Пуринергическая регуляция сердца крыс в постнатальном онтогенезе (01.06.2009)

Автор: Аникина Татьяна Андреевна

При введении АТФ 10-4М при блокаде ?- адренорецепторов наблюдали такое же, как в контроле, увеличение ЧСС к 20секунде (р<0,05) (Рис.2). При воздействии АТФ на фоне блокады М-холинорецепторов атропином характер изменений ЧСС был таким же. Сохранение положительного эффекта АТФ на фоне блокады как ?- адренорецепторов, так и М-холинорецепторов, позволяет высказать предположение о прямом действии АТФ на сердце.

Рис. 2. Динамика ЧСС при введении АТФ на фоне блокады М-холинорецепторов и ?-адренорецепторов сердца 100 – сут. животным

Влияние ?,? – метиленАТФ на деятельность сердца крыс в онтогенезе. Известно, что АТФ является не стойким веществом и в присутствии экто-АТФазы быстро разрушается до аденозина при однократном прохождении через сердце (G. Vassort, 2001). Поэтому в следующей серии экспериментов был использован стойкий аналог АТФ - ?,? – метиленАТФ.

Устойчивый к энзиматическому распаду ?,? – метиленАТФ является агонистом преимущественно для Р2Х-рецепторов. Для определения зависимости доза-эффект использовали растворы ?,? – метиленАТФ в концентрации 10-11 –10-4М. Стойкий аналог АТФ ?,?-метилен АТФ увеличивает ЧСС в концентрациях 10-10М у 14 -суточных крысят, 10-7М у 21- и 56-суточных и 10-4М – у 100- суточных.

Эффект экзогенного ?,? – метиленАТФ был кратковременным, таким же как действие АТФ, что, возможно, вызвано быстрой десенситизацией Р2-рецепторов сердца. Известно, что ?,? – метилен АТФ селективно снижает чувствительность Р2Х-рецепторов к агонистам (V.Ralevic et all., 1998).

Влияние сурамина на показатели сердечной деятельности крыс. Для подтверждения влияния АТФ и ее аналогов на Р2-рецепторы в следующей серии экспериментов изучали влияние экзогенных пуринов на сердечную деятельность в условиях их блокады. Неселективным блокатором Р2-рецепторов является сурамин. Блокада сурамином Р2-рецепторов в концентрации 20 мг/кг при внутривенном введении длится более часа (McQueen et al., 1998). Внутривенное введение экзогенных АТФ и ?,?-метилен АТФ на фоне неселективного антагониста Р2-рецепторов сурамина не вызывает достоверных изменений ЧСС, УОК у крыс 14 - 100-суточного возраста. Следовательно, положительное хронотропное влияние экзогенных АТФ и ?,?-метилен АТФ осуществляется через Р2-рецепторы сердца крыс.

Влияние АТФ и ?,? – метиленАТФ на показатели деятельности сердца при блокаде Р2У-рецепторов. Для определения семейства Р2-рецепторов, участвующих в положительном хронотропном эффекте использовали селективный блокатор Р2-рецепторов реактив голубой-2 с преимущественным действием на Р2У-рецепторы. Свой блокирующий эффект реактив голубой-2 (производное антрахиносульфаниловой кислоты) проявляет в узком диапазоне концентраций и коротком времени инкубации, которая длиться не более 60 минут (A.Зиганшин и др., 1999; Hopwood, 1987). Для Р2-рецепторов сердца крысы, подтверждено существование эффективной блокады Р2У-рецепторов реактивом голубым-2 (G.Burnstock, 2006).

Введение АТФ в концентрации 10-6 - 10-4 М, ?,?-метилен АТФ в концентрации 10-10 - 10 -4М животным 14 - 100-суточного возраста на фоне реактива голубого-2 увеличивает ЧСС к 15-17 секунде после введения во всех возрастных группах. Введение ?,?-метилен АТФ в концентрации 10-10М на фоне реактива голубого-2 14-суточным крысятам увеличивает ЧСС с 357±3,6 уд/мин до 369 ± 4,1 уд/мин (р<0,05). У 21-суточных крысят положительный хронотропный эффект с 438 ±2,2 до 450 ±3,3 уд/мин (р<0,05) возникает при введении ?,?-метиленАТФ в концентрации 10-7М (р<0,05). Введение ?,?-метилен АТФ в концентрации 10-4М на фоне реактива голубого-2 у 56-суточных крыс увеличивает ЧСС с 394±2,8 уд/мин до 405±2,3 уд/мин (р<0,05) и 100-суточных с 354±3.0 уд/мин до 364±2,7 уд/мин (р<0,05). Таким образом, появление положительного хронотропного эффекта у крыс всех возрастных групп при введении АТФ и ?,?-метиленАТФ на фоне блокады Р2У-рецепторов указывает на активацию Р2Х-рецепторов.

Влияние ?,? – метиленАТФ на показатели сердечной деятельности крыс при блокаде Р2Х 1 –рецепторов. Для определения подтипа Р2Х-рецепторов, участвующих в положительной хронотропной реакции при влиянии АТФ и ее аналогов использовали селективный блокатор TNP-АТФ (2?,3?-о-(2,4,6-тринитрофенил) аденозин- 5 – трифосфат), который является производным АТФ. Это сильный и неконкурентный антагонист Р2Х1- пуриноцепторов сердца (G.Vassort, 2001; P.Honore et al., 2002; J. Xu et al., 2004). Он используется для характеристики нативных Р2Х1- Р2Х2/3- и Р2Х3-рецепторов в низкой наномолярной концентрации (E.Burgard et al., 2000). Длительность ингибирующего эффекта TNP-АТФ в концентрации 0,8 мг/кг составляет более 15 минут (K.King еt al., 2004). Внутривенное введение ?,?-метилен-АТФ в концентрации 10-10М 14-суточным и в концентрации 10-7М 21-суточным крысятам на фоне TNP-АТФ не приводит к изменению основных показателей деятельности сердца. Введение ?,?-метилен-АТФ в концентрации 10-4М 56- и 100- суточным крысам на фоне TNP-АТФ не вызывает изменений ЧСС, УОК, АМо и ?Х .

Влияние агониста Р2Х1 -рецепторов на деятельность сердца крыс в онтогенезе. Синтетическим аналогом АТФ является ?,?-метиленАТФ. В некоторых литературных источниках его определяют как селективный агонист Р2Х1-пуринорецепторов (X.Bo , 2002; B. Hu et al., 2002). Другие исследователи считают, что к нему чувствительны Р2Х1-, Р2Х3- и Р2Х 2/3 –рецепторы (A.Nort, 2002). Этот агонист является нестойким соединением и во многих тканях распад ?,?-метиленАТФ до аденозинового аналога происходит за 1 мин (A.Nort., 2002), поэтому введение препарата проводили в яремную вену. В доступной нам литературе не удалось найти ссылок на дозировку используемого агониста, рекомендуемую в опытах in vivo. Влияние агониста на деятельность сердца изучали в большом диапазоне концентраций с 10-14 по 10-4М (рис3). Нами установлено, что ?,?-метилен-АТФ в концентрации 10-13–10-8М вызывает дозозависимое увеличение ЧСС в зависимости от возраста крыс. Внутривенное введение агониста к 15-17 секунде повышает ЧСС 14-сут. животным в концентрации 10-13М эксперимента, 21-суточным крысятам в концентрации 10-11М, 56-и 100 - суточным крысам в концентрации 10-8М (р<0,05). Полученные результаты подтверждают участие Р2Х1-пуриноцепторов в реализации положительного хронотропного эффекта.

ЧСС уд/мин

ЧСС уд/мин

Рис. 3. Изменение частоты сердечных сокращений 14- (А) и 56 -суточных крыс (Б) при внутривенном введении раствора различных концентраций ?,?-метилен АТФ.

* достоверно по сравнению с исходным значением *р<0,05

Таким образом, все используемые агонисты Р2-пуриноцепторов: АТФ, ?,?–метилен-АТФ и ?,?-метилен-АТФ вызывают дозозависимое от возраста увеличение ЧСС. От 14 к 100-суточному возрасту концентрации АТФ и ее аналогов, вызывающие положительную хронотропную реакцию снижаются. Полученные результаты указывают на более высокую чувствительность сердца к агонистам Р2Х -рецепторов на ранних этапах постнатального онтогенеза. Все агонисты Р2Х-рецепторов вызывают кратковременное, но достоверное увеличение ЧСС у 14-100 суточных крыс. Данный эффект развивается быстро и длится недолго. В основе механизма положительного хронотропного эффекта АТФ лежит возбуждение Р2Х–рецепторов и активация неселективных катионных токов с преобладанием проницаемости для ионов кальция. Последующая деполяризация клетки является достаточной для активации потенциалзависимых Са2+ каналов и дополнительному току Са2+ внутрь клетки. В ряде работ показана значительная роль внеклеточной АТФ в появлении кальциевых токов и развитии ПД в клетках синусно-предсердного узла (F.Scamps and G. Vassort, 1990; A.Christie, 1992; Y.Qi and Y.Kwan, 1996). С другой стороны, трудно ожидать значительный эффект на ритм синусного узла, потому что внеклеточная АТФ активирует независимый от времени, слабо входящий неселективный катионный ток (M.Shoda et al., 1997). Таким образом, АТФ-вызванные неспецифические катионные токи деполяризуют клеточную мембрану и вызывают спонтанную автоматию.

Влияние совместного введения норадреналина и ?, ?-метилен-АТФ на показатели сердечной деятельности крыс в онтогенезе. Введение НА в концентрации 10-5М 14-суточным крысятам увеличивает ЧСС на 5%, УОК достоверно не меняется. Совместное введение НА и ???-метиленАТФ приводит к увеличению ЧСС на 20% (р<0,005) и не изменяет УОК (Рис. 4). Введение НА 21-сут. крысам увеличивает ЧСС на 21%, УОК на 12% (р<0,005). Совместное введение НА и ???-метиленАТФ приводит также к достоверному увеличению ЧСС и УОК на 17%. Введение НА 56-сут. животным увеличивает ЧСС на 14%, УОК на 47% (р<0,005). Совместное введение НА и ???-метилен-АТФ приводит к увеличению хронотропной реакции на 18% и увеличению УОК на 75% (р<0,005). У 100-сут. крыс введение НА увеличивает ЧСС на 20%, УОК на 42% (р<0,005). Совместное введение НА и ???-метилен-АТФ повышает ЧСС только на 7% (р<0,05), УОК при этом не изменяется (Рис. 5). Хронотропная реакция сердца на введение НА меняется в постнатальном онтогенезе. Минимальная реакция ЧСС наблюдается у 14-сут. животных (р<0,05), которые не имеют сформированную симпатическую иннервацию сердца и максимальная у 21- и 100-суточных животных. Совместное введение ?,?-метилен-АТФ и норадреналина достоверно уменьшает хронотропный ответ у 100-суточных крыс на 13% (р<0,05) и увеличивает его у 14- суточных на 15% (р<0,05) по сравнению с введением норадреналина.

Рис. 4. Изменение ЧСС у 14-суточных крыс при внутривенном введении растворов НА 10-5М и НА с ?,? -метилен АТФ 10-10М.

* достоверно по сравнению с исходным значением *р<0,05.

Рис. 5. Изменение показателей сердечной деятельности 100-суточных крыс при внутривенном введении растворов НА 10-5М и НА с ?,? -метилен АТФ 10-4М.

* достоверно по сравнению с исходным значением *р<0,05, **р<0,005

Влияние совместного введения ацетилхолина и ?,?-метиленАТФ на показатели сердечной деятельности крыс в онтогенезе. У 14-суточных крысят введение АХ в концентрации 10-4М увеличивает ЧСС на 8% и уменьшает УОК на 12% (р<0,05). Совместное введение АХ и ?,?-метилен-АТФ приводит к положительному хронотропному эффекту, который составляет 4% и отсутствию изменений УОК. Максимальное снижение ЧСС и УОК на введение АХ наблюдается у 21-суточных крысят и составляет 12% и 16% соответственно. Совместное введение АХ и ?,?-метиленАТФ уменьшает ЧСС на 3% и УОК на 2% (Табл. 1, 2). У 56-суточных крыс введение АХ снижает ЧСС на 4%, УОК на 18% (р<0,05). Совместное введение агонистов приводит к появлению положительной хронотропной реакции (5%) и снижению УОК на 18%. У 100-суточных животных введение АХ уменьшает ЧСС на 5% и повышает УОК на 13% (р<0,05). При совместном введении агонистов ЧСС уменьшается на 13%, а УОК повышается на 17% (р<0,05). В наших экспериментах влияние АХ вызывает разную реакцию на ЧСС и УОК в онтогенезе. Хронотропная реакция сердца при введении АХ снижается от 21 - к 100-суточному возрасту.

У 21-и 56-суточных крысят совместное введение АХ и ?, ? –метиленАТФ приводит к появлению кардиотропного эффекта АТФ. Ингибирующий эффект ацетилхолина уменьшается у 21-суточных, а у 56-суточных отрицательный хронотропный эффект АХ меняется на положительный (р<0,05). У 100-суточных животных совместное действие агонистов усиливает хронотропный эффект АХ и значительно повышает УОК (р<0,05).

Таблица 1

Показатели сердечной деятельности 21-суточных крыс при введении

ацетилхолина 10-4М

Показатели сердечной деятельности время

исх 15с 30с 45с 1мин 3мин 5мин 10мин

ЧСС, уд/мин 456±7,0 402±10,2

** 415±10,2 428±8,5 442±9,4 446±5,6 450±5,5 456±6,5

УОК мл 0,0143±

0,0007 0,0121±

* 0,0147±

0,001 0,00144±

0,001 0,0145±

0,0008 0,0154±

0,001 0,0150±

0,001 0,0147±

Таблица 2

Показатели сердечной деятельности 21-суточных крыс при совместном введении ацетилхолина 10-4М и ?,?-метилен АТФ 10-7М

Показатели сердечной деятельности время


загрузка...