Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Изучение физиологии сердечно-сосудистой системы при воздействии различных факторов внешней среды, включая температурный, является одной из наиболее важных проблем современной биологии и медицины (Мурский Л.И., 1972; Удельнов М.Г., 1975; Каплан Е.Я. я соавт., 1990). Это научное направление получило в последние годы новое звучание в рамках общегосударственной программы "Медицина катастроф".
Температурный режим биологических тканей является одним из определяющих и универсальных факторов регуляции их метаболизма и функции в силу термозависимости всего живого и неживого в природе (Ураков А.Л., 1988). Значимость этого фактора особо велика для миокарда теплокровных животных и человека, а в нем - для метаболизма и функции митохондрий, которые оказались в последние годы в центре внимания молекулярной и клеточкой кардиологии (Чазов Е.И., 1980; 1984; Иоселиани Д.Г., 1991).
Состояние митохондрий миокарда тесно связано с обеспечением жизнеспособности сердечной мышцы не только в норме, но и в условиях ее ишемии (Сакс В.А., 1985; Шнейдер А.Б., 1991). Ведущую роль для состояния самих митохондрий ученые отводят ионам кальция (Меерсон Ф.З., 1984; 1985). Чрезмерное накопление кальция в митохондриях ведет к их необратимому повреждению.
Тем не менее, исследованию содержания кальция в митохондриях интактного и ишемизированного миокарда в условиях гипо-, нормо- и гипертермии уделяется недостаточно внимания. Хотя предполагается, что гипотермия и другие способы интибирования метаболизма повышают, а гипертермия и другие способы стимуляции метаболизма понижают жизнеспособность ишемизированных тканей (Бояринов Г.А. и соавт., 1989; Онищенко Н.А., Лубяко А.А., 1985; Ураков А.Л., 1992).
_ 4 -
Малоизученным остается вопрос влияния медикаментозных средств на обмен кальция в митохондриях сердечной мышцы. В то же время, предполагается, что влиять на обмен кальция в этих органеллах могут производные изохинолина и фзнотиазина (Баранов А.Г., Ураков А.Л., 1979), действие которых на митохондрии может быть охарактеризовано как гипотермиоподобное (Ураков А.Л., 1992).
В связи с этим исследование содержания кальция в митохондриях миокарда в условиях разных температурных режимов и под влиянием не* которых кардиотропных препаратов представляется нам весьма актуальным.
Исследования выполнены по плану НИР Ижевской государственной медицинской академии в рамках проблемы "Физиология и патология сердечно-сосудистой системы". Номер государственной регистрации работы 019 0000 4885.
ЦЕПЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования яви
лось выяснение роли различных температурных режимов и медикаментоз
ных воздействий на процесс накопления кальция в митохондриях миокар'
Да. ;.
В соответствий с целью работы были поставлены следующие задачи
-
Изучить динамику количества кальция в митохондриях миокарда в первые минуты его ишемии в условиях гипо-, нормо- и гипертермии.
-
Изучить динамику количества кальция в митохондриях миокарда в первые минуты острой ишемии в условиях нормотермии после предварительного введения препаратов изохинолиновэго, фенотяазинового ряда и антагониста кальция верапамила.
-
Сопоставить выявленные закономерности динамики количества кальция в митохондриях яшемизярованного миокарда в условиях различных температурных режимов и действия различных лекарств и дать оценку этим закономерностям.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате проведенных исследований установлено, что различные температурные реклмы "оказывают существенное влияние на количество кальция в митохондриях ишемизированного миокарда. Обнаружено, что гипотермия замедляет, а гипертермия ускоряет динамику этого процесса. Кроме этого показано, что в условиях гипотермии митохондрии способны выдержать гораздо большую кальциевую нагрузку, чем в условиях нормо- и гипертермии.
Установлено, что исследованные препараты также способны оказать влияние на динамику количества кальция в митохондриях ишеми-зированного миокарда. Однако, антагонист кальция верапягал не способен изменять процесс накопления кальция в этих органеллах. Зато производные изохинолина (папаверин, но-шпа) и фенотиазина (этмозик, этацизш) ингибируют процесс накопления кальция митохондриями.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Результаты проведенных исследований существенно дополняют представления о физиологических процессах, происходящих в первые минуты ишемии, позволяя уточнить динамику количества кальция в митохондриях при различных температурных режимах, а также расширяя существующее представления о стратегии защита митохондрий от кальциевого поражения. Выявленные закономерности действия фармакологических препаратов на процесс аккумуляции кальция митохондриями позволил конкретизировать представления об антагонистах кальция по отношению к кардиомиоцитам и их митохондриям. Оказалось, что классический антагонист кальция верапамил, ингибирующий процесс транспорта кальция внутрь кардно-миоцитов, не способен затормозить процесс проникновения кальция внутрь митохондрий. В то же время, ингибиторы дыхания и окислительного фосфорилирования - производные изохинолина и фенотиази-на, не относящиеся к ингибиторам кальциевых каналов клеточных мембран, способны ингибировать процесс транспорта кальция внутрь
митохондрий.
Действие препаратов изохинолинового и фенотиазинового рядов на обмен кальция в митохондриях однонаправлено с действием гипотермии. В связи с этим сделано заключение о том, что сочетание подобных препаратов с охлаждением может рассматриваться как высокоэффективный способ фармакохолодовой защиты митохондрий и миокарда от кальциевого повреждения.
Теоретические выводы работы о влиянии гипотермии и противои-шемических средств на процесс аккумуляции кальция митохондриями миокарда включены в курс лекций по темам "Физиология сердца" на кафедре нормальной физиологии, "Ишемическая болезнь сердца" на кафедре патологической физиологии, "Антиангинальные препараты" и "Гипотензивные средства" на кафедре фармакологии Икевской государі венной медицинской академии (акт о внедрении от 5 май 1995 года).
Основные положения .диссертации используются в научных исследованиях при определении концентрации калышя в биосредах экспериментальных животных на кафедре патофизиологии, при изучении механизмов повреждения биоэнергетики миокарда и кровеносных сосудов на кафедре фармакологии Ижевской государственной медицинской академии (акт о внедрении от 5 мая 1995-года).