Введение к работе
Актуальность проблемы
Дисфункция эндотелия сосудов является одной из причин нарушения регуляции сосудистого тонуса [Becker B.F. et al, 2000]. Существует модель дисфункции эндотелия, вызываемая инъекцией алкалоида монокроталина (МКТ). Это вещество избирательно действует на эндотелий легочных сосудов, нарушая его функционирование, что приводит к развитию легочной гипертензии (ЛГ) [Wilson D.W. et al., 1992]. ЛГ - это тяжелое заболевание, плохо поддающееся лечению, которое характеризуется повышением давления в малом круге кровообращения и гипертрофией правого желудочка сердца, что часто приводит к сердечной недостаточности, влекущей за собой смертельный исход [Уейр Е. К. и Ривс Дж. Т., 1995]. Таким образом, монокроталиновая модель легочной гипертензии (МКТ-ЛГ) ярко демонстрирует взаимосвязь дисфункции эндотелия с нарушением регуляции сосудистого тонуса. В частности, при этой патологии происходит уменьшение реакций эндотелийзависимого расслабления (ЭЗР) сосудов [Dihn-Xuan А.Т. et al, 1991; Ito К.М. et al, 2000; Fullerton DA et al, 1996; Morita K. et al, 1996]. ЭЗР осуществляется посредством оксида азота (NO), синтезируемого в эндотелии эндотелиальной NO-синтазой (eNOS). NO активирует растворимую изоформу гуанилатциклазы (sGC) в гладкомышечных клетках сосудов. Циклический гуанозинмонофосфат (cGMP), синтезируемый этим ферментом, приводит к расслаблению гладкомышечной мускулатуры сосудов [Mateo А.О. et al, 2000].
При различных сердечно-сосудистых заболеваниях нарушение эндотелийзависимого расслабления сосудов сопровождается активацией индуцибельной NO-синтазы (iNOS) [Stoclet JC et al., 1997]. Этот фермент продуцирует в больших количествах свободнорадикальные цитотоксичные молекулы, такие как NO, а при недостатке субстрата и супероксиданион [Hobbs AJ. et al, 1999; Bryk R. et al, 1999; Packiasamy AR. et al, 2003]. Экспрессия этого фермента обычно многократно повышается при различных воспалительных процессах, при которых повышенная продукция NO этим ферментом выполняет защитную функцию против бактерий, паразитов и раковых клеток. Однако, продукция больших количеств NO приводит к окислительному повреждению окружающих тканей, в частности к повреждению sGC и eNOS - основных ферментов ЭЗР [Stoclet JC et al, 1997; Filippov G. et al., 1997; Sheeny AM. et al, 1998].
Ранее было показано, что у крыс с монокроталиновой моделью легочной гипертензии повышена активность iNOS в гомогенатах легочных сосудов, что сопровождалось уменьшением активности sGC и уменьшением эндотелийзависимого расслабления легочных сосудов у этих животных [Давыдова М.П. и др., 2003]. Между тем, в артериальной гипертензии роль iNOS уже была продемонстрирована на различных моделях этого заболевания. Так, было показано, что уровень выведения продуктов метаболизма NO -нитратов и нитритов (NOx) повышены у мышей с DOCA-солевой моделью
3_ЙЙ'
артериальной гипертензии. Была увеличена также экспрессия этого фермента [Obst М., Bonartsev A. et al, 2004]. У крыс линии SHR также повышена концентрация нитритов и нитратов в плазме крови, увеличена экспрессия iNOS в тканях аорты. Эти исследователи применили селективный ингибитор iNOS -аминогуанидин и показали, что хроническое ингибирование этого фермента приводит к частичному восстановлению артериального давления и эндотелийзависимого расслабления системных сосудов у SHR крыс с артериальной гипертензией [Hong H-J. etal, 2000].
Цель данной работы - изучить участие индуцибельной изоформы NO-синтазы в патогенезе легочной гипертензии, вызванной эскпериментальной дисфункцией эндотелия в модельных экспериментах на крысах (монокроталиновая легочная гипертензия).
Задачи исследования были следующими:
-
Изучить влияние хронического применения ингибитора индуцибельной NO-синтазы на степень проявления легочной гипертензии по величине изменения систолического правожелудочкового давления и гипертрофии правого желудочка сердца.
-
Исследовать изменение реактивности показателей системной гемоднамики на гипо- и гипертензивные агенты у крыс с монокроталиновой легочной гипертензией на фоне блокады индуцибельной NO-синтазы.
-
Провести сравнительный анализ изменения эндотелийзависимого и эндотелийнезависимого расширения изолированных легочных и системных сосудов у крыс с монокроталиновой моделью легочной гипертензии на фоне блокады индуцибельной NO-синтазы.
-
Изучить изменение продукции основных метаболитов оксида азота (нитритов и нитратов) в ходе развития легочной гипертензии на фоне хронической блокады индуцибельной NO-синтазы.
-
Изучить влияние хронического ингибирования индуцибельной NO-синтазы на активность растворимой изоформы гуанилатциклазы в гомогенатах легочных и системных артерий у крыс с монокроталиновой моделью легочной гипертензии.
Научная новизна полученных результатов
В работе была впервые изучена динамика продукции N0 в течение
развития монокроталиновой ЛГ. Показано, что продукция N0 значительно
возрастает уже через неделю после введения монокроталина и остается
повышенной до конца четвертой недели развития заболевания.
Продемонстрировано, что повышенная продукция N0 осуществляется индуцибельной NO-синтазой, так как хроническое введение селективного
ингибитора этого фермента, аминогуанидина, снижает продукцию N0 у животных с монокроталиновой ЛГ до контрольного уровня.
В работе впервые показано, что хроническое ингибирование iNOS сопровождается уменьшением степени развития ЛГ, что выражается снижении давления в малом круге кровообращения у крыс с МКТ моделью ЛГ-Наблюдается восстановление расслабления легочных сосудов осуществляемого по NO/cGMP-зависимому пути. Впервые было исследовано влияние хронического ингибирование iNOS на параметры большого круга кровообращения и реактивность системных сосудов у крыс с МКТ моделью ЛГ. Показано, что хроническое ингибирование iNOS приводит к восстановлению реакций АД, вызываемых донорами N0 и ингибитором NO-синтазы, и увеличению эндотелийзависимого расслабления системных сосудов у крыс с МКТ-ЛГ. Хроническое ингибирование iNOS приводит к восстановлению активности sGC в легочных и системных сосудах у крыс с МКТ-ЛГ.
Теоретическая и практическая значимость работы
В работе впервые комплексно, на нескольких уровнях - in vivo, in vitro, в биохимических экспериментах, было продемонстрировано участие индуцибельной NO-синтазы в нарушении функционирования NO/cGMP-зависимого пути расслабления как легочных, так и системных сосудов при монокроталиновой ЛГ, что представляет теоретический интерес в рамках исследований физиологии и патофизиологии сердечно-сосудистой системы. Результаты работы могут быть применены для дальнейшего изучения процессов патогенеза легочной гипертензии и поисков новых методов лечения.
Апробация работы
Основные результаты работы были представлены на следующих конференциях: на И-ой научно-практической конференции "Дисфукция эндотелия: экспериментальные и клинические исследования", (Витебск, 23-24 мая 2002 г.); на Ш-ей всероссийской конференции "Механизмы функционирования висцеральных систем", (Санкт-Петербург, 29 сентября-1 октября 2003 г.); на 3-ей всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения (Москва, 27-30 января 2004 г.); 17th Scientific Meeting of American Society of Hypertension (New York, USA, May 19-22, 2002); 2nd International Conference Nitric Oxide Society (Prague, Czech Republic, June 24-26, 2002); Joint 19th Meeting of the International Society of Hypertension and 12th European Meeting on Hypertension (Prague. Czech Republic, June 23-27,2002).
Структура работы
Диссертация изложена на страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, экспериментальной
части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы ( наименований). Иллюстрирована 7 таблицами и 15 рисунками.
