ОНТОГЕНЕЗ, 2013, том 44, № 6, с. 396-402
ФИЗИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ =
УДК 612.17
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АДРЕНО- И ПУРИНОРЕЦЕПТОРОВ В РЕГУЛЯЦИИ СОКРАТИМОСТИ МИОКАРДА КРЫС
В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ © 2013 г. Т. А. Аникина, А. А. Зверев, Ф. Г. Ситдиков, И. Н. Анисимова
Казанский (Приволжский) федеральный университет 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18 E-mail: Alekcei5@rambler.ru Поступила в редакцию 26.04.12 г. Окончательный вариант получен 28.12.12 г.
Агонист бета адренорецепторов изопротеренол и агонист пуринорецепторов 2-метилтио-АТФ оказывают положительное влияние на силу сокращения миокарда и проявляют разную эффективность в зависимости от возраста животных. Максимальный инотропный эффект агонистов на сократимость миокарда желудочков наблюдается у 21-суточных крысят. При изучении совместного влияния изопротеренола и 2-метилтио-АТФ выявлено, что у животных 21-суточного возраста при повышении симпатических регуляторных влияний на сердце, на фоне высокой функциональной активности Р-адренорецепторов и Р2Х-рецепторов сердца совместное влияние агонистов приводит к развитию дополняющего друг друга эффекта в увеличении сократимости миокарда.
Ключевые слова: Р2-пуринорецепторы, адренорецепторы, миокард, сократимость, онтогенез, АТФ.
Б01: 10.7868/80475145013060025
Недавно установленные функции внеклеточной АТФ как трансмиттера и котрансмиттера, регулирующего разнообразные функции организма, в настоящее время находят все новые подтверждения и общее признание. Сегодня трудно найти клетку, в которой нет рецепторов для внеклеточной АТФ. В начале 70-х годов было установлено, что АТФ выделяется из нервных окончаний и взаимодействуют с пуриновыми рецепторами, обнаруженными во многих органах и тканях, в том числе сердечной мышце. Свое влияние АТФ реализуют через ионотропные Р2Х и метаботропные Р2У-рецепторы. Разнообразие пуринорецепторов так велико, что оно превышает все подтипы рецепторов для классических гормонов и нейромедиаторов. Влияние АТФ может быть реализовано как ее прямым влиянием на кардиомиоциты, так и изменением активности регуляторных каналов сердца. Известно, что АТФ находится в везикулах вместе с классическими медиаторами: ацетилхолином или норадренали-ном и участвует в передаче нервных импульсов, выполняя функции контрансмиттера (Яа1еу1к, БшгпзЬск, 1991; А. Ре11е§ е! а1., 1997; О. БшгпзЬск е! а1., 2006, 2009).
В сердечно-сосудистой системе Р2-пурино-цепторы присутствуют на поверхности кардио-миоцитов предсердий, желудочков, проводящей
системы сердца, в эндотелии и гладкомышечных клетках стенок сосудов. Методами иммуногисто-химии и полимеразно-цепной реакции с обратной транскрипцией показано присутствие Р2Х2, Р2Х5 подтипов ионотропных Р2-рецепторов на сарколемме кардиомиоцитов, Р2Х1 и Р2Х3 подтипов вблизи синаптических контактов нейронов с кардиомиоцитами (M. Hansen et al., 1999), Р2ХЬ Р2Х2, Р2Х4 — пуринорецепторов в предсердиях и желудочках (G. Vassort, 2001). А также P2Y12,4,6,11,1314 подтипов рецепторов в целом сердце, на кардиомиоцитах (Webb et al., 1996; G. Vissort, 2001; Burnstock, 2009), сердечных мио-фибробластах (G. Vassort, 2001; Burnstock, 2009; Talasila et al., 2009); эндотелии и гладкомышечных стенках сосудов (Wang et al., 2002). Экспрессия Р2Y-рецепторов в миокарде меняется в онтогенезе и усиливается для P2Y1 2 6-подтипа рецепторов (Webb et al., 1996).
Положительные хронотропные и инотропные влияния экзогенной АТФ реализуются при участии Р2Х-рецепторов через кальций-зависимый механизм. Возбуждение Р2Х-рецепторов приводит к активации неселективных катионных каналов с преобладанием проницаемости для ионов кальция. Вызванная деполяризация клеточной мембраны приводит к дополнительному току Са2+ внутрь клетки через потенциал-зависимые
кальциевые каналы L-типа и дополнительному поступлению кальция из саркоплазматического ретикулума. Свободный кальций саркоплазмы соединяется с регуляторным белком тропони-ном, увеличивая образование актомиозиновых комплексов, запуская сократительный ответ. В ряде работ показана значительная роль внеклеточной АТФ в появлении кальциевых токов и развитии потенциала действия в клетках синусно-предсердного узла (F. Scamps, G. Vassort, 1990; A. Christie, 1992; Y. Qi and Y. Kwan, 1996). Большая часть Р2У-рецепторов (Р2У124,6,11) связаны с Gq/п-белком, который активирует фосфолипазу С с образованием инозитолфосфата, увеличением Са2+ в клетке и последующим увеличением силы сокращения миокарда (Abbracchio et al., 2006; Talasila et al., 2009).
Исследования подтверждают наличие совместной секреции норадреналина, ацетилхолина и АТФ из симпатических и парасимпатических нервов и способность АТФ модулировать нервную передачу в сердце, увеличивая или ослабляя эффекты, производимые классическими медиаторами (S. Ennion 2000; C. Sesti et al., 2002; S. Boehm et al., 2002; Burnstock, 2006). Онтогенетический аспект пуринергической регуляции сердца практически не изучен и рассматривался только на взрослых организмах и в период их неонатально-го развития (Webb et al., 1996; Bogdanov et al., 1998; Hansen et al., 1999; Cheung et al., 2003). Можно предположить, что на ранних этапах постнаталь-ного онтогенеза, в условиях незрелости симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на сердце, его рецепторного аппарата, возможны разные механизмы влияния АТФ на эффекты основных медиаторов.
Становление парасимпатических и симпатических влияний на сердце в постнатальном онтогенезе происходит постепенно: раньше обнаруживаются холинергические и позже, например, к концу 3-й недели у крыс, адренергические регу-ляторные влияния (Ф.Г. Ситдиков, Т.Л. Зефиров, 2006). По другим данным становление симпатической регуляции сердца у крыс продолжается с 3 по 6 неделю (S. Rockson et al., 1981; R. Xiao et al., 1995). Однако сердце имеет возможность адекватного реагирования и при незрелости этих механизмов регуляции. В связи с эти необходимы механизмы, которые могли бы компенсировать недостаточность симпатической регуляции сердца.
В жизненном цикле крыс от рождения до 100-суточного возраста осуществляются значительные структурно-функциональные и регуля-торные изменения сердечно-сосудистой системы, происходит созревание рецепторного аппарата сердца, перестраиваются симпато-адреналовая и эндокринная системы. В своих экспериментах мы придерживались общепринятой в настоящее время классификации постнатального развития бе-
лых лабораторных крыс (И.П. Западнюк и др., 1983). Крысы в возрасте 14-, 21-, 100-суток соответствуют среднемолочному, молочному и половозрелому периодам развития и имеют разную степень зрелости и активности регуляторных влияний на сердце. У 14-суточных крысят симпатическая иннервация сердца еще не сформирована. Для этого возраста характерно ее минимальное присутствие в сердце. 21-суточные крысята характеризуются повышением активности симпатической нервной системы. У 21- и 28-суточ-ных животных зафиксированы максимальные значения ЧСС (Т. А. Аникина, Г.А. Билалова 2004; Т.Л. Зефиров, Ф.Г. Ситдиков, 2006). С 21 по 30 день постнатального развития крыс установлены максимальные среднесуточные приросты массы сердца (Р.Р. Нигматуллина, 1991). При таком подходе, на наш взгляд, удается охватить основные периоды развития крыс и проследить формирование регуляции сердечной деятельности в разные этапы постнатального онтогенеза.
Целью исследования является изучение совместного влияния агонистов адрено- и пуриноре-цепторов на сократимость миокарда крыс 14-, 21-и 100-суточного возраста.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты проводили на 238 белых лабораторных крысах 14-, 21- и 100-дневного возраста в соответствии с "Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных". Наркотизировали животных 25%-ным раствором уретана из расчета 1.2 г/кг массы тела. Регистрировали амплитуду изометрического сокращения полосок миокарда на установке "PowerLab" с программным обеспечением "Chart 5.0" препарат фиксировали вертикально одним концом к датчику силы MLT 050/D, другим — к точке опоры, затем каждый препарат погружали в отдельный резервуар объемом 10 мл, в который подавался рабочий раствор Кребса следующего состава: (в мМ) NaCl - 133, KCl - 4.7, MgCl2 - 0.6, NaH2PO4 - 1.35, CaCl2 - 2.5, глюкоза - 7,8 и карбоген (95% О2 и 5% СО2). Для поддержания рН в пределах 7.35-7.40 в раствор добавляли основной и кислотный буферы Trizma ("Sigma"). Препараты стимулировали через платиновые электроды. В качестве агонистов Р2Х и Р2Y1-рецепторов использовали 2-метилтио-АТФ (2-м-АТФ), а В12-адренорецепторов изопротере-нол. Регистрировали амплитуду сокращения полосок миокарда предсердий и желудочков и рассчитывали реакцию силы сокращения в ответ на действие агонистов в абсолютных значениях и в процентах от исходного. За 100%, принимали исходные сокращения полосок миокарда, относительно них рассчитывали влияние используемых фармакологических агентов.
Сократимость миокарда 14-100-сут крыс при действии изопротеренола разных концентраций
Возраст (n ) Концентрация Сила сокращения (в % от исх.)
предсердия желудочки
14 суток (n = 4) (n = 10) (n = 4) Изопротеренол 10-4 М Изопротеренол 10-3 М Изопротеренол 10-2 М 103.6 ± 3.9* 222.5 ± 9.4* 162.1 ± 10.2* 102.1 ± 3.7* 196.9 ± 25.5* 156.6 ± 23.1*
21 сутки (n = 10) (n = 10) (n = 10) Изопротеренол 10-13 М Изопротеренол 10-12 М Изопротеренол 10-11 М 106.3 ± 5.8* 143.9 ± 4.7* 156.2 ± 5.9* 107.1 ± 7.2* 129.3 ± 1.9* 136.6 ± 3.7*
56 суток (n = 10) (n = 10) (n = 10) Изопротеренол 10-12 М Изопротеренол 10-11 М Изопротеренол 10-10 М 103.4 ± 5.4 140.8 ± 14.6* 158.0 ± 10.2* 104.7 ± 6.8 151.4 ± 9.0 163.0 ± 13.1
100 суток (n = 10) (n = 10) (n = 10) Изопротеренол 10-7 М Изопротеренол 10-6 М Изопротеренол 10-5 М 101.3 ± 3.7 123.1 ± 3.2* 122.6 ± 4.1* 102.6 ± 4.2 154.6 ± 6.7* 154.2 ± 6.7*
Примечание. * — достоверность по сравнению с исходным значением:р < 0.05, ** — достоверность по сравнению с исходным значением: р < 0.01.
Для определения модулирующего влияния 2-м-АТФ на эффект изопротеренола записывали контрольное действие изопротеренола в течение 20 мин. Затем полоски отмывали и записывал
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.