Введение к работе
В последнее время большое внимание уделяется изучению серотонинэргияеекой системы. Достаточно хорошо изучены молекулярные и клеточные механизмы синтеза серотонина (Cooper et al., 1996; Cote ct al., 2004), его метаболизма (Билич и Хамитов, 1977; Gillis end Pitt, 1982; Suhara, 1998), рецепторного взаимодействия (Ugrumov ct al., 1994; Choi et al., 1996; Tournois et al., 1998; Нигматуллина и др., 2004). Широкий спектр эффектов серотонина объясняется наличием большого разнообразия серотониновых рецепторов (Adham et al., 1993; Ноуег et al., 1996). Синтезированы препараты с терапевтическим эффектом, основанном на стимуляции и блокаде серотониновых рецепторов. Применение препаратов, прямо или косвенно влияющих па серотонинэргическую систему, имеет ряд осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы, вплоть до фатальных, в частности: аритмии, тромбоз, инфаркт миокарда, первичная легочная и артериальная гипертензия (Herve et al., 1995; Rothman et al., 1999; Nebigil et al., 2003; Reelhuis ct al., 2006). Механизмы этих осложнений до конца не изучены.
Серотоншгэргическая система является звеном патогенеза атеросклероза, артериальной и легочной гипертензии, ишемической болезни сердца, фибрилляции предсердий, сердечной недостаточности (Herve et al., 1990,1995; Kaumann, 1994; Gustafsson et al., 2005). Влияние серотонинэргической системы на сердечно-сосудистую систему достаточно глубоко изучено на животных. Доказано влияние серотонинэргической системы на эмбриогенез (Nebigil et al. 2001, 2003) и онтогенез (Lauder, 1990; Carlberg, Wiesenberg, 1995) сердечно-сосудистой системы, выявлено влияние серотонина на инотропную, хронотропную и люзитропную функцию миокарда (Pino et al., 1998; Richter et al., 2003; Yusuf et al., 2003), пролиферацию эндотелия сосудов (Pakala et al., 1994; Michel et al.,1995; Schranz, 2003), обнаружено участие серотонина в патогенезе поражения клапанов сердца (Gustafsson et al., 2005). Выявлена эффективность блокаторов 5-НТ2 рецепторов в предупреждении развития легочной гипертензии у крыс (Callebert et al., 2006). Внедрение в медицинскую практику серотонинэргических препаратов для терапии сердечно-сосудистых заболеваний тормозит недостаточное количество информации по реализации серотонинэргических эффектов у людей при различной сердечно-сосудистой патологии, не исследовано, насколько эти эффекты совпадают с данными, полученными при исследовании животных.
Врожденные пороки сердца (ВПС) занимают значительную часть в структуре врожденной патологии в виде самостоятельных изолировашшх нозологических форм, а также в сочетании с патологией других органов и систем. В 58,2% из всех случаев смерти от
врожденных пороков развития, врожденные пороки сердца являются причиной смерти младенцев, намного опережая таковую от пороков развития желудочно-кишечного тракта и нервной системы (данные республиканского регистра МЗ РТ, 2002). Частота рождаемости детей с ВПС составляет 6 - 8 на 1000 живорожденных. Декомпенсация кровообращения находится в прямой зависимости от сложности порока и может проявляться сразу же после рождения. Из 100 детей с ВПС в первую неделю умирают 14-22, в течение первого месяца жизни 19-30, и только 20-25 детей переживают рубеж возраста 1 года при естественном течении заболевания без медицинской помощи (Шарыкин и др., 1989).
Основными причинами смерти при ВПС являются синдромы сердечно-сосудистой недостаточности и легочной артериальной гипертензии (ЛАГ). В настоящее время терапия данных критических состояний и их профилактика не учитывает роль серотонинэргической системы в их патогенетических процессах, не смотря на то, что эта роль значительна, а в некоторых моментах может быть даже определяющей. Настоящая работа посвящена исследованию роли серотонинэргической системы в процессе формирования легочной гипертензии у детей с ВПС и изучению влияния агонистов серотонина на инотрошгую функцию миокарда человека, и является очередным шагом к началу использования агонистов и антагонистов ссротониновых рецепторов в терапии сердечной недостаточности, артериальной и легочной гипертензии.
Целью данного исследования явилось изучение влияния агонистов 5-НТ2, 5-НТ4 рецепторов на сократимость миокарда, определение концеїпраїцій серотонина и его метаболита 5-ГИУК в плазме крови и тромбоцитах у детей с врожденными пороками сердца.
Задачи исследования:
1. Изучение влияния агонистов 5-НТ2 и 5-НТ4 рецепторов на инотропную функцию
миокарда правого предсердия у детей с врожденными пороками сердца.
2. Исследование наличия 5-НТ2в, 5-НТ4 рецепторов и мембранного переносчика серотонина
в миокарде правого предсердия детей с врожденными пороками сердца
иммуногистохимическим методом.
3. Определение концентрации серотонина и его метаболита 5-ГИУК в плазме крови и
тромбоцитах у детей с врожденными пороками сердца.
Научная новизна напученных результатов. В данном исследовании впервые в мировой практике комплексное исследование влияния агонистов 5-НТ2, 5-НТ4 рецепторов на миокард с параллельным иммуногистохимическим подтверждением наличия этих рецепторов, определение плазменного и тромбоцитарного содержания серотонина и его метаболита 5-ГИУК проводилось на контингенте пациентов с ВПС в возрасте от 2 месяцев до 17 лет. На основе анализа клинического материала и лабораторных показателей данного возрастного
контингента прослежена реакция серотонинэргической системы на патологию сердечнососудистой системы, начиная с формирования адаптационных процессов и до появления признаков декомпенсации.
Впервые выявлена связь между гемодннамической нагрузкой на правое предсердие и инотрошюй реакцией миокарда правого предсердия на агонист 5-НТ4 рецепторов у детей с ВПС.
Впервые установлена зависимость между степенью легочной артериальной гипертензии и концентрацией 5-ГИУК плазмы крови у детей с ВПС.
Методом иммуногистохимического анализа впервые установлено наличие 5-НТ2в, 5-НТ4 рецепторов и мембранного переносчика серотонина в миокарде правого предсердия детей с ВПС.
Практическая значимость полученных результатов. Полученные данные позволяют более глубоко понять важную роль серототшэргической системы при формировании таких патологических состояний как сердечная недостаточность, гипертрофия миокарда, легочная птертензия, предсердная аритмия.
Выявленный существенный положительный шютропный эффект агониста 5-НТ4 рецепторов, свидетельствует о значимости влияния серотонинэргической системы в регуляции инотропной функции миокарда и предполагает возможность применения 5-НТ4 блокаторов и агонистов в клинике, по аналогии с применяемыми (5-блокаторами и инотропными препаратами.
Обнаруженная увеличенная инотропная реакция миокарда правого предсердия у детей с дефектом межпредсердной перегородки (ДМПП) на агонист 5-НТ4 рецепторов, учитывая аритмогенные свойства серотонина, может объяснить частую встречаемость предсердных аритмий при этом ВПС и предрасполагает рассмотреть применение блокаторов 5-НТ4 рецепторов в качестве антиаритмической терапии.
Выявленная повышенная концентрация 5-ГИУК плазмы у больных с ЛАГ, коррелирующая со степенью легочной пшертензии, позволяет предложить определение 5-ГИУК плазмы для диагностики активности патологического процесса в легочных сосудах и для оценки эффективности терапии пациентов с ЛАГ.
Выявленные повышенные концентрации серотонина и его метаболита 5-ГИУК у пациентов с легочной гипертензией отражают активное участие серотонинэргической системы в патогенезе легочной пшертензии у детей с ВПС, что дает основание для продолжения исследований в этом направлении с целью возможного применения блокаторов рецепторов серотонина при лечении и для профилактики развития легочной артериальной гипертензии у людей.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Стимуляция 5-НТ4 рецепторов миокарда правого предсердия детей с ВПС
селективным агонистом вызывает положительный инотропный эффект, который
изменяется соответственно гемодинамической нагрузке на миокард правого предсердия.
У детей с врожденными пороками сердца, осложненными легочной артериальной гипертензией, концентрации серотонина и 5-ГИУК в плазме крови повышены.
Миокард правого предсердия детей с ВПС иммунопозитивен на белки 5-НТ2в, 5-НТ4 рецепторов и мембранного переносчика серотонина.
Сведения об апробации результатов диссертации. Результаты работы и основные положения диссертации были доложены и обсуждены на Всероссийской научной конференции "Физиология сердца", посвященной 70-летию профессора Абзалова Р.А. (Казань, 2005); конференции, посвященной 70-летию института эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 2006); VII Международном славянском Конгрессе по электростимуляции и клинической электрофизиологии сердца, IX Всероссийской конференции по электростимуляции и клинической электрофизиологии сердца, VII Всероссийском симпозиуме "Диагностика и лечение аритмий у детей" (Санкт-Петербург, 2006); конференции «Электрокардиология: история, достижения и перспективы развития» к 100-летию регистрации электрокардиограммы в России (Казань, 2006); ХШ Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2007), V Всероссийской конференции «Механизмы функционирования висцеральных систем» (С.-Петербург, 2007), XX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007), IV Всероссийской телеконференции «Актуальные вопросы кардиологии детского возраста: легочная пшертензия» (Москва, 2008), VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008), региональной научно-практической конференции «Детская кардиология» (Казань, 2008).
Сведения о публикациях по теме диссертации. По результатам исследования опубликовано 17 научных работ, в том числе 3 работы опубликованы в научных рецензируемых журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией. Общий объем публикаций составляет 2,0 усл. печатных листа, в том числе авторский вклад 1,2 усл. печатных листа.
Личный вклад соискателя. Диссертант участвовал в планировании, постановке цели и задач исследования. Подбор и анализ литературы, организация забора исследуемого материала (препаратов миокарда и крови) проводились непосредственно соискателем. Им лично проведено 43 исследования по сократимости миокарда с последующей компьютерной обработкой экспериментов, иммуногистохимяческим методом обработано 172 среза миокарда, у 56 пациентов определена концентрация серотонина и его метаболита методом
высокоэффективной жидкостной хроматографии. Все результаты исследований получены, статистически обработаны и проанализированы диссертаїггом лично. Научные положения и выводы диссертации базируются на результатах собственных исследований автора.
Внедрение результатов работы в практику. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении семинаров на кафедрах нормальной физиологии и госпитальной педиатрии с курсом постдипломного образования и поликлинической педиатрии Казанского государственного медішннского университета
В кардиохирургическом отделении ДРКБ МЗ РТ на основе проведенных исследований, отраженных в диссертационной работе, расширены показания к проведению двухэтапной коррекции врожденных пороков сердца, осложненных легочной гипертензией, что способствовало снижению послеоперационной смертности от криза легочной гипертензии с 6 случаев в 2006 году до их отсутствия в 2007-2008 годах.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка ліпературьі, включающего 118 источников, из которых 19 отечественных. Работа изложена на 101 странице машинописного текста, иллюстрирована 27 рисунками, 6 таблицами.
