CC BY
37
ВЕСТНИК ТГГПУ. 2008. №4(15)
УДК 612.17
ВЛИЯНИЕ УТФ НА СОКРАТИМОСТЬ МИОКАРДА КРЫС
© Т. А. Аникина, И.Н.Трофимова
УТФ, агонист Р2У-рецепторов вызывает дозозависимое уменьшение сократимости миокарда предсердий и желудочков крыс.
Ключевые слова: миокарда предсердий, желудочки, УТФ, крыса
Уридин-5-трифосфат (УТФ) - пиримидиновый нуклеотид, также как и АТФ выполняет роль источника энергии. Молекула УТФ состоит из азотистого основания урацила, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. В молекуле УТФ связи между фосфатными группировками легко разрываются с выделением большого количества энергии, которая используется на нужды клетки.
O
O
O
O
Л™
"O—P—O—P—O—P—O.
O- O- O-
'N'
O
N____7
он он
Рис.1. Химическая структура молекулы УТФ
Установлено, что огромное число клеток из разных тканей содержат рецепторы для внеклеточной АТФ. Существует необычайно большое разнообразие рецепторов для АТФ, превышающее подтипы рецепторов для установленных "классических" нейромедиаторов и гормонов. Такое разнообразие пуриноцепторов возможно связано с тем, что одно и то же вещество может вызывать самые разные специфические сигналы в зависимости от того, с каким рецептором оно будет связываться. Рецепторы АТФ (Р2 рецепторы) делятся на два главных подтипа - это Р2Х (ионотропные рецепторы) и Р2У (метаботроп-ные). Р2Х рецепторы - это катион-селективные ионные каналы. Они отвечают за быстрые ответы на АТФ [3, 4]. Р2У рецепторы сопряжены с О-белками и опосредуют медленные модулирующие эффекты [2, 9]. Р2Х рецепторы - строго специфичны к пуриновым нуклеотидам, а Р2У показывают различную чувствительность к пуринам и пиримидинам.
О-белок связанные пуринорецепторы сопряжены с различными системами вторичных посредников. Известны по крайней мере 4 системы,
с которыми могут взаимодействовать эти рецепторы: 1) через фосфолипазу С; 2) через аденилат-циклазу; 3) через систему тирозин-киназы; 4) через гуанилат-циклазу.
Наиболее часто возбуждение P2Y рецепторов через G-протеин-опосредуемый механизм активирует фосфолипазу С [2], что приводит к повышению внутриклеточного содержания инози-тол-1,4,5-трифосфата, Са2+ и, связанную с этим, стимуляцию фосфорилирования белков кальмо-дулин-зависимыми киназами. Следует отметить, что инозитолтрифосфат не является единственным вторичным мессенджером Р2Y-рецепторов. В ряде случаев может происходить активизация аденилатциклазы с модулированием уровня цАМФ, цГМФ и фосфолипазы А2 [2, 9] с соответствующим образованием метаболитов арахи-доновой кислоты.
У каждого подтипа Р2-рецепторов существует наиболее и наименее чувствительные к нему агонисты, поэтому, определив чувствительность ткани к ряду агонистов, можно сделать предположение о наличии тех или иных подтипов Р2-рецепторов в миокарде и их селективной чувствительности к агонистам. Известно, что уридин-5-трифосфат (УТФ) является агонистом Р2У2-Р2У4 и Р2У6 подтипов рецепторов, присутствие которых показано в сердце.
В ранее полученных результаты показано, что активация Р2Х-рецепторов увеличивает сократимость миокарда [1]. Целью нашего исследования явилось изучение влияния УТФ на сократимость миокарда крыс. Эксперименты проводились на белых лабораторных крысах 100 дневного возраста. Регистрировали амплитуду изометрического сокращения полосок миокарда на установке "PowerLab" с программным обеспечением "Chart 5.0". В качестве агониста Р2Y-рецепторов использовали УТФ ("Sigma"). Регистрировали амплитуду сокращения полосок миокарда предсердий и желудочков и определяли реакцию силы сокращения в процентах от исходного. По окончании приработки, которая длилась 60 минут, в течение 10 мин регистрировали исходные параметры сокращения, затем в
БИОЛОГИЯ
течение 30 мин с добавлением в рабочий раствор УТФ одной из концентраций. По окончании стимуляции УТФ препараты трехкратно отмывали рабочим раствором в течение 10 мин, и регистрировали исходные показатели для каждой последующей дозы.
Результаты исследования
УТФ в концентрации 10-9М-10-4М вызывает дозозависимое снижение сократимости миокарда предсердий и желудочков у крыс 100-дневного возраста (рис.2А, Б). У взрослых крыс максимальный эффект УТФ в предсердиях и желудочках наблюдался в концентрации 10-4М. Сократимость предсердий уменьшилась на 40,4%, а желудочков на 33,4 % (р<0,05).
концентрация агониста
Рис.2А. Предсердия
концентрация агониста
Рис.2Б. Желудочки
УТФ в концентрации 10-6М снижает силу сокращения и предсердий и желудочков на 16,5% (р<0,05). Агонист Р2У-рецепторов концентрации 10"8-10"9М уменьшает силу сокращения предсердий на 14,9% и 25,9%, в желудочках на 12,7% и 14,6% соответственно. Таким образом, с увеличением концентрации угнетающий эффект УТФ
на сократимость миокарда предсердий и желудочков повышается. Наши наблюдения показали, что при добавлении низких концентраций УТФ, появляется положительный инотропный эффект, который составил 7,8% (р<0,05). Следовательно, агонист Р2У-рецепторов УТФ оказывает как отрицательный, так и положительный эффект на сократимость миокарда, в зависимости от концентрации.
Разнонаправленное влияние УТФ на сократимость миокарда, возможно связано с активацией различных подтипов Р2У-рецепторов и последующим включением разных внутриклеточных сигнальных путей (рис.3). Известно, что активация Р2У-рецепторов может как увеличивать Са2+ ток, действуя прямо через О8 белок, так его и уменьшать. В изолированных кардиомиоцитах показано, что активация Р2У-рецепторов повышает уровень цГМФ-зависимой протеинкиназы
О, что приводит к ингибированию кальциевого тока через Ь-каналы (1СаЬ) и уменьшению сократимости [7, 8]. Также было найдено прямое доказательство в пользу УТФ-вызванного увеличения активности протеинкиназы С. Пуринергическая стимуляция через фосфолипазу С индуцирует образование инозитолтрифосфата и диацилгли-церола, протеинкиназы С и фосфорилирование белков ионных каналов с поступлением Са2+ , что приводит к увеличению сократимости миокарда [8, 9].
Рис.З. Возможная реализация инотропного эффекта УТФ
ГЦ - гуанилат циклаза, ФЛС - фосфолипаза С; вторичные посредники: цГМФ - циклический гуано-зин монофосфат, ДАГ - диацилглицерол, ИФз - ино-зитол трифосфат; ПК G - протеин киназа G, ПК С -протеин киназа С
1. Зверев А.А., Аникина Т.А., Ситдиков Ф.Г. Участие Р2Х-рецепторов в положительном инотроп-ном эффекте миокарда крыс в онтогенезе // Бюлл. эксперим. биол. и мед. - 2008. - №2. - С.133-135.
lg [C, М]
ig [C, м ]
Т. А .АНИКИНА, И.Н.ТРОФИМОВА
2. Boyer JL Identification of competitive antagonists of the P2Yi receptor // Mol Pharmacol 50: 1323-1329, 1989.
3. Dubyak GR, Schomisch SJ, Kusner DJ, and Xie M. Phospholipase D activity in phagocytic leucocytes is synergistically regulated by G-protein and tyrosine kinase-based mechanisms. - Biochem J 292: 121128, 1993.
4. Evans RJ and Surprenant A. P2X receptors in autonomic and sensory neurons. Semin Neurosci 8: 217223, 1996.
5. Ralevic V. and Burnstock G. Receptors for purines and pyrimidines. Pharmacol Rev 50: 413-792, 1998.
6. Scamps F and Vassort G. Mechanism of extracellular ATP-indused depolarization in rat isolated ventricular cardiomyocytes. Pjlugers Arch 417: 309-316, 1990.
7. Scamps F , Rybin V, Puceat M, Tkachuk V, and Vas-sort G. A Gs protein couples P2-purinergic stimulation to cardiac Ca channels without cyclic AMP production. J Gen Physiol 100: 675-701, 1992.
8. Vassort G. Adenosine 5'-Triphosphate: a P2-Purinergic Agonist in the Myocardium // Physiol. Rev. - 2001. - V.81. - No.2. - P.767-806.
9. Yamada M. P2-purinoceptor activation stimulates phosphoinositide hydrolysis and inhibits accumulation of cAMP in cultured ventricular myocytes // Yamada M., Hamamori Y., Akita H., and Yokoyama M. Circ Res: 477-485, 1992.
THE INFLUENCE OF UTP ON THE CONTRACTILITY OF MYOCARDIUM OF RATS
T.A.Anikina, LN.Trofimova
UTP, an agonist P2Y-receptor causes the dose-dependant reduce of contractions of rats' myocardial atrium and ventricle.
Key words: UTP, rat, myocardial atrium, ventricle
Аникина Татьяна Андреевна - кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии и физиологии Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета Трофимова Ирина - аспирант кафедры анатомии и физиологии Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета
E-mail: [email protected]
