Введение к работе
Актуальность проблемы. Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) характеризуется наличием систолической и/или диастолической дисфункции миокарда и недостаточностью кровообращения, что ведёт к ухудшению качества жизни и инвалидизации больных (В. Ю. Мареев, 2007). Несмотря на успехи кардиологии в профилактике и лечении ХСН, существующие методы недостаточно эффективны (В. А. Люсов, Н. В. Теплова, 2005). Важнейшими причинами развития ХСН являются ишемическая болезнь сердца (ИБС) и артериальная ги-пертензия (АГ) (Д. В. Преображенский и соавт., 2004). Полиэтиологичность ХСН предопределяет необходимость комплексного подхода к её профилактике и лечению, направленного на улучшение функционального состояния миокарда в сочетании с коррекцией нарушений сосудистого тонуса.
В основе развития ХСН у больных ИБС лежит необратимое ишемическое повреждение миокарда, поэтому важным элементом профилактики возникновения ХСН у этой категории пациентов является ограничение или предотвращение ишемического повреждения миокарда. Одним из эффективных способов защиты миокарда от ишемически-реперфузионного повреждения является ишемическое прекондиционирование (ИПК) (Murphy, Steenbergen, 2008). Вместе с тем, возможности фармакологической модуляции защитных механизмов ИПК на сегодняшний день являются малоизученными. Общепризнанно, что аденозин является одним из триггеров ИПК (Cohen, Downey, 2008). В настоящее время перспективным направлением является создание препаратов с двойным действием на А1 и A3 аденозиновые рецепторы, поскольку они показали большую степень защиты от ишемически-реперфузионного повреждения, чем раздельное использование селективных агонистов (Jacobson et al., 2000). Однако известные на сегодняшний день бинарные агонисты не пригодны для перо-рального приёма в основном из-за высокой молекулярной массы. В связи с этим, актуальным представляется изучение кардиопротективных свойств новых низкомолекулярных соединений с двойным действием на А1 и A3 аденозиновые рецепторы.
Длительно существующая повышенная постнагрузка и нарушения суточного ритма артериального давления ведут к гипертрофии сердца и сосудистой стенки (П. А. Зевелян и соавт., 2001). Недостаточная продукция монооксида азота (NO) эндотелием рассматривается в качестве одного из патогенетических механизмов повышенного периферического сопротивления при АГ и ХСН (Feletou et al., 2008). Однако среди исследователей нет единого мнения об уровне эндо-телиальной секреции NO при экспериментальных АГ (Higashino, 1995; Baumann et al., 2007). В связи с этим большой интерес представляет изучение влияния блокады синтеза NO на показатели сосудистого тонуса у нормотензив-ных и гипертензивных животных, а также оценка роли NO в механизме действия на сосудистую растяжимость (СР) ингибиторов ангиотензин-превращающего фермента (иАПФ) и блокаторов р-адренорецепторов - препаратов первого ряда в лечении ХСН.
Стабилизация сократительной функции миокарда за счет применения препаратов с положительным инотропным действием является важным элементом терапии ХСН (С. Н. Терещенко, 1999). Однако используемые с этой целью сердечные гликозиды не замедляют прогрессироваиия заболевания и не влияют на прогноз (В. Ю. Мареев и соавт., 2007). Исходя из этого, большое значение имеет изучение недавно обнаруженных инотропных эффектов стимуляции P2Xj пуринергических рецепторов (Ни et al., 2002) на модели ХСН.
Цель исследования: исследовать кардиопротективные эффекты активаторов различных типов пуринергических рецепторов, а также роль эндогенного оксида азота в механизмах регуляции сосудистого тонуса и инфаркт-лимитирующего эффекта ишемического прекондиционирования.
Основные задачи исследования:
Оценить влияние ингибирования синтазы оксида азота и ангиотензин-превращающего фермента на выраженность ишемически-реперфузионного повреждения миокарда и эффективность ишемического прекондиционирования.
Оценить кардиопротективные эффекты бинарного агониста А1 и A3 аде-нозиновых рецепторов MRS3630.
Исследовать влияние модуляции синтеза оксида азота, ингибирования АПФ и блокады бета-адренорецепторов на параметры сосудистого тонуса в условиях артериальной нормо- и пшертензии.
Исследовать эффекты продолжительной стимуляции Р2 пуринергических рецепторов и гиперэкспрессии Р2Хд пуринергических рецепторов на параметры работы сердца и его ремоделирование при генетически обусловленной ХСН.
Изучить влияние гиперэкспрессии Р2Х4 пуринергических рецепторов на функцию сердца и постинфарктное ремоделирование миокарда.
Научная новизна. Показано, что эндогенно образующийся N0 не влияет на размер инфаркта миокарда и выраженность ишемических и реперфузионных аритмий у крыс. Кроме того, блокада синтеза МО не влияет на выраженность противоаритмического и инфаркт-лимитирующего эффектов ИПК миокарда.
Впервые определена целесообразность использования бинарного агониста А1 и A3 аденозиновых рецепторов MRS3630 как кардиоцитопротектора.
Получены данные, свидетельствующие о ключевой роли NO в обеспечении сосудистой растяжимости у нормотензивных крыс. При этом впервые установлено, что у большинства спонтанно-гипертензивных крыс сосудистая растяжимость не определяется синтезом NO. Вместе с тем, NO является важным фактором, обеспечивающим стабильность внутрисосудистого давления у нормотензивных и гипертензивных животных.
Показано, что р-адреноблокатор (J3-AB) пропранолол повышает сосудистый тонус и увеличивает сосудистую растяжимость при больших объемных скоростях кровотока в условиях артериальной нормо- и гипертензии. Выявлено, что увеличение сосудистой растяжимости, вызываемое пропранололом, являлось NO-зависимым.
Впервые установлено, что гиперэкспрессия Р2Х4 пуринергических рецепторов повышает сократительную активность миокарда, замедляет процессы ре-моделирования и увеличивает продолжительность жизни мышей с кальсеквест-риновой моделью сердечной недостаточности.
Экспериментально установлено, что длительное введение агониста Р2 пуринергических рецепторов ведёт к замедлению процессов ремоделирования и увеличению продолжительности жизни мышей с кальсеквестриновой моделью сердечной недостаточности.
Показано, что гиперэкспрессия Р2Х4 пуринергических рецепторов улучшает функцию левого желудочка и повышает выживаемость мышей при постинфарктной сердечной недостаточности.
Теоретическая и практическая значимость. Определены кардиопротек-тивные свойства иАПФ квадроприла и бинарного агониста А1 и A3 аденозино-вых рецепторов MRS3630, а также способность квадроприла снижать порог реализации раннего ИПК.
Показана роль N0 как основного фактора, обеспечивающего поток-зависимую вазодилатацию и стабильность внутрисосудистого давления в условиях нормотензии, а также важная роль NO в реализации эффектов квадроприла и пропранолола у нормотензивных животных.
Экспериментальные данные об увеличении сосудистой растяжимости у большинства спонтанно-гипертензивных крыс в условиях блокады синтеза N0 указывают на существование другого фактора/механизма, определяющего растяжимость артериальных сосудов у спонтанно-гипертензивных крыс.
Обнаруженное в эксперименте под действием агонистов Р2 пуринергических рецепторов замедление ремоделирования миокарда является основанием для более глубокого изучения эффектов данной группы препаратов при ХСН.
Личный вклад автора в проведенное исследование Автор лично провёл эксперименты на моделях изолированного сердца мыши по Лангендорфу и работающего сердца, а также выполнил эксперименты с использованием метода перфузии сосудистого русла задней четверти туловища крысы и статистическую обработку материалов. Автор участвовал в выполнении экспериментов с использованием модели локальной ишемии/реперфузии миокарда у крысы и гистохимической оценки размера инфаркта миокарда.
Положения, выносимые на зашиту:
1. Эндогенно образующийся оксид азота не принимает участия в развитии
ишемически-реперфузионного повреждения миокарда и не является необходи
мым для реализации защитного эффекта раннего ишемического прекондицио-
нирования.
2. В условиях возрастания объемной скорости кровотока у нормотензивных
животных эндогенно образующийся оксид азота обеспечивает увеличение рас
тяжимости артериальных сосудов, тогда как у гипертензивных животных сосу
дистую растяжимость обеспечивает ещё и другой механизм или фактор.
Эндогенно образующийся оксид азота у нормотензивных и гипертензив-ных животных при блокаде р-адренорецепторов пропранололом обеспечивает увеличение сосудистой растяжимости, вызываемое повышением объемной скорости перфузии; в то же время, при ингибировании ангиотензин-превращающего фермента оксид азота опосредует увеличение сосудистой растяжимости, вызываемое повышением объемной скорости перфузии, только у нормотензивных животных.
Стимуляция Р2 пуринергических рецепторов и гиперэкспрессия Р2Х4 пу-ринергических рецепторов обеспечивает улучшение сократительной функции миокарда, замедление процесса ремоделирования сердца и увеличение продолжительности жизни мышей с различными формами хронической сердечной недостаточности.
Апробация работы и публикации. Основные положения работы доложены на научной конференции молодых ученых «Актуааьные проблемы патофизиологии» (Санкт Петербург, 2001), на Пятой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей (Санкт-Петербург, 2002), на 3-ей Всероссийской научно-практической конференции «Артериальная гипертония в ряду других сердечно-сосудистых факторов риска» (Москва, 2002), на II международной научно-практической конференции «Дисфункция эндотелия» (Витебск, 2002), на Российском национальном конгрессе кардиологов «От исследований к клинической практике» (Санкт Петербург, 2002), на ежегодной конференции «Научные заседания 2006» (Чикаго, США), на ежегодной конференции «Экспериментальная биология 2007» (Вашингтон, США), на ежегодной конференции «Экспериментальная биология 2008» (Сан Диего, США), на 15-ой Ежегодной научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы кардиологии» (Тюмень, 2008). По материалам диссертации опубликовано 26 научных работ.
Внедрение результатов работы. Результаты и выводы диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре патологической физиологии и кафедре фармакологии СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова и кафедре физиологии и патологии СПХФА. Получено 4 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ и 2 удостоверения на рационализаторское предложение.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 199 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 21 таблицей и 45 рисунками. Указатель литературы содержит 331 наименований (30 отечественных и 301 зарубежных авторов).
