Введение к работе
Актуальность проблемы
С инфарктом миокарда связана значительная доля смертности и инвалидности от заболеваний сердечно-сосудистой системы (Тепляков А.Т., 2003; Лазарева Е.А., 2006). Наиболее эффективным способом восстановления баланса между доставкой и потребностью миокарда в кислороде, с целью ограничения размера зоны некроза при инфаркте миокарда, является быстрая реканализация коронарной артерии и реперфузия миокарда при помощи тромболитической терапии или коронарной ангиопластики со стентированием (Basso C, 2006). Несмотря на очевидные положительные эффекты реперфузии, она сама может вызывать патологические изменения, которые объединяют в термине «реперфузионное повреждение» (Braunwald E, 1985; Kloner R, 1993; Maxwell SRJ, 1997).
Это обуславливает актуальность поиска новых кардиопротекторных препаратов, эффективных и при ишемии с последующей реперфузией. В последнее время большое внимание уделяется производным естественных пептидных систем, в частности, меланокортинам, поскольку такие препараты имеют мало побочных эффектов и потенциально обладают нейро- и кардиопротективными свойствами.
Пептидный препарат Семакс (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro) - искусственный меланокортин, аналог фрагмента 4-7 адренокортикотропного гормона (АКТГ) – Met-Glu-His-Phe, со стабилизирующим фрагментом Pro-Gly-Pro, не обладающий гормональной активностью. В исследованиях на животных показаны ноотропная (пептид улучшает обучаемость животных), антидепрессантная, анксиолитическая и анальгетическая активности Семакса (Пономарева-Степная М.А., 1984; Ашмарин И.П., 1997; Левицкая Н.Г., 2007), что послужило основанием для клинических исследований и последующей рекомендации применения 0,1 % раствора Семакса в клинике в качестве препарата, повышающего эффективность умственного труда в сложных условиях, а также при лечении интеллектуально-мнестических расстройств различного генеза.
Известно нейропротекторное действие Семакса, он широко используется в клинической практике в терапии ишемического инсульта (Гусев Е.И., 1999). Показано, что он снижает выброс про- (IL-1, IL-8) и повышает, - противовоспалительных (IL-10 и TGF-1) цитокинов, ослабляя, тем самым, интенсивность воспалительной реакции (Скворцова В.И.,1999; Гусев Е.И., 2001). Пептид может снижать выраженность окислительного стресса: показано, что Семакс in vitro подавляет дыхательный взрыв нейтрофилов человека (Асташкин Е.И., 2001). Применение Семакса (в суммарной дозе 0,3 мг/кг внутрибрюшинно через 15 мин и 2 часа после начала эпизода ишемии) полностью предупреждало усиление генерации оксида азота в коре мозга крыс через 4 часа после двусторонней окклюзии общих сонных артерий, при этом наблюдалось значительное ослабление неврологической симптоматики (Фадюкова О.Е., 2001). Описанные эффекты препарата дают основания предполагать его кардиопротекторное действие, учитывая общность патофизиологических механизмов гибели клеток при ишемическом повреждении мозга и сердца, однако влияние пептида на состояние миокарда после инфаркта изучено мало.
В предыдущих работах нашей лаборатории было показано наличие кардиопротекторного эффекта у пептида Семакс, примененного в острую стадию инфаркта миокарда (Гаврилова С.А., 2008). Данная работа посвящена исследованию механизмов кардиопротекторного действия пептидного препарата Семакс.
Цель исследования
Изучить кардиопротекторное действие пептида Семакс в экспериментальных моделях инфаркта миокарда у крыс и оценить возможность его влияния через симпатический отдел вегетативной нервной системы.
Задачи исследования
-
Оценить размер зоны поражения и рубца на 3-и и на 28-е сутки экспериментального инфаркта миокарда при необратимой ишемии и ишемии-реперфузии, определить влияние Семакса на эти параметры
-
Определить влияние Семакса на светооптическом уровне на степень повреждения кардиомиоцитов, частоту контрактур, выраженность кровоизлияний и количество немиоцитарных клеток, особенно в неишемизированном миокарде, через 3 суток после ишемии и ишемии-реперфузии
-
Изучить изменения ультраструктуры кардиомиоцитов под действием Семакса через 3 суток после моделирования инфаркта миокарда
-
Оценить влияние Семакса на уровень апоптоза кардиомиоцитов у крыс на 3 сутки инфаркта при необратимой ишемии и ишемии-реперфузии миокарда
-
Изучить влияние Семакса на гемодинамику у крыс в покое и при фармакологической стимуляции сердца 1-адреномиметиком добутамином на 3 сутки инфаркта миокарда при необратимой ишемии и ишемии-реперфузии
-
Оценить динамику изменений концентрации катехоламинов плазмы крови под действием Семакса на 1-е и на 28-е сутки развития экспериментального инфаркта миокарда
-
Исследовать изменение плотности адренэргических сплетений в сердце крыс по флуоресценции комплекса катехоламинов с глиоксиловой кислотой в отставленный постинфарктный период (28 суток) и влияние Семакса на этот показатель.
Научная новизна исследования
На основании экспериментального морфологического, морфометрического, функционального исследования установлено, что при развитии инфаркта миокарда у крыс пептидный препарат Семакс оказывает кардиопротекторное действие. В работе показано уменьшение количества межмитохондриальных контактов межмиофибриллярного пула митохондрий кардиомиоцитов на 3 сутки инфаркта миокарда в результате введения Семакса в острую стадию заболевания. Установлено, что Семакс уменьшает уровень апоптоза кардиомиоцитов в постинфарктном периоде в моделях необратимой ишемии и ишемии-реперфузии.
На модели ишемии-реперфузии показано увеличение плотности симпатической иннервации миокарда после инфаркта в области межжелудочковой перегородки и уменьшение ее под действием препарата. На 1 сутки инфаркта миокарда в модели ишемии-реперфузии обнаружено снижение повышенной концентрации норадреналина в плазме крови крыс на фоне введения пептида Семакс.
На модели необратимой ишемии через 3 суток после окклюзии коронарной артерии показано усиление 1-опосредованного ответа на инфузию добутамина, уменьшение числа сердечных сокращений и конечнодиастолического давления в левом желудочке после введения Семакса.
Научно-практическая значимость
Полученные экспериментальные данные о кардиопротекторном эффекте Семакса открывают перспективу расширения области применения данного препарата в качестве кардиопротекторного средства в острую фазу инфаркта миокарда для улучшения функционального состояния сердечной мышцы и уменьшения апоптотической гибели кардиомиоцитов в постинфарктном периоде. Экспериментальные и методические подходы к оценке патофизиологических и морфологических особенностей влияния Семакса на динамику развития инфаркта миокарда могут применяться для оценки эффективности других кардиопротекторных средств.
Внедрение результатов исследования
Результаты работы используются при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедре физиологии и общей патологии факультета фундаментальной медицины Московского Государственного Университета имени М.В. Ломоносова.
Апробация материалов диссертации
Основные результаты диссертационной работы были доложены на XV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2009); XVI межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2010); научной конференции "Физиологическая активность регуляторных пептидов" (Москва, 2010); VIII Всероссийской конференции по патологии клетки (Москва, 2010); заседании кафедры физиологии и общей патологии факультета Фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова VII (Москва, 2010); съезде Казахского Физиологического общества с международным участием «Современная физиология: от клеточно-молекулярной до интегративной – основа здоровья и долголетия», посвященном 100-летию академиков АН КазССР Н.У. Базановой и Ф.М. Мухамедгалиева (Алматы, 2011); Российском Национальном конгрессе кардиологов (Москва, 2011); на V Всероссийской школе с международным участием «Физиология кровообращения» (Москва, 2012).
Публикации по теме диссертации
Основные положения диссертации отражены в 10 публикациях, из них – 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации
Материалы диссертации изложены на 173 страницах. Диссертация содержит следующие основные разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение, выводы и список литературы. Список цитированной литературы включает 33 работы на русском языке и 193 на иностранных языках (всего 226 источников). Работа проиллюстрирована 40 рисунками и 7 таблицами.
