CC BY
9
УДК 612.17
ВЛИЯНИЕ НОРАДРЕНАЛИНА НА СОКРАТИМОСТЬ МИОКАРДА У КРЫСЯТ С ХРОНИЧЕСКОЙ БЛОКАДОЙ ТРИПТОФАНГИДРОКСИЛАЗЫ В ЭМБРИОНАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА
Недорезова Р.С.1 - аспирант, Файзрахманов Р.Н.1 - д.б.н., доцент, Нигматуллина Р.Р.2 - д.б.н., профессор
1ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины
имени Н.Э. Баумана» 2ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет»
Ключевые слова: сила сокращения миокарда, онтогенез, механизмы регуляции, норадреналин, серотонин
Keywords: myocardial contractility, ontogenesis, regulatory mechanisms, norepinephrine, serotonin
Триптофангидроксилаза - это скорость, лимитирующая специфический фермент синтеза серотонина [7, 11]. Доказано влияние 5-НТ как на формирование сердечно-сосудистой
системы в эмбриональном периоде [4, 6, 9,10], так и на функции сердца в различные периоды постнатального онтогенеза [3, 5, 6, 9, 10]. Выключение активности трипфтофангидроксилазы введением
парахлор-фенил-аланина (РСРА) приводит к снижению концентрации серотонина в крови [1]. Установлено, что активация серотонином 5-НТ2 рецепторов и норадреналином альфа1 -адренорецепторов приводит к образованию одних и тех же вторичных посредников в кардиомиоцитах, что приводит к повышению силы сокращения миокарда [2].
Несмотря на то, что 5-НТ относится к важнейшим сигнальным молекулам, участвующим в регуляции развития сердечно-сосудистой системы, до сих пор практически отсутствуют данные о влиянии снижения его концентрации в эмбриональном периоде развития на адренергическую регуляцию инотропной функции сердца в раннем постнатальном онтогенезе.
Цель: изучение влияния блокады триптофангидроксилазы в эмбриональном периоде на реакцию силы сокращения миокарда на норадреналин в раннем постнатальном онтогенезе крыс.
Материал и методы исследований.
Исследование проведено на беременных самках крыс линии Вистар и их потомстве в возрасте 7 и 14 дней. Беременным самкам, начиная с 11 дня беременности в течение 10 дней, внутрибрюшинно вводили: 1 группе (эксперимент) - блокатор синтеза серотонина РСРА (p-chlorophenylalanine; Sigma) в дозе 100 мкг/кг; 2 группе (контроль) - в те же сроки и в том же объеме физиологический раствор. У потомства каждой группы в возрасте 7 и 14 дней проводили исследование инотропной функции миокарда. Животные содержались в условиях вивария, при свободном доступе к пище и воде.
Сократимость миокарда в эксперименте in vitro изучали на полосках миокарда левого желудочка. Эксперименты проводились на установке PowerLab (ADInstruments), датчик силы MLT 050/D (ADInstruments). В качестве наркоза использовали 25% раствор уретана (Sigma) из расчета 800 мг/кг массы животного, который вводился внутрибрюшинно. Амплитудно-временные характеристики сокращения рассчитывали по методике S. Laer [8]. Инотропную реакцию миокарда в ответ на норадреналин (Norepinephrine bitartrate, Sigma) в концентрациях 0,1 цМ, 1,0 цМ и 10,0 цМ рассчитывали в процентах от исходного показателя.
Результат исследований.
Исходные показатели силы сокращения
миокарда левого желудочка статистически значимо снижены у крысят экспериментальной группы как в 7-, так и в 14-дневном возрасте, соответственно на 50 и 30 %. Норадреналин в концентрациях 0,1 цМ, 1,0 цМ и 10,0 цМ статистически значимо увеличивает силу сокращения у контрольной группы 7- и 14-дневных крысят. В миокарде крысят 7- и 14-
дневного возраста экспериментальной группы наблюдается увеличение силы сокращения на НА в концентрациях 0,1 цМ и 1,0 цМ. Однако у экспериментальных крысят при увеличении концентрации НА до 10,0 цМ сила сокращения не увеличивается в 7-дневном возрасте и даже снижается у крысят 14-дневного возраста (Рисунок 1).
Рисунок 1- Влияние норадреналина на силу сокращения миокарда левого желудочка (Р, дин) у крысят 7- и 14-дневного возраста с блокадой синтеза серотонина. Примечание: * -статистически значимые различия по сравнению с исходными данными (*Р<0,05, **Р<0,01, ***Р<0,001). Контроль беременным самкам вводили физиологический раствор; РСРА -беременным самкам вводили блокатор синтеза серотонина пара-хлор-фенил-аланин
Рисунок 2 - Реакция силы сокращения миокарда левого желудочка на норадреналин у крысят 7- и 14-дневного возраста с блокадой синтеза серотонина. Примечание: * - статистически значимые различия реакции контрольных и экспериментальных крысят (*Р<0,05, **Р<0,01, ***Р<0,001).
В 7-дневном возрасте реакция на НА в концентрации 0,1 цМ у крысят экспериментальной группы снижена почти в два раза по сравнению с контролем и составляет соответственно 24,5 и 41,4% (Рисунок 2). При воздействии НА в концентрации 1,0 цМ реакции одинаковы в обеих группах и составляют 56-57 %. Дальнейшее увеличение концентрации НА вызвало рост реакции в контрольной группе до 77 %, а в экспериментальной группе произошло снижение реакции, и она составила 49 %.
У экспериментальных крысят 14 -дневного возраста реакция на НА в концентрации 0,1 цМ составляет 24 %, что в два раза меньше по сравнению с реакцией у контрольных животных (P<0,001). Максимальные реакции миокарда у экспериментальных крысят 7- и 14-дневного возраста составляют 53-56 % на НА в концентрации 1,0 цМ. У экспериментальных крысят 14-дневного возраста при повышении концентрации НА до 10,0 цМ происходит существенное снижение положительной инотропной реакции до 11 %. Одновременно, у контрольной группы животных происходит рост реакции до 94 %.
Показано, что применение PCPA, который блокирует фермент синтеза серотонина, приводит к снижению концентрации серотонина в крови крыс [1]. Полученные в нашем исследовании данные свидетельствуют о том, что снижение концентрации серотонина в
эмбриональном периоде онтогенеза, приводит к снижению силы сокращения миокарда у крысят в постнатальном онтогенезе. Этот результат может быть объяснен вовлечением серотонина через 5-НТ2в рецепторы в формирование миокарда, в установление структуры саркомеров [9]. В процессе роста крысят с первой по 2 неделю развития происходит снижение дефицита сократительной функции миокарда на 20%. Вероятно, в развитие сократимости миокарда начинают влиять адренергические влияния, реализуемые через бета-адренорецепторы. Известно, что в миокарде крысят в раннем постнатальном онтогенезе в регуляции
сократимости миокарда принимают участие помимо бета-АР и альфа1 -адренорецепторы, соотношение
регуляторных влияний составляет 3:1 [2]. В нашем исследовании показано снижение реакции на активацию альфа1 -адренорецепторов при действии норадреналина в концентрации 0,1 цМ. Вероятно, происходит снижение количества и чувствительности альфа1-АР. Обращает внимание, что высокие концентрации НА 1,0 цМ вызывают незначительную реакцию силы
сокращения, что вероятно может быть связано со снижением количества кальциевых каналов в кардиомиоцитах или на мембранах саркоплазматического ретикулума у экспериментальных крысят. Хорошо известно, что именно ионы кальция являются ключевым связующим звеном между возбуждением и последующим сокращением
кардиомиоцитов.
Заключение. Блокада синтеза серотонина в эмбриональном периоде онтогенеза сопровождается снижением силы сокращения миокарда левого желудочка у крысят в 7- и 14-дневном возрасте. У крысят с блокадой синтеза серотонина в эмбриональном периоде онтогенеза реакция силы сокращения миокарда левого желудочка на норадреналин снижена в 2-8 раз в 7- и 14-дневном возрасте.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Насырова, Д. И. Мозг - один из источников серотонина в крови у крыс в перинатальном периоде развития» // Д. И. Насырова, Н. А. Уртикова, А. Я. Сапронова, М. В. Угрюмов // Онтогенез. - 2009. - Т. 40. - № 1. - С. 55-64.
2. Нигматуллина, Р. Р. Клеточно-молекулярные механизмы функционирования и регуляции сердца / Р. Р. Нигматуллина, С. Н. Земскова, А. Л. Зефиров. - Казань: КГМУ, 2004. - 100 с.
3. Нигматуллина, Р. Р. Роль серотонина в морфофункциональных изменениях миокарда неполовозрелых крыс в моделях легочной и системной артериальной гипертензии / Р. Р. Нигматуллина, М. Д. Чибирева, Д. Ф.
Билалова, и др. // Acta Naturae (русскоязычная версия). - 2016. - № S1. - P. 96.
4. Ahmet, U. U. Ca2+-currents in human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes effects of two different culture conditions / U. U. Ahmet, M. Ingra, B. Kaja, [et al.] // Front Pharmacol. - 2016. - Vol. 7. -P. 300.
5. Azmitia, C. Plasticity of fetal and adult CNS serotonergic neurons: role of growth-regulatory factors / C. Azmitia, M. Frankfurt, M. Davila [et al.] // Ann N. Y. Acad Sci. - 1990. - Vol. 600. - Р. 343-363.
6. Hegde, S. S. Peripheral 5-HT4 receptors. / S. S. Hegde, R. M. Eglen // FASEB J. - 1996. - Vol. 10. - № 12. - P. 1398-1407.
7. Koe, B. K. Chlorophenylalanine: a specific depletor of brain serotonin / B. K. Koe, A. P Weissman // J. Pharmacol Exp Ther. -1966. - Vol. 154. - № 3. - P.499-516.
8. Laer, S. Receptor mechanisms
involved in the 5-HT-induced inotropic action in the rat isolated atrium / S. Laer, F. O. Remmers, H. Scholz [et al.] // Br. J. Pharmacol. - 1998. - № 123. - P. 1182-1188.
9. Nebigil, C. G. Serotonin 2B receptor is required for heart development / C. G. Nebigil, D. S. Choi, A. Dierich [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences (USA). - 2000. - Vol. 97. - I. 17. -P. 9508-9513.
10. Nebigil, C. G. Ablation of Serotonin 5-HT2B Receptors in Mice Leads to Abnormal Cardiac Structure and Function / C. G. Nebigil, P. Hickel, N. Messaddeq // Circulation. - 2001. - Vol. 103. - P.2973-2979.
11. Pratelli, M. Serotonergic neurotransmission manipulation for the understanding of brain development and function: Learning from Tph2 genetic models / M. Pratelli, M. Pasqualetti // Biochimie. -2019. - № 161. - P. 3-14.
ВЛИЯНИЕ НОРАДРЕНАЛИНА НА СОКРАТИМОСТЬ МИОКАРДА У КРЫСЯТ С ХРОНИЧЕСКОЙ БЛОКАДОЙ ТРИПТОФАНГИДРОКСИЛАЗЫ В ЭМБРИОНАЛЬНОМ
ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА
Недорезова Р.С., Файзрахманов Р.Н., Нигматуллина Р.Р.
Резюме
Исследовали влияние блокатора фермента синтеза серотонина пара-хлор-фенил-аланина (PCPA) в эмбриональном периоде онтогенеза на реакцию силы сокращения миокарда левого желудочка на норадреналин в раннем постнатальном онтогенезе крысят в возрасте 7 и 14-дней. Установили, что у крысят с блокадой синтеза серотонина в эмбриональном периоде онтогенеза на 50 и 30% снижена сила сокращения миокарда левого желудочка, а также реакция силы сокращения миокарда на норадреналин меньше в 2-8 раз по сравнению с контрольной группой в 7- и 14-дневном возрасте.
THE EFFECT OF NOREPINEPHRINE ON MYOCARDIAL CONTRACTILITY IN RATS WITH CHRONIC TRYPTOPHANHYDROXYLASE BLOCKADE IN THE EMBRYONIC PERIOD OF
ONTOGENESIS
Nedorezova R.S., Fayzrakhmanov R.N., Nigmatullina R.R.
Summary
The effect of the serotonin synthesis enzyme blocker para-chlorophenyl-alanine (PCPA) in the embryonic period of ontogenesis on the reaction of the left ventricular myocardial contraction force to norepinephrine in early postnatal ontogenesis of rats aged 7 and 14 days was studied. It was found that in rats with a blockade of serotonin synthesis in the embryonic period of ontogenesis, the force of contraction of the left ventricular myocardium was reduced by 50 and 30%, as well as the reaction of the force of myocardial contraction to norepinephrine was 2-8 times less compared to the control group at 7 and 14 days of age.
