Введение к работе
тьнооть теми. Регуляция циклическими нуклеотидами многих
реакций метаболизма определяет особую значимость нарушений их об
мена в возникновении патологических состояний. ,
Изменеіше скорости синтеза и распада цАШ характеризует ряд патологических и функциональных расстройств, причем эти нарушения приводят к изменению чувствительности клетки и ткани к гормональным влияниям, что в свою очередь может лежать в осноеє или углублять развитие таких заболеваний, как атеросклероз, гипертоническая болезнь, аллергические болезни и т.д. С этой точки зрения воспалительные поражения миокарда являются мало изученными заболеваниями.
Молекулярной основой патогенеза нарушения метаболизма миокарда могут быть увеличение или уменьшение активности и содержания ферментов синтеза и распада цАШ - аденилатциклазы (АЦ) и фосфоди-эстеразы (ФДЭ), а также нарушение взаимодействия их компонентов.
Регуляция активности АЦ сердца осуществляется катехоламинами, гистамином, глюкагоном. Действие гормонов воспринимаете;! посредством специфических рецепторов.
Показано, что для проявления гормональной активации АЦ необходимы гуаниловые нуклеотиды, действие которых на АЦ опосредует мембранный белок - >ґ-белок (Воейков, 1384; 'Pfeuffer , 1979;
Oilman , 1985 ; Bennett 1984 , 1935), в отсутствии которого АЦ ли шается активности.
Показано, что *f-белок является ПФазой, функционирующей сопряженно С АЦ (Cassel and Selinper, 197-8; Bennett , 1985). В присутствии ГГФ v>/-белок образует комплекс с каталитическим компонентом АЦ, что приводит к переходу АЦ из неактивного в активное состояние (Ткачук, 1931, 1983; КойЪеП et al., 1980).
Чувствительность клетки к гормонам и другим биологически активнім соединениям определяется сродством рецептора мембраны к соответствующему эффектору, содержанием рецепторов в' мембране и степенью сопряженности рецептора с АЦ (Ткачук; 1981; Смирнова и др., 1Э87; UmMrd , 1977, 1980).
Б функционировании аденилатциклазного комплекса важную роль играют ионы кальция, действие которых связано с функционированием калъмодулина (Авдонин и др., Ї984; Ыпса et al., 1977; Walsh et al., 1978). Изучение участия Ca + и калъмодулина в гормональной регуляции приобретает большой интерес в связи с данными-(Мкке-
. . ' 4
ладэе, IS83; Gnegy , 1976, 1977), согласно которым выход из мембраны кальмодулина сопровоидаетоя изменением способности АЦ активизироваться катохоламином.
Гидролиз цАМФ до нуклеотидмонофосфата осуществляется фосфоди-зстеразой. Среди регуляторов активности ФДЭ особое место занимает кальмодулин, с посредством которого происходит Са -зависимая актива.-ішя фермента (Королева и др., 1979; Микеладзе, 1983). Формы фермента, различавшиеся чувствительностью к Са -зависимому регулятору, выделены из сердца (Ткачук и др., 1970; Королева и др., 1979). Показано, что формы фермента могут переходить друг в друга ( Pichara et al. , 1976, 1977; Wallace et al. , 1978).
Приведенные данные свидетельствуют, что выяснение механизмов нарушения функционирования аденилатциклазного комплекса и регуляции его активности, а также характер активации ФДЭ при токсико-аллерги-ческом миокардите (ТАМ) является важной частью более широкой проблемы - вьшснения молекулярных механизмов регулящш метаболизма циклических нуклеотидов в нормальном сердце и при его недостаточности.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение активности и регуляторних свойств ферментов аденилатциклаз-ной системы сердца при ТАМ трех- и десятидневной продолжительности. На примере нонахлазина и оксифедрина исследовалась целесообразность применения бета-адреностнмуляторов для'нормализации уровня цАМ в .сердце при ТЖ.
Б работе были поставлены следующие задачи:
-
Определить базальную и фтор-стимулированную активность АЦ и сравнить активирующее действие катехоламинов, гистамина и глюка-гона на фермент. Выяснить влияние изопротеренола, ГТФ и его негид-ролизуемого аналога - rpp(J/H)p на активность АЦ. Исследовать количество и кинетические свойства бета-адренорецепторов. Определить содержание цАМ& и активность протеинкиназы (ПК) фрагментированного саркоплазматического ретикулума (ФСР).
-
Изучить характер регуляции активности АЦ и ФДЭ ионами кальция и кальмодулином. Исследовать влияние нонахлазина и оксифедрина на активность АЦ и ФДЭ. Выяснить роль нонахлазина и оксифедрина в регуляции активности гормонстимулируемой АЦ.
Научная новизна работы. Впервые показано уменьшение базальной активности АЦ и десенситизация фермента к катехоламинам при ТАМ трех- и десятидневной продолжительности. Выявлено увеличение максимального числа участков связывания бета-адренорецепторов мембран без изменения их сродства. Установлено, что понижение, чувствитель-
ности АЦ к катехоламинам опосредовано изменением функциональных свойств sii -белка. Понижение активации АЦ в присутствии Са + и увеличение ее под влиянием экзогенного кальмодулина связано с уменьшением содержания кальмодулина в плазматических мембранах сердца при ТАМ. Показано, что изменение характера влияния Са + на активность &ЦЭ опосредовано изменением содержания формы ФДЭ, чувствительной к Са +-кальмодулину. Установлено, что нонахжзин и ок-сифедрин, изменяя активность и регуляторные свойства АЦ и ФДЭ, способствуют нормализации уровня цАМФ в сердце яри ТАМ.
Практическое значение работы. Проведенное исследование расширяет представление о механизме регуляции содержания цАМФ в миокарде при сердечной недостаточности. Поскольку действие многих лекарственных препаратов опосредуется их влиянием на активность ферментов аденилатциклазной системы, данные, полученные по исследованию влияния нонахлазина и оксифедрина на активность аденилатциклазы и фосфодиэстеразы, могут послужить основой для создания терапевтических средств, осуществляющих свои эффекты посредством модификации обмена циклических нуклеотвдов.
Аїїробация работы. Результаты исследования доложены ка Республиканской научной конференции молодых медиков (Бакуриани, 1983), I республиканской конферощии на тому "Биологические мембраны в норма и патологии" (Кутаиси, 1983), на заседании Общества медицинских биофизиков (Тбилиси, 1984), на У Всесоюзной конференции по биохимии мышц (Тбилиси, 1985).
Публикации. По теме диссертации опубликованы шесть работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания методов и объектов исследования, изложения получении результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы (63 отечественных и 127 иностранных источников). Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, иллюстрирована 9 рисунками и I? таблицами.
