Введение к работе
Актуальность исследования. Оксид азота (N0) участвует в функционировании разнообразных систем организма и представляет исключительный интерес в связи с влиянием на ионные каналы (Уразаев, Зефиров, 1999), секрецию медиатора, обмен ионов кальция (Зефиров, 1999) Наиболее изученным является действие оксида азота на сосуды Показано, что нормальный уровень артериального давления поддерживается постоянной фоновой активностью системы L-аргинин - NO-синтаза - оксид азота (Calver et al, 1993; Moncada, Higgs, 1993, Star, 1993). При сердечно-сосудистой патологии используются препараты, эффект которых основан на высвобождении NO и расширении коронарных сосудов Однако механизм действия доноров оксида азота на сердце, особенно при сочетанном применении с адреноблокаторами, до конца не исследован.
Известно, что источниками оксида азота могут быть коронарный эндотелий, эндокард и кардиомиоциты (Kojda, Kottenberg, 1999, Martin et al, 1997) Открытие NO-синтаз в разных структурах сердца (Han et al ,1996; Klimaschevski et al, 1992) привлекло внимание к исследованию роли оксида азота в регуляции насосной функции сердца, основными показателями которой являются ударный объем крови, частота сердечных сокращений, минутный объем кровообращения, артериальное давление, мощность сердечных сокращений Выявлены эффекты N0 на изолированные кардиомиоциты (Massion, 2003), показано увеличение силы сокращения кардиомиоцитов при небольших концентрациях N0 и угнетение при ее повышении (Mohan et al., 1995; Kojda et al., 1999) Однако в условиях in vivo изучение влияния NO на сердце не проводилось
Модуляции оксидом азота адренергических и холинергических влияний на сердце посвящены исследования Massion, 2003; Lewis et al, 1994; Welch et al, 1994, Dawson, 1994, Schuman et al., 1994 В связи с этим можно ожидать эффектов экзогенных доноров N0 и блокады NO-синтаз на насосную функцию сердца, связанных с изменением ее регуляции через адренорецепторы (АР) и холинорецепторы (ХР) Однако рецепторные механизмы, опосредующие эффекты оксида азота на сердце, не изучены.
Исследованию механизмов адренергической и холинергической регуляции сердца посвящены работы Абзалова, 1986; Нигматуллиной, 1991; Гильмутдиновой, 1991, Святовой, 1997; Ситдикова, 1998; Зефирова, 1999, Ferrari, 1993. Установлено, что регуляция хронотроп-ной и инотропной функций сердца крыс в основном реализуется через Р-, осі -адренорецепторы и м-холинорецепторы В кардиомиоцитах желудочков крыс преобладают pi-AP (Kuzne-tsov et al, 1995; Juberg et al., 1985; Liang et al, 1985, Lemoine et al., 1991), которые модулируют сократимость миокарда исключительно через цАМФ-зависимый механизм С другой стороны в регуляции сердца важны ai-AP (Нигматуллина, 1999), т к реализация их эффектов осуществляется другими внутриклеточными посредниками
Отсутствие комплексного изучения механизмов регуляции оксидом азота частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, артериального давления, фазовой структуры сердечного цикла в условиях in vivo делает данную работу актуальной
Цель исследования - изучение механизмов регуляции насосной функции сердца оксидом азота.
Задачи исследования:
1. Определить влияние доноров оксида азота - нитроглицерина и нитропруссида натрия на насосную функцию сердца крыс.
-
Исследовать влияние субстрата синтеза N0 L-аргинина и правовращающего изомера D-аргинина на насосную функцию сердца крыс.
-
Изучить влияние блокады NO-синтаз хроническим введением L-NAME на насосную функцию сердца крыс.
4. Изучить влияние различных доз нитроглицерина и нитропруссида натрия на показатели насосной функции сердца крыс в условиях блокады Р-адренорецепторов и м-холинорецепторов.
5 Оценить влияние последовательной
блевСіЯЗДіЮдаЛВДДЯІ-ХР на выражен-БИБЛИОТЕКА 1 C9tttftgpr%,/ \ О»
ность эффектов нитроглицерина на насосную функцию сердца крыс
Научная новизна
Новыми являются данные о том, что механизмы отрицательного хронотропного действия доноров N0 нитроглицерина и нитропруссида натрия различны Отрицательный хронотропный эффект нитроглицерина не проявляется после введения обзидана, следовательно, он связан с угнетением Р-адренергических влияний Влияние нитропруссида натрия на частоту сердечных сокращений не зависит от блокады р-адренорецепторов обзиданом, снижается при блокаде м-холинорецепторов атропином, следовательно связано с усилением холинергических влияний.
Приоритетными являются данные о том, что субстрат синтеза оксида азота L-аргинин оказывает влияние на показатели насосной функции сердца крыс L-аргинин обладает двухфазным действием на инотропную и хронотропную функции сердца. Вместе с тем, неактивный изомер L-аргинина D-аргинин вызывает сходные изменения показателей насосной функции сердца крыс, но влияние L-аргинина более выражено Оба изомера аргинина обладают гипотензивным действием.
Впервые установлено, что механизмы отрицательного инотропного и хронотропного действия нитроглицерина на сердце реализуются как через Pi-, Р2-, так и аі-адренорецепторьі Эти данные позволяют сделать предположение, что оксид азота реализует влияние на функции сердца через модулирование различных внутриклеточных сигнальных систем, те цГМФ, цАМФ, инозитол-три-фосфат и диацилглицерол
Научно-практическая значимость
Полученные результаты позволяют расширить представление о роли оксида азота в регуляции сердечно-сосудистой системы, уточнить механизмы влияния N0 на хронотропную, инотропную функции сердца, фазовую структуру сердечного цикла, а также раскрыть роль адренорецепторов и холинорецепторов в опосредовании эффектов оксида азота на сердце Полученные результаты свидетельствуют о том, что доноры N0, блокатор синтеза NO L-NAME, применяемые совместно с адреноблокаторами оказывают выраженное влияние на хронотропную и инотропную функции сердца, а не только на артериальное давление крови и коронарное кровообращение, что необходимо учитывать в кардиологической практике
Полученные результаты представляют интерес для специалистов по физиологии, фармакологии и кардиологии.
Основные положения, выносимые на защиту
1 Оксид азота обладает выраженным влиянием на сердце, вызывая уменьшение частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, увеличение длительности интервала PQ и периода изгнания крови.
-
Отрицательное инотропное и хронотропное действие оксида азота на сердце осуществляется через модуляцию адренергических и холинергических влияний, реализуемых рі-АР, Рг-АР, аі-АР и м-ХР.
-
Субстрат синтеза N0 L-аргинин и стереоизомер D-аргинин вызывают сходные изменения показателей насосной функции сердца крыс, эффекты L-аргинина более выражены по сравнению с D-аргинином. Предполагается, что аргинин обладает собственным, не связанным с метаболизмом оксида азота, действием на функции сердца
Апробация работы. Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, доложены на XVT1I съезде физиологического общества им И.П Павлова (Казань, 2001), VII Всероссийской школе молодых ученых "Актуальные проблемы нейробиологии" (Казань, 2001), Российском национальном конгрессе кардиологов (Санкт-Петербург, 2002), VI Всероссийском симпозиуме "Растущий организм адаптация к физической и умственной нагрузке" (Казань, 2002), VII Научно-практической конференции молодых ученых (Казань, 2002), международной конференции "Рецепция и внутриклеточная сигнализация" (Пущино, 2003), Всероссийской конференции, посвященной 100-летию профессора ОДКурмаева "Нейрогуморальные механизмы регуляции сердца" (Казань, 2004), на заседании кафедры нормальной физиологиаКазанского государственного медицинского университета (2004)
ivtf
Публикации По материалам диссертации опубликовано 42 научные работы Объем и структура диссертации
Диссертация объемом 178 страниц, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов В работе имеется список литературы, содержащий 408 источников, из них 392 иностранных авторов Диссертация иллюстрирована 38 рисунками и 37 таблицами.
