Введение к работе
Актуальность исследования. Ранее в опытах с гладкими мышцами рога матки крысы, коронарной артерии свиньи, трахеи коровы, артерии и вены пуповины человека (Циркин В И и соавт, 1996, 1997, 2004, 2006, Мальчикова С В и соавт, 2003, Сизова Е Н, 2005; Хлыбова С В , 2007), почечной артерии коровы (Снигирева Н Л и соавт, 2004, Кашин Р Ю и соавт., 2006), а также с миокардом лягушки (Трухин А Н, 2003) установлено, что сыворотка крови, моча, слюна и ликвор человека содержат эндогенные модуляторы хемореактивности прямого действия. В частности, получены доказательства наличия эндогенных сенсибилизаторов а- и р-адренорецепторов (ЭСААР и ЭСБАР) и М-холинорецепторов (ЭСМХР), а так же эндогенных блокаторов а- и р-АР (ЭБААР и ЭББАР) и М-ХР (ЭБМХР) Так, в опытах с миометрием крысы сыворотка крови в разведениях 1.103, 1 500, 1 100 усиливала эффекты адреналина, в том числе на фоне озона, который снижал Р-адренореактивность миометрия (Циркин В И. и соавт, 2003, Сизова Е Н, Циркин В И, 2006) Это объяснялось наличием в сыворотке ЭСБАР Предполагается, что компонентами ЭСБАР являются гистидин, триптофан и тирозин, так как подобно сыворотке крови они повышают р2-адренореактивность гладкомышечных объектов (Циркин В И, Дворянский С А, 1997, Ноздрачев А Д и соавт, 1998, Туманова Т.В, 1998, Сизова ЕН, Циркин ВИ, 2006), в том числе сниженную озоном (Сизова Е Н, Циркин В И, 2006). Показано также, что гистидин повышает и р-адренореактивность изолированного сердца лягушки (Трухин А Н, 2003) Установлено, что Р-адреносенсибилизирующую активность проявляют метаболические препараты - милдронат и триметазидин (предуктал), их предложено рассматривать в качестве аналогов ЭСБАР (Сизова Е Н, Циркин В И,2006)
Установлено, что сыворотка крови в небольших (1 50, 1 10) и в высоких (1 104 и выше) разведениях снижает Р-адренореактивность гладких мышц рога матки крысы и трахеи коровы (Циркин В И и соавт, 1997, Сизова Е Н, 2005, Хлыбова СВ, 2007) При этом активность 50- и 10-кратных разведений объясняется наличием в крови ЭББАР, функцию которого, возможно, выполняют дофамин, киназа Р-АР или антитела к Р-АР, а активность высоких (1*104 и выше) разведений - десенситизацией, обусловленной оккупацией Р-АР агонистами, которые при высоких разведениях освобождаются из связанного состояния
Предполагается (Циркин В И. и соавт, 1997, 2003, 2004, 2007, Ноздрачев АД и соавт, 1998, Трухин АН, 2003, Сизова ЕН, Циркин ВИ, 2006, Хлыбова С В, 2007), что эндогенные модуляторы хемореактивности, в том числе ЭСБАР и ЭББАР, играют важную роль в регуляции деятельности внутренних органов, в том числе сердца Как известно, сердце является "адренергическизависимым" органом (Watanabe A, Lmdemarm J, 1984; Красникова Т Л, Габрусенко С А, 2000). С этих позиций важным является представление о том, что дефицит р-адренергических воздействий на миокард может вызывать избыточную продукцию катехоламинов, что приводит к формированию гипертрофии миокарда и артериальной гипертензии, а также
сердечной недостаточности (Ungerer М et al, 1996, Castellano M, Bohm M, 1997, Красникова ТЛ, Габрусенко С А, 2000; Rockman Н et al, 2002, Leineweber К et al, 2005, Brodde О et al, 2006) Мы не исключаем, что определенную роль в снижении эффективности Р-адренергических воздействий на миокард может играть изменение в содержании ЭСБАР и ЭББАР
В последние годы вновь повысился интерес к лизофосфатидилхолину (ЛФХ) как веществу, способному изменять трансмембранную передачу сигнала от рецепторов внутрь клетки (Watson Ch, 1997, Проказова Н В , 1998, Watanabe Т et al, 2002), в частности блокировать ответы миокарда лягушки и кролика на ацетилхолин (Undrovinas A et al, 1992; Проказова НВ и соавт., 1998) и модулировать ответы на него гладких мышц желудка крысы (Куншин А.А. и соавт, 2006) Не исключено, что ЛФХ может влиять на эффективность активации р-АР миокарда, однако сведения об этом в литературе отсутствуют
Учитывая важность вопроса о роли эндогенных модуляторов адренореактивности в регуляции деятельности сердца, а также малочисленность сведений в этом направлении, которые были получены лишь в отношении миокарда лягушки (Трухин АН, 2003), в работе были сформулированы следующие цель и задачи
Цель исследования - оценить влияние сыворотки крови человека как источника ЭСБАР и ЭББАР, а также гистидина, триптофана, тирозина, милдроната, предуктала и ЛФХ на положительный инотропный эффект адреналина в опытах с изолированным миокардом лягушки и крысы
Задачи исследования.
1 Изучить влияние адреналина на сократимость изолированного
миокарда лягушки и крысы
-
Изучить влияние сыворотки крови человека, гистидина, триптофана, тирозина, милдроната, предуктала и ЛФХ на сократимость и р-адренореактивность изолированного миокарда лягушки и крысы
-
Оценить способность сыворотки крови человека, а также гистидина, триптофана, тирозина и милдроната восстанавливать искусственно сниженную Р-адренореактивность изолированного миокарда лягушки и крысы
Новизна исследования. В опытах на миокарде крысы впервые показано, что сыворотка крови (1 103, 1 500, 1 100), гистидин (1,3x10"4, 1,3х10"3 М) и милдронат (7,0x10"9 - 7,0x10"5 М) проявляют положительный инотропный эффект, а триптофан и тирозин подобного влияния не оказывают Впервые установлены видовые особенности инотропного эффекта ЛФХ - на миокарде крысы он оказывает положительный эффект (10"9 - 10"6 М), а на миокарде лягушки - отрицательный (10"8 - 10'5 М) Впервые показано, что сыворотка крови небеременных женщин в разведениях 1 50 (лягушка) и 1 10 (лягушка и крыса) снижает положительный инотропный эффект адреналина, что указывает на способность содержащегося в крови ЭББАР снижать р-адренореактивность кардиомиоцитов Впервые установлено, что ЛФХ обратимо снижает р-адренореактивность миокарда лягушки (10"1С, 10"8 - 10"5 М) и крысы (10"8, 10"s и 10"4 М) Это позволяет рассматривать ЛФХ в качестве одного из компонентов ЭББАР
Впервые показано, что сыворотка крови небеременных женщин в разведении 1 500 повышает положительный инотропный эффект адреналина на миокарде лягушки и крысы, те увеличивает его Р-адренореактивность В разведениях 1 103 и 1 500 сыворотка крови восстанавливает Р-адренореактивность миокарда крысы, которая была искусственно снижена ЛФХ Это доказывает, что содержащийся в крови ЭСБАР способен поддерживать эффективность активации р-АР миокарда
В опытах с миокардом лягушки подтверждено, что гистидин (1,3х10"8 М) повышает его р-адренореактивность и впервые показано, что такой же эффект проявляют триптофан (5,0х10'9 М) и предуктал (3,7х10"7 М), в то время как тирозин (1,1х10'6 М) и милдронат (7,0х10'9 М) снижают ее Впервые установлено, что гистидин (1,3х10"5 - 1,ЗхЮ"3М), триптофан (5,0x10"* - 5,0x10 М), тирозин (1,1х10"5 - 1,1х10"3М) и милдронат(7,0х109 - 7,0х10"5М) не влияют на р-адренореактивность миокарда крысы Однако эти вещества восстанавливают ее, если р-адренореактивность была искусственно снижена ЛФХ (10"5 М) В частности, такую способность проявляли гистидин (1,3х10"5 и 1,ЗхЮ'3М), триптофан (5,0х10"6- 5,0x10"" М), тирозин (1,1х10"5- ІДхЮ^М) и милдронат (7,0x10"* - 7,0x1с"4 М) Все это позволяет утверждать, что гистидин, триптофан и тирозин (в том числе как компоненты ЭСБАР) наиболее ярко проявляют р-адреносенсибилизирующую активность в тех случаях, когда эффективность активации Р-АР миокарда снижена, например, под влиянием ЛФХ
Научная и практическая значимость работы. Результаты работы расширяют представление о природе и механизмах действия эндогенных модуляторов хемореактивности прямого действия и свидетельствуют о важной роли ЭСБАР и ЭББАР в регуляции деятельности сердца холоднокровных и теплокровных животных и, очевидно, сердца человека. Результаты исследования подтверждают представление о том, что компонентами ЭСБАР, вероятнее всего, являются гистидин, триптофан и тирозин, они также дают основание рассматривать ЛФХ в качестве компонента ЭББАР Результаты работы расширяют представление о физиологической роли гистидина, триптофана, тирозина и ЛФХ, о возможном участи ЛФХ в формировании сердечной патологии, а также о механизмах действия милдроната и предуктала Внесены новые представления в сравнительную физиологию сердца В частности, о том, что миокард крысы отличается от миокарда лягушки более высокой чувствительностью к адреналину как инотропному фактору и к ЭАСМ В то же время для миокарда крысы характерна более низкая чувствительность к ЛФХ и ЭББАР как факторам, снижающим р-адренореактивность, а также к гистидину, триптофану, тирозину и милдронату как факторам, повышающим ее
Результаты исследования могут быть использованы при создании новых методов лечения заболеваний, формирующихся вследствие дефицита Р-адренергических воздействий на миокард, в том числе методов, основанных на свойствах гистидина, триптофана, тирозина, милдроната и предуктала восстанавливать р-адренореактивность миокарда, сниженную под влиянием
различных воздействий Изолированный миокард крысы может применяться в качестве тест-объекта для идентификации эндогенных и экзогенных модуляторов Р-АР
Положения, выносимые на защиту. 1. В кардиомиоцитах лягушки и крысы эффективность трансмембранной передачи сигнала от Р-АР к внутриклеточным эффекторам снижается под влиянием 10- и 50-кратных разведений сыворотки крови человека, что объясняется наличием в крови эндогенного блокатора р-АР (ЭББАР) Ее также снижает естественный компонент клеток и крови ЛФХ (10"6 - 10^ М), который рассматривается в качестве компонента ЭББАР.
2 Эффективность активации Р-АР кардиомиоцитов возрастает под влиянием сыворотки крови человека (1 500), что объясняется наличием в ней эндогенного сенсибилизатора р-АР (ЭСБАР). Она также повышается при воздействии гистидина (1,3х10"8 М), триптофана (5,0х10"9 М) и предуктала (3,7х10'7 М) Наиболее ярко Р-адрекосенсибилизирующая активность сыворотки крови, аминокислот и милдроната выражена в условиях, когда р-адренореактивность миокарда снижена (например, под влиянием ЛФХ) Это свидетельствует о способности ЭСБАР, его компонентов и аналогов восстанавливать эффективность трансмембранной передачи сигнала от р-АР вглубь кардиомиоцита
3. Перспективна разработка вопроса о применении гистидина, триптофана и тирозина, а также аналогов ЭСБАР (типа милдроната и предуктала) для лечения заболеваний, возникающих вследствие дефицита р-адренергических воздействий на миокард
Внедрение. Результаты исследования используются в учебной и научной деятельности кафедры нормальной физиологии Кировской государственной медицинской академии и кафедры биологии человека и животных Вятского государственного гуманитарного университета
Апробация работы. Результаты исследования доложены на научных сессиях Вятского государственного гуманитарного университета (Киров, 2005, 2007), V молодежной научной конференции «Физиология человека и животных, от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2006), 10-й Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (С-Петербург, 2007), научно-практической конференции молодых ученых «Вопросы трансфузиологии и клинической медицины» (Киров, 2007), а также на заседании Кировского отделения физиологического общества им ИП Павлова (Киров, 2007) Результаты работы представлены в материалах VI молодежной научной конференции «Физиология человека и животных от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2007), 9-й Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (С-Петербург, 2006), международного симпозиума «Центральная нервная система и патология органов кровообращения» ( С-Петербург, 2006) и заочных электронных конференций Российской академии естествознания (сентябрь, декабрь 2006, январь, февраль, апрель, май 2007)
По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК России
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 165 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав (обзор литературы, методы исследования, результаты исследований и обсуждение), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 123 источника на русском языке и 182 - на иностранных языках Диссертация иллюстрирована 24 таблицами и 25 рисунками.
