CC BY
22
А.В. Мухомедзянов
УЧАСТИЕ ЭВДРГЕННЫХ AГOНИСТOB OПИOИДНЫХ PЕЦЕПТOPOB..,
Миронов Андрей Владимирович, младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий отдела экспериментальной и клинической кардиологии Федерального государственного бюджетного научного учреждения "Научно-исследовательский институт
комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний".
Адрес: 650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 6. E-mail: [email protected].
УДК 616,12-008
УЧАСТИЕ ЭНДОГЕННЫХ АГОНИСТОВ ОПИОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ В ПОВЫШЕНИИ УСТОЙЧИВОСТИ СЕРДЦА К ПОВРЕЖДАЮЩЕМУ
ДЕЙСТВИЮ РЕПЕРФУЗИИ
А.В. Мухомедзянов
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской
академии E-mail: [email protected]
INVOLVEMENT OF ENDOGENOUS OPIOID RECEPTOR AGONISTS IN INCREASING CARDIAC RESISTANCE TO THE DAMAGING EFFECTS OF REPERFUSION
АЛ^. Mukhomedzyanov
Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences
Установлено, что при внутривенном введении неселективный антагонист опиоидных рецепторов (ОР) налтрек-сон (5 мг/кг), а также селективный антагонист 81-ОР BNTX (0,7 мг/кг), селективный блокатор §2-Ор налтрибен (0,3 мг/кг), селективный антагонист к-ОР нор-биналторфимин (2 мг/кг) не влияют на реперфузионное повреждение сердца in vivo. Установлено, что селективный антагонист Ц.-ОР СТАР ограничивает размер инфаркта. Ключевые слова: опиоидные рецепторы, опиоиды, сердце, реперфузия.
It was found that an intravenous administration of the nonselective of opioid receptor (OR) antagonists naltrexone (5 mg/kg) and also the selective antagonist 81-OR BNTX (0.7 mg/kg), the selective 82-OR blocker naltriben (0.3 mg/kg), the к-selective antagonist nor-binaltorphimine (2 mg/kg), do not affect cardiac reperfusion injury in vivo. It is established that the м-selective antagonist CTAP limits infarct size. Key words: opioid peptides, opioids, heart, reperfusion.
Введение
В 70-е и 80-е годы прошлого столетия были обнаружены эндогенные опиоиды [5]. Затем последовало открытие ОР на сарколемме кардиомиоцитов [11]. В экспериментах на изолированном сердце было установлено, что блокада ц-ОР перед ишемией способствует уменьшению развития реперфузионной контрактуры [1]. Блокада 5- и к-ОР перед ишемией, напротив, способствует ухудшению реперфузионной сократительной дисфункции изолированного сердца [10]. Есть данные о том, что блокада всех типов периферических ОР приводит к повышению устойчивости сердца к аритмогенному действию корона-роокклюзии [7]. Эти данные говорят о том, что эндогенные агонисты ОР могут регулировать устойчивость сердца к патогенному действию ишемии. Однако остается неясным, как влияют на размер зоны инфаркта эндогенные опиоиды при воздействии реперфузии in vivo. Впер-
вые будет изучено участие эндогенных агонистов ОР в повышении устойчивости сердца к действию реперфузии.
Цель исследования: выяснить, влияют ли эндогенные агонисты ОР на размер зоны инфаркта при действии реперфузии in vivo.
Материал и методы
Исследование было выполнено на 120 крысах-самцах линии Вистар массой 250-300 г. Животных наркотизировали внутрибрюшинным введением а-хлоралозы (60 мг/кг, внутрибрюшинно, Sigma) и подключали к аппарату искусственной вентиляции легких "SAR-830 Series" (CWE Inc. США). Коронароокклюзию и реперфузию осуществляли по методу J.E. Schultz и соавт. [9]. Регистрация АД осуществлялась с помощью датчика давления SS13L (BiopacSystemInc., Goleta, Калифорния, США), сопряжен-
Сибирский медицинский журнал, 2017, Том 32, № 1
ЗИ/ЗР%
60
^ Контроль Ш Налтрексон Ш СТАР (1мг/кг)
s; BNTX Нор-биналторфимин Налтрибен
Рис. 1. Размер ЗИ/ЗР при 45-минутной коронароокклюзии и 120-минутной реперфузии у крыс (M±SEM): *p<0,05 по сравнению с контролем
ного с аппаратом для электрофизиологических исследований MP35 (BiopacSystemInc., Goleta, США). Измерение артериального давления проводили путем каннюлирова-ния правой сонной артерии с помощью датчика давления sSl3L (BiopacSystemInc., Goleta, Калифорния, США), сопряженного с аппаратом для электрофизиологических исследований MP35 (BiopacSystemInc., Goleta, США) и персональным компьютером компании Intel. Данный прибор также использовался для регистрации ЭКГ. После 45 мин ишемии лигатуру снимали и восстановление кровотока подтверждали появлением эпикардиальной гиперемии. Продолжительность реперфузии составляла 2 ч. Выявление зоны некроза и области риска проводили по методу J. Neckar и соавт. [8]. После реперфузии сердце удаляли из грудной клетки и промывали ретроградно через аорту физиологическим раствором. Для определения зоны риска (ЗР) лигатуру вновь затягивали и миокард окрашивали струйно через аорту 5%-м пермангана-том калия. ЗР принято называть миокард, подвергнутый ишемии-реперфузии. После промывки физиологическим раствором делали срезы сердца толщиной в l мм перпендикулярно к продольной оси с помощью слайсера HSRA001-1 (ZivicInstruments, Pittsburgh, США). Визуализацию зоны некроза от ЗР осуществляли путем окрашивания 1%-м раствором 2,3,5-трифенил тетразолия хлорида в течение 30 мин при 37 °C. В основе метода лежит способность 2,3,5-трифенил тетразолия хлорида приобретать стойкую окраску при переходе из окисленного состояния в восстановленное под действием дегидроге-наз. Поскольку в погибших кардиомиоцитах отсутствовали дегидрогеназы, некротизированный миокард не окрашивался. После окончания окраски срезы помещали в 10%-й раствор формальдегида на 1 сутки. Срезы сканировали с обеих сторон сканером HP Scanjet G4050. Размер ЗР и зоны инфаркта (ЗИ) определяли компьютеризированным планиметрическим методом. Размер ЗИ вы-
ражали в процентах от размера зоны гипоперфузии (ЗР), как соотношение ЗИ/ЗР.
Все антагонисты ОР вводили внутривенно за 10 мин до реперфузии. Для блокады всего пула ОР использовали налтрексон в дозе 5 мг/кг, производство "Sigma-Aldrich" (St. Louis, США). Для блокады ц-ОР применяли CTAP (NH2-D-Phe-c[Cys-Tyr-D-Trp-Arg-Thr-L-Pen]-Thr-NH2), который вводили в дозе 1 мг/кг, синтезирован в "Multiple Peptide Systems" (San Diego, США). Ингибирование 51-ОР осуществляли с помощью введения BNTX (7-Benzylidenenaltrexone) в дозе 0,7 мг/кг, а блокаду 52-ОР -с помощью налтрибена в дозе 0,3 мг/кг, оба ингибитора были приобретены в "Tocris Bioscience" (Bristol, Великобритания). Антагонист к-ОР нор-биналторфимин применяли в дозе 2 мг/кг, был закуплен в "Sigma-Aldrich" (St. Louis, США). В группу контроля были включены животные, которым внутривенно вводили физиологический раствор из расчета 1 мл/кг. При выборе доз препаратов мы руководствовались данными литературы [2, 6, 12].
Налтрексон, CTAP и нор-биналторфимин растворяли в 0,9%-м NaCl. Налтрибен, BNTX растворяли в 0,1 мл DMSO, а затем в 0,9 мл 20%-го гидроксипропил^-цикло-декстрине.
Статистическую обработку данных проводили с помощью пакетов программы "STATISTICA 6.0". Для оценки значимости различий полученных результатов использовали критерий Манна-Уитни. Статистически значимыми считались различия при p<0,05. Результаты всех экспериментов представлены в виде среднего арифметического (М) ± стандартной ошибки среднего (SEM).
Результаты
Как показано на рисунке 1, в контрольной группе соотношение ЗИ/ЗР составило 47%. После внутривенного введения блокатора всего пула ОР налтрексона не было
А.В. Мухомедзянов
УЧАСТИЕ ЭНДОГЕННЫХ АГОНИСТОВ ОПИОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ..,
выявлено статистически значимого изменения соотношения ЗИ/ЗР по отношению к контролю. Стоит отметить, что налтрексон имеет различную степень сродства по отношению к отдельным типам Ор. В связи с этим дальнейшие наши исследования были направлены на изучение блокаторов каждого типа ОР по отдельности. При использовании ингибитора ц-ОР СТАР в дозе 1 мг/кг мы обнаружили достоверное уменьшение индекса ЗИ/ЗР на 15% по сравнению с контрольной группой. Полученный результат стал для нас несколько неожиданным, т.к. до этого никому из исследователей не удавалось обнаружить кардиопротекторный эффект у блокаторов ОР.
При этом исследования, проведенные в нашей лаборатории, показывают, что агонисты данных рецепторов не оказывают подобного эффекта. Следовательно, инфарктлимитирующий эффект СТАР в дозе 1 мг/кг, по всей видимости, является результатом взаимодействия этого пептида с неопиоидными рецепторами. В этой связи следует отметить, что пептид СТАР проявляет умеренное сродство к рецепторам соматостатина. Рецепторы со-матостатина, как известно, присутствуют в сердце [4]. Представляется вполне вероятным, что инфарктлимити-рующий эффект СТАР может быть связан с активацией рецептов соматостатина или иных, пока неидентифици-рованных, рецепторов. Внутривенное введение селективного блокатора 82-ОР налтрибена не оказывало достоверного эффекта на соотношение ЗИ/ЗР (рис. 1). Инъекция антагониста 81-ОР BNTX также не влияла на значение ЗИ/ЗР (рис. 1). При использовании ингибитора к-ОР мы не обнаружили статистически значимых изменений по отношению к контрольной группе. Эти данные согласуются с результатами других исследователей, которые также не смогли обнаружить изменения индекса ЗИ/ЗР при использовании антагонистов ОР во время реперфу-зии [3, 10].
Таким образом, полученные нами результаты указывают на то, что эндогенные агонисты ОР не участвуют в повышении функциональной устойчивости сердца к патогенному действию реперфузии.
Литература
1. Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н., Наумова А.В., Богомаз С.А Активация ц-опиатных рецепторов как фактор повышения устойчивости сердца к ишемическим и реперфузионным повреждениям // Рос. физиол. журн. - 1998. - Т. 84, № 11. -С. 1223-1230.
2. Guo H.T., Zhang R.H., Zhang Y. et al. Endogenous к-opioid peptide mediates the cardioprotection induced by ischemic
postconditioning // J. Cardiovasc. Pharmacol. - 2011. -Vol. 58, No. 2. - P. 207-215.
3. Jang Y., Xi J., Wang H., Mueller R.A. et al. Postconditioning prevents reperfusion injury by activating S-opioid receptors // Anesthesiology. - 2008. - Vol. 108, No. 2. - P. 243-250.
4. Ludvigsen E., Carlsson C., Tiensuu Janson E. et al. Somatostatin receptor 1-5; expression profiles during rat development // Ups. J. Med. Sci. - 2015. - Vol. 120, No. 3. - P. 157-168.
5. Maslov L.N., Khaliulin I., Oeltgen P.R. et al. Prospects of creation of cardioprotective and antiarrhythmic drugs based on opioid receptor agonists // Med. Res. Rev. - 2016. - Vol. 36, No. 5. -P. 871-923.
6. Maslov L.N., Lishmanov Yu.B., Oeltgen P.R. et al. Activation of peripheral S2 opioid receptors increases cardiac tolerance to ischemia/rep2erfusion injury: Involvement of protein kinase C, NO-synthase, K channels and the autonomic nervous system // Life Sci. - 2009. - Vol. 84, No. 19-20. - P. 657-663.
7. Murphy D.B., Murphy M.B. Opioid antagonist modulation of ischaemia-induced ventricular arrhythmias: a peripheral mechanism // J. Cardiovasc. Pharmacol. - 1999. - Vol. 33, No. 1. - P. 122-125.
8. Neckar J., Szarszoi O., Herget J. et al. Cardioprotective effect of chronic hypoxia is blunted by concomitant hypercapnia // Physiol. Res. - 2003. - Vol. 52, No. 2. - P. 171-175.
9. Schultz J.E.J., Hsu A.K., Gross G.J.J. Ischemic preconditioning and morphine-induced cardioprotection involve the delta (S)-opioid receptor in the intact rat hear // Mol. Cell. Cardiol. -1997. - Vol. 29, No. 8. - P. 2187-2195.
10. Tsutsumi Y.M., Yokoyama T., Horikawa Y. et al. Reactive oxygen species trigger ischemic and pharmacological postconditioning: in vivo and in vitro characterization // Life Sci. - 2007. -Vol. 81, No. 15. - P. 1223-1227.
11. Ventura C., Bastagli L., Bernardi P. et al. Opioid receptors in rat cardiac sarcolemma: effect of phenylephrine and isoproterenol // Biochim. Biophys. Acta. - 1989. - Vol. 987, No. 1. - P. 69-74.
12. Yamada H., Nakamoto H., Suzuki Y. et al. Pharmacological profiles of a novel opioid receptor-like1 (ORL(1)) receptor antagonist, JTC-801 // Br. J. Pharmacol. - 2002. - Vol. 135, No. 2. - P. 323-332.
Поступила 24.12.2016
Сведения об авторе
Мухомедзянов Александр Валерьевич, научный сотрудник лаборатории экспериментальной кардиологии Научно-исследовательского института кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук. Адрес: 634012, г Томск, ул. Киевская, 111а. E-mail: [email protected].
