Введение к работе
Актуальность проблемы. Известно, что энкефалины играют важную роль не только в регуляции болевых рефлексов (Zhang Y. et al., 2012), но и могут выступать в качестве кардиопротекторов при ишемии коронарных сосудов (Маслов Л.Н. и др., 2010, 2012; Dickson E.W. et al., 2006). Однако попытки создать кардиопротекторные лекарственные препараты на основе энкефалинов пока не увенчались успехом.
Существует ряд проблем, ограничивающих применение энкефалинов в клинической практике. Одна из них связана с быстрой деградацией эндогенных опиоидов под влиянием пептидаз крови и спинномозговой жидкости. Так, период полураспада мет-энкефалина в крови крыс составляет 3,9 минуты (Lindstrom L. et al., 1978). Использование синтетических аналогов энкефалинов, обладающих повышенной устойчивостью к протеолитическим ферментам, позволит решить данную проблему.
Модификация структуры пептидов путем использования неприродных D-аминокислот, а также замены С-концевой аминокислоты ведет к увеличению их стабильности. И.В.Бобровой в 2008 году были предложены пять аналогов энкефалинов с линейной и разветвленной структурой пептидной цепи, имеющих общую тетрапептидную последовательность Tyr-A-Gly-Phe(p-NO2)-NH2, где «А» является D-изомером основной аминокислоты (Bobrova I. Patent: Cardioprotective compounds, Int.Pub.No.: WO/2008/020802). Эти пептиды получили кодовые названия: «EP91», «EP92», «EP93», «EP94» и «EP95». В связи с этим представляет интерес изучения кардиопротекторной активности новых синтетических аналогов энкефалинов на лабораторных грызунах, а также оценке их потенциальных возможностей как кардиопротекторов при острой ишемии коронарных сосудов, что в настоящее время представляется актуальным.
Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование кардиопротекторных эффектов новых синтетических аналогов энкефалинов, имеющих тетрапептидную структуру.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Исследовать кардиопротекторную активность новых синтетических аналогов энкефалинов при профилактическом однократном и многократном введении на модели острого инфаркта миокарда у крыс CD.
2. Изучить терапевтические кардиопротекторные эффекты наиболее активных пептидов.
3. Оценить кардиопротекторный эффект пептида «ЕР94» при различной продолжительности окклюзии коронарной артерии.
4. Изучить механизмы кардиопротекторного эффекта «EP94» с помощью антaгонистов опиоидных рецепторов.
5 . Оценить роль NO в реализации кардиопротекторного действия «EP94».
Научная новизна работы. Впервые показано, что кардиопротекторная активность синтетических аналогов энкефалинов, имеющих тетрапептидную структуру зависит от длины боковой цепи второй аминокислоты. Выявлен пептид («ЕР94»), обладающий кардиопротекторным эффектом, превосходящим морфин. Обнаружена дозозависимость изучаемого эффекта, наибольший кардиопротекторный эффект пептида «ЕР94» проявляется в дозе 0,7 мкг/кг. Показано, что с увеличением продолжительности тестовой ишемии отменяются превентивные свойства «ЕР94», однако, защитные эффекты сохраняются при многократных введениях пептида в период ишемии миокарда. Установлено, что «ЕР94» является неселективным агонистом опиоидных рецепторов, в реализации кардиопротекторного эффекта участвует эндогенный NO клетки.
Практическая значимость работы. Настоящее исследование расширило существующее представление о роли энкефалинов в кардиопротекции при остром инфаркте миокарда. Полученные результаты указывают на эффективность синтетического аналога энкефалина «EP94», имеющего тетрапептидную структуру, как потенциального кардиопротектора при терапии острого инфаркта миокарда, а также свидетельствуют о перспективности дальнейшего его доклинического изучения.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Выявлены два высокоактивных пептида линейной структуры «ЕР91» и «ЕР94», имеющих общую последовательность Tyr-A-Gly-Phe(p-NO2)-NH2 .
-
Кардиопротекторная активность новых аналогов энкефалинов зависит от длины боковой цепи второй аминокислоты.
3. Максимальный эффект кардиопротекции у экспериментальных животных достигается при однократном введении пептидов «ЕР91» и «ЕР94» до наступления острой ишемии миокарда, наблюдается дозозависимость изучаемого эффекта.
-
Пептид «ЕР94» способен эффективно снижать объем инфаркта при длительной
ишемии миокарда.
-
Кардиопротекторное действие нового энкефалинового аналога «ЕР94»реализуется через активацию опиоидной системы, возможным механизмом протекции является эндогенная NO-система клетки.
Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы были представлены на IV Всероссийской школе-конференции с международным участием по физиологии кровообращения (Москва, МГУ, 2008).; на Международной научной конференции по биоорганической химии, биотехнологии и бионанотехнологии, посвященной 75-летию со дня рождения академика Ю.А. Овчинникова (Москва-Пущино, 2009), на 14-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология – наука 21 века», (Пущино,2010); на III Всероссийском конгрессе студентов и аспирантов-биологов «Симбиоз-Россия 2010» (Нижний Новгород, 2010), на Международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине (Санкт-Петербург, 2010), на XXIII Международной зимней молодежной научной школе (Москва, ИБХ,2011), на научно-практической конференции «Биомедицина и биомоделирование» (Светлые горы, 2011), на V Российском симпозиуме «Белки и пептиды» (Петрозаводск., 2011), на V Всероссийской школе-конференции с международным участием по физиологии кровообращения (Москва, МГУ, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 1 в журнале, рекомендованном ВАК.
Объем и структура работы. Материалы диссертации изложены на 102 страницах машинописного текста, иллюстрированы 15 таблицами и 16 рисунками. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и обсуждения полученных данных, заключения, общих выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 222 источника, из них 172 работы иностранных авторов.
