Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Актуальной задачей современной физиологии является выяснение роли эндогенных физиологически активных веществ в регуляции вегетативных функций организма. Одним из важных биорегуляторов является гепарин, шрающий особую роль в поддержании гомеостаза. Хорошо установленным фактом является способность гепарина образовывать комплексы с широким спектром белков, пептидов, ферментов, катионных соединений (Кудряшов, 1975; Ляпина. Ульянов, 1977; Ляпина и др. 1989), при этом могут меняться как его собственные свойства, так и свойства веществ, вступающих с ним во взаимодействие (Хомутов, Орлов, 1987; Ляпина, 1987; Ляпина и др., 1989; Умарова и др., 1993; Кондашевская, Ляпина, 1998).
Гепарин может образовывать комплексы с физиологически активными пептидами. Это группа веществ участвует практически во всех физиологических процессах (Климов, 1983, 1986; Ашмарин, Каменская, 1988; Соколова, 1988; Ерошенко, Лукьянова, 1989; Громов, 1992; Угрюмов, 1999). Их роль в системе регуляции, как правило, повышается при измененных состояниях организма: стрессе, гипоксии, ишемии, фармакологическом, токсическом или ином воздействии (Громов, 1992; Лишманов и др., 1997). Многие пептиды активно изучаются как фармакологические средства (Ашмарин, 1988, 1991; Бахарев, 1989). В частности, некоторые из них (тиролиберин, семакс (АКТГ4_7-Про-Гли-Про), далларгин (аналог энкефалина), инсулин) или уже используются или предлагаются использованию как антигипоксанты (Орлов и др., 1987; Брагин, Яснецов, 1991; Ашмарин и др., 1992; Ашмарин, 1997; Антонова и др., 1996; Волков и др., 1996, Слепушкин, 1997).
Взаимодействие гепарина с пептидами может существенным образом отражаться на различных звеньях системы регуляции. Установлено, что гепарин in vivo влияет на проявление некоторых эффектов ряда регуляторных пептидов: адренокортикотропного гормона (Чазов, Лакин, 1977; Le Petit, 1986), тиролиберина (Mollard et al., 1990; Lupu-Меігі et al., 1994), лютенизирующего гормона (Шапиро и др., 1986), опиоидных пептидов (Hasbi et al, 1988; Morikawa, 1998), брадикинина (Шим, Леонтьев, 1981), инсулина (Кудряшов и др., 1984) и др.
Гепарин давно широко используется в терапии инфаркта миокарда и других заболеваний, связанных с гипоксией органов (Грицюк, 1981; Башков и др., 1993; Ройтман, Майба, 1997). Он способен влиять на многие звенья системы регуляции (Jaqucs, 1980, 1983), существенно меняя значение тех или иных механизмов, в том числе участвуя в трансформации и фармакокинетике регуляторных пептидов. Для экспериментальной физиологии и практической медицины актуальным является вопрос о его влиянии на различные регуляторные системы. Вместе с тем вопрос о взаимодействии гепарина и пептидов в системе регуляции вегетативных функций является слабо изученным. Большинство исследований проведены на уровне целого эрганизма. Однако, пептидергическая регуляция построена по принципу каскада, эбразуя сложный континуум регуляторных взаимодействий (Ашмарин, Обухова, 1986, 1994; Ашмарин, Каменская, 1988; Ерошенко и др., 1991). При этом оцепить їлияние какого-то одного пептидного звена очень затруднительно, тем более его паимодействие с другими физиологически активными соединениями, в том числе и с
гепарином. Влияние последнего, в свою очередь, также распространяется на многие регуляторные системы н может зависеть от множества факторов.
В этой связи возрастает значение исследований взаимодействия гепарина и пептидов на уровне отдельного органа, например, на изолированном сердце. Данная модель позволяет исследовать собственные эффекты гепарина и пептидов на сократительную активность миокарда в условиях изоляции органа от влияний большинства других регулягорных агентов.
В начальной фазе исследований, посвященных взаимодействию гепарина и пептидов в регуляции сердечной деятельности, целесообразно проанализировать, прежде всего, эффекты пептидов, для которых показано образование комплексов с гепарином, и которые могут оказывать выраженные эффекты на работу сердца, либо в условиях нормы, либо при гипоксии. Таким требованиям удовлетворяют инсулин (Кудряшов и др., 1981; Орлов и др., 1987), тиролиберин (Ашмарин и др., 1996; Socci ct al., 1996), семакс (Ашмарин и др., 1996; Балан и др., 1997; Маслова и др., 1999). Представляет интерес, так же исследование влияния гепарина на проявление кардиотропных эффектов мелиттина (пептид пчелиного яда), который образует прочные комплексы с гепарином (Kind, Allaway, 1982) и способен как угнетать сердечную деятельность, так и, по мнению ряда авторов, при определенных условиях стимулировать (Fletcher, Jiang, 1993; Okamoto et al., 1995; Крылов 1995).
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы было изучение влияния гепарина на проявление кардиотропных свойств биологически активных соединений пептидной природы на модели изолированного сердца крысы в условиях нормы и тотальной ишемии.
При этом ставились следующие задачи:
-
Изучить влияние инсулина, тиролиберина, семакса, мелиттина, а также пчелиного яда и их смесей с гепарином на различные показатели работы изолированного сердца крысы в условиях относительной нормы: частоту и силу сердечных сокращений, работу, скорость сокращения и скорость расслабления сердца.
-
Исследовать влияние данных пептидов и их смесей с гепарином на восстановление сердечной активности после тотальной ишемии.
-
Изучить возможные адаптогенные свойства данных пептидов и их смесей с гепарином.
-
Провести анализ физиологических механизмов модифицирующего влияния гепарина на проявление кардиотропных свойств пептидов и восстановление сердечной деятельности после тотальной ишемии.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые показана модификация гепарином кардиотропных эффектов тирлиберина, семакса, мелиттина, а также пчелиного яда на модели изолированного сердца. Установлено, что гепарин способствует проявлению положительной инотропной реакции на инсулин как в условиях нормы, так и в реперфузионный период после тотальной ишемии и в целом повышает стимулирующий эффект гормона. Впервые показано, что тиролиберин и семакс оказывают непосредственное влияние на сократительную активность изолированного сердца в реперфузионном периоде после тотальной ишемии, а гепарин может
изменять проявление эффектов данных пептидов. Выявлено, чго гепарин устраняет развитие фибрилляции желудочков и препятствует увеличению силы сердечных сокращений сердца в ностишемический период, вызываемых тиролиберином. Обнаружено, что гепарин способствует проявлению адаитогенных свойств семакса. повышая резистентность миокарда к ишемическим повреждениям; стимулирующее влияние пептида на работу сердца при его иостишемическом введении в составе смеси с гепарином не снижается. Установлено, что гепарин препятствует угнетению сократительной активности изолированного сердца под действием мелиттина и пчелиного яда в условиях относительной нормы. Кроме того, он способствует проявлению кардиостимулирующих свойств цельного яда, но не мелиттина после тотальной ишемии миокарда. Впервые показано, что иод влиянием инсулина, тиролиберина, семакса и пчелиного яда в реперфузионном периоде усиливается прямая лактатдегидрогеназная реакция (образование пирувата) в митохондриях кардиомиоцитов, что может косвенно свидетельствовать о стимуляции данными веществами процессов аэробного дыхания и снижении ацидоза. Гепарин не препятствует проявлению данных эффектов.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Диссертационная работа является одной из первых работ, посвященных исследованию модификации гепарином кардиотропных эффектов инсулина, тиролиберина, семакса. Полученные данные расширяют представления о роли гепарина, как регулятора функций сердечно-сосудистой системы. Результаты исследований позволяют предполагать важную роль гепарина в реализации некоторых эффектов ряда пептидных соединений на сократительную функцию миокарда в условиях гипоксии и ишемии. Обнаруженные свойства геїіарина и его смесей с пептидами позволяют рассматривать данный глкжозаминогликан и его комплексы как перспективные средства для исследований в токсикологии, кардиологии, физиологии критических состояний и предполагать возможность использования этих сведений в клинической практике.