Введение к работе
Актуальность работы. Актуальной проблемой современной кардиологии, патофизиологии и фармакологии является защита сердца от ишемических и реперфузионных повреждений, поскольку главной причиной смерти при ИБС является острый инфаркт миокарда (ОИМ) [Калинина А.М. и др., 1996; Сыркин А.С., 2003]. Такое положение дел связано с тем, что меры профилактики и лечения этой патологии несовершенны. Единственным эффективным методом лечения ОИМ является возобновление коронарного кровотока ишемизированного участка сердца (тромболизис, стентирование, коронарное шунтирование), которое, к сожалению, приводит к развитию реперфузионного синдрома. Лекарственных средств, способных радикально повысить устойчивость кардиомиоцитов к действию ишемии-реперфузии, в настоящее время не существует. Причиной подобного положения дел является ограниченность наших знаний о внутриклеточных сигнальных механизмах, регулирующих устойчивость кардиомиоцитов к патогенному действию ишемии-реперфузии. В связи с этим, весьма актуален поиск новых кардиопротекторных препаратов, способных эффективно предупреждать развитие ишемических и реперфузионных повреждений. После открытия феномена ишемического прекондиционирования [Jennings R.B., 1997; Murry C.E. et al., 1986; 1990], в кардиологии получило развитие новое направление, суть которого заключается в стимуляции эндогенных защитных механизмов при ишемии и реперфузии сердца. Суть названного феномена заключается в повышении толерантности сердца к патогенному действию длительной ишемии после нескольких предварительных сеансов кратковременной ишемии и реперфузии. Основными проявлениями ишемического прекондиционирования (ИП) являются: а) ограничение зоны инфаркта [Гурин А.В. и др., 1997; Каган-Пономарев М.Я., 1998; Кузнецов В.А., и Тодосийчук В.В., 1998; Литвицкий П.Ф., 1994; Сидоренко Г.И. и др., 1997; Хаткевич А.Н. и др. 1998; Bains C.P. et al., 1999; Downey J.M. и Cohen V., 1995; Jennings R.B. и Reimer K.A., 1997; Kloner R.A. и Jennings R.B., 2001; Post H. и Heusch G., 2002; Schultz J.E.J. et al., 2001; Van Winkle D.W. et al., 2001]; б) быстрое восстановление сократимости при реперфузии [Коркина О.В. и др. 2001; Писаренко О.И. и др., 1997; Cave A.C. 1992; Laurikka J. et al., 2002; Pantos C.I. et al., 1999; Takano H. et al., 2000; Tang X.L., 2002]; в) снижение выраженности ишемических и реперфузионных нарушений ритма сердца [Edwards R.J. et al., 2002; Kolar F.и Parratt J.R., 1997; Lawson C.S. et al., 1993; Okruhlicova L., 1999; 2000; Sakamoto J. et al., 1999; Zhu J. Zhu и Ferrier G. R., 1998].
Известно, что ишемическое прекондиционирование связано с активацией Gi/o-белок-сопряженных рецепторов GPCR (G-protein coupled receptor) [Baines C.P. et al., 1999; Downey J. и Cohen M.V., 1997; Post H. и Heusch G., 2002; Schulz J. E. J. et al, 2001]. Наиболее известными медиаторами ИП считают аденозин, брадикинин, опиоиды [Liu Y. et al., 1991; Goto M. et al., 1995; Chien G. L. et al., 1999; Miki T. et al., 1998; Schultz J.E. J. et al., 1997]. Недавно были получены доказательства того, что феномен ИП способны имитировать экзогенные каннабиноиды [Крылатов А.В. и др. 2002; Угдыжекова Д.С. и др. 2002; Маслов Л.Н. и др., 2003; Ласукова О.В. и др., 2008; Bouchard J.F. et al., 2003; . et al., 2004]. Кроме того, данные литературы и наши ранее полученные результаты позволяли надеяться, что в развитии кардиопротекции важная роль принадлежит каннабиноидным (СВ, cannabinoidе) рецепторам. Данные литературы и нашей лаборатории свидетельствуют о наличии кардиопротекторного эффекта у агонистов СВ-рецепторов [Угдыжекова Д.С. и др. 2002; Крылатов А.В. и др. 2002; Lepicier P. et al., 2003]. Вместе с тем, оставалось неизвестным, активация каких субтипов каннабиноидных рецепторов обеспечивает цитопротекторное действие каннабиноидов и где расположены эти рецепторы. Все вышесказанное послужило основанием для исследования кардиопротекторных свойств лигандов известных субтипов СВ-рецепторов и выявления рецепторной специфики полученных эффектов. Каннабиноиды способны влиять на силу и частоту сокращений сердца при системном введении [Маслов Л.Н. и др., 2006; Ford et al., 2002; Smiley et al., 1976; Vidrio et al., 1996]. Однако до настоящего времени нет единого мнения о роли этих соединений в регуляции инотропной функции сердца при ишемии/реперфузии. Учитывая ранее полученные нами данные о способности каннабиноидов повышать устойчивость сердца к ишемии/реперфузии in vivo и к аритмогенному действию адреналина, аконитина [Угдыжекова Д.С. и др. 2000, 2001; Крылатов А.В. и др. 2001, 2002], мы сочли целесообразным продолжить исследование антиаритмических свойств этих соединений в условиях ишемии/реперфузии изолированного сердца.
В настоящее время в научной литературе имеется лишь одна работа, посвященная изучению сигнальных путей, опосредующих кардиопротекторные эффекты каннабиноидов при ишемии и реперфузии [. et al., 2003]. В большинстве клеток каннабиноиды ингибируют аденилатциклазу за счёт активации Gi/o-белков [Felder C.C. et al., 1993; Hillard C.J. et al., 1990; Howlett A.C. et al., 1986; Sagan S. et al., 1999; . et al., 1997]. Относительно роли СВ-рецепторов в регуляции уровня цАМФ в кардиомиоцитах не было полной ясности. Между тем, этот внутриклеточный мессенджер играет важную роль в аритмогенезе [Lubbe W.F., et al., 1992]. Другими возможными посредниками в сигнальном каскаде каннабиноидов могли являться протеинкиназа С, NO-cинтаза. Данное предположение стало возможным благодаря имеющимся в литературе данным, доказывающим участие вышеназванных энзимов в механизме влияния каннабиноидов на миокард [Lepicier P. et al., 2003; 2004; Razavi H.M. et al., 2005]. Относительно взаимодействия кардиальных СВ-рецепторов с АТФ-чувствительными К+-каналами (КАТФ-каналы) в литературе нет данных. Однако известно, что эти каналы играют важную роль в кардиопротекторном эффекте ишемического прекондиционирования [Yellon D.M. и Downey J., 2003].
Учитывая все вышесказанное, нам представлялось целесообразным выяснить локализацию каннабиноидных рецепторов, регулирующих устойчивость сердца к ишемии-реперфузии, рецепторную специфичность и внутриклеточные сигнальные механизмы, обеспечивающие кардиопротекторный эффект каннабиноидов при ишемии и реперфузии.
Цель исследования: Исследовать роль кардиальных каннабиноидных рецепторов в регуляции устойчивости сердца к действию ишемии и реперфузии in vitro.
Задачи:
-
Исследовать роль каннабиноидных рецепторов в формировании устойчивости изолированного сердца к патогенному действию ишемии-реперфузии.
-
Изучить влияние агонистов и антагонистов каннабиноидных рецепторов на сократимость изолированного сердца крыс в условиях нормоксии и постишемической реперфузии.
-
Выявить рецепторную специфичность кардиоваскулярных эффектов агониста каннабиноидных рецепторов HU-210.
-
Исследовать влияние агонистов и антагонистов СВ-рецепторов на частоту возникновения аритмий и коронарный проток в условиях тотальной ишемии и реперфузии изолированного сердца.
-
Оценить значение внутриклеточных сигнальных систем: цАМФ и цГМФ, протеинкиназы С, NO-cинтазы и КАТФ – каналов в реализации эффектов, связанных со стимуляцией каннабиноидных рецепторов.
Научная новизна
В результате проведенных исследований впервые определена роль СВ1 и СВ2 рецепторов в формировании устойчивости сердца к действию ишемии и реперфузии.
Приоритетными являются данные о влиянии агонистов каннабиноидных рецепторов на сократимость сердца, подвергнутого действию ишемии и реперфузии.
Новизна работы состоит в том, что в ней впервые проведено сравнительное исследование кардиопротекторных свойств селективных агонистов каннабиноидных рецепторов и выяснена рецепторная специфика полученных эффектов.
Впервые оценена роль эндогенных синтезируемых в миокарде агонистов СВ1 и СВ2 каннабиноидных рецепторов в формировании устойчивости сердца к повреждениям, вызванным действием ишемии и реперфузии.
Несомненную новизну представляют приоритетные данные о роли протеинкиназы С и КАТФ-каналов в реализации кардиоваскулярных эффектов каннабиноидов.
Научно-практическая значимость
Настоящая работа вносит вклад в развитие фундаментальных представлений о механизмах каннабиноидергической регуляции сократительной функции в условиях нормальной перфузии и в условиях моделирования ишемических и реперфузионных повреждений сердца. Результаты работы расширяют представления о взаимодействии каннабиноидных рецепторов сердца с ионными каналами и внутриклеточными сигнальными системами в кардиомиоцитах.
Основные положения работы могут быть использованы в качестве теоретической основы для прикладных исследований в области создания принципиально новых фармакологических препаратов, обладающих кардиопротекторным действием.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Предварительная стимуляция СВ1-рецепторов миокарда обеспечивает значительное замедление процессов формирования необратимых повреждений мембран кардиомиоцитов в условиях тотальной ишемии и реперфузии in vitro.
-
В реализации каннабиноид-индуцированного повышения устойчивости сердца к повреждениям, вызванным действием тотальной нормотермической ишемией с последующей реперфузией, определяющую роль играет протеинкиназа С и КАТФ-каналы.
-
Синтезируемые в миокарде эндогенные агонисты СВ1- и СВ2- рецепторов не играют существенной роли в регуляции устойчивости изолированного сердца интактных крыс к действию ишемии и реперфузии.
-
Стимуляция кардиальных СВ1-рецепторов индуцирует снижение насосной функции сердца в условиях нормоксии и постишемической реперфузии.
Апробация работы: Материалы диссертации представлены на конференциях: Всероссийской 63-й Итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (Томск, 2004); V молодежной научной конференции СО РАМН «Фундаментальные и прикладные проблемы современной медицины» (Новосибирск, 2004); 5 конгрессе молодых ученых Сибирского государственного медицинского университета «Науки о человеке» (Томск, 2004); на конференции «Актуальные вопросы хирургии №1» Красноярской государственной медицинской академии» (Красноярск, 2005), 11 всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и образование» Томского государственного педагогического университета (Томск, 2007); «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» Санкт-Петербургской академии последипломного образования (Санкт-Петербург, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 10 – в журналах, рекомендованных «Перечнем …» ВАК Российской Федерации, 5 - в материалах международных, российских и региональных конференций.
Гранты.
Государственный контракт № 02.740.11.0714 с Федеральным агентством по науке и инновациям на выполнение научно-исследовательских работ по лоту «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области фундаментальной медицины и физиологии» шифр «2010-1.1-143-044» по теме: «Рецепторная природа и сигнальный механизм феномена посткондиционирования, индуцированного каннабиноидами» (шифр заявки «2010-1.1-143-044-005» 2010 – 2012 гг
Грант Министерства образования и науки РФ Регистрационный № 2.1.1/530 «Вклад каннабиноидных рецепторов в регуляцию устойчивости сердца к ишемическим и реперфузионным повреждениям» 2009-2010 гг.
Государственный контракт № 02.512.11.2163 с Федеральным агентством по науке и инновациям на выполнение научно-исследовательских работ по лоту «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований с участием иностранных научных организаций в области живых систем» шифр «2007-2-1.2-00-02-013» по теме: «Разработка на основе каннабиноидов нового лекарственного средства, увеличивающего устойчивость сердца к ишемии и реперфузии».
Объем и структура диссертации
Работа состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 390 литературных источников, из них 330 иностранные. Диссертация изложена на 253 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 44 рисунка.
![Роль гистамина, рецепторов Н1, Н2, Н3/4-типа и оксида азота в регуляции синтеза IgE в норме и при поллинозе [Электронный ресурс]](/i/i/4282/212410.png "Роль гистамина, рецепторов Н1, Н2, Н3/4-типа и оксида азота в регуляции синтеза IgE в норме и при поллинозе [Электронный ресурс] Лесик Дина Владимировна")
