоидов на коллатеральное кровообращение.
В процессе ишемии и первых 10 мин реперфузии непрерывно записывали ЭКГ с помощью компьютеризированного усилителя потенциалов УБФ4-03 (Россия). Согласно Рассел с соавт. (Russell et al., 1984) аритмогенез нарушений сердечного ритма в первые 10 мин коронароокклюзии отличается от механизма развития аритмий в более позднюю фазу ишемии. По этой причине мы анализировали раздельно частоту желудочковых аритмий в первые 10 мин ишемии (фаза 1а), последующие 35 мин (фаза 1b), а также в первые 10 мин реперфузии.
Из общего числа крыс нами были сформированы четыре основные группы, в которых исследовали: (1) эффект одного из агонистов ОР; (2) влияние одного из антагонистов ОР; (3) результат совместного введения антагониста и агониста ОР; (4) воздействие агониста ОР на фоне одного из ингибиторов (хелеритрин, глибенкламид, 5-гидрокси-деканоат). Введение физиологического раствора использовали в качестве контроля. В работе мы применяли только селективные агонисты ОР, которые вводили внутривенно болюсом за 15 мин до начала ишемии, антагонисты вводили за 25 мин до коронароокклюзии. При выборе дозы пептидных агонистов ОР руководствовались результатами наших предварительных экспериментов с опиоид-ным пептидом даларгином (H-Tyr-D-Ala-Gly-Phe-Leu-Arg-OH), который проявлял антифибрилля-торные свойства в дозе 150 нМ/кг (Maslov, Lish-manov, 1991, 1993), данными наших экспериментов
с другими лигандами ОР (Lishmanov et al., 1998; Maslov et al., 2003), а также литературными сведениями (Schultz et al., 1998a, 1998b). По вышеуказанным соображениям все опиоидные пептиды, за исключением ноцицептина (орфанин FQ), использовали в дозе 150 нМ/кг.
Руководствуясь этим принципом мы вводили ц-агонисты DAMGO (Multiple Peptide Systems, США) (Emmerson et al, 1994) и дерморфин Н (Tyr-D-Ala-Phe-Asp-Val-Val-Gly-NH2) (Bachem Bioscience Inc., США) (Varga et al., 1996) в дозах 0.075 и 0.23 мг/кг соответственно. Агонист 5х-рецепторов DPDPE (Multiple Peptide Systems) (Delay-Goyet et al., 1985; Dhawan et al., 1996) применяли в дозе 0.09 мг/кг, а 52-агонист дельторфин II (Tyr-D-Ala-Phe-Glu-Val-Val-Gly-NH2) (Multiple Peptide Systems) (Mattia et
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.