Роль атф и пуринорецепторов в сократимости миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе.
На правах рукописи
ЗВЕРЕВ АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
РОЛЬ АТФ И ПУРИНОРЕЦЕПТОРОВ В СОКРАТИМОСТИ МИОКАРДА КРЫС В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ.
03.00.13-физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Казань-2008
Работа выполнена на кафедре анатомии и физиологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет».
Научный руководитель - кандидат биологических наук, доцент
Аникина Татьяна Андреевна
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,
профессор
Азин Александр Леонидович
доктор биологических наук,
профессор
Нигматуллина Разина Рамазановна
Ведущая организация – ГОУ ВПО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова» (г. Москва)
Защита состоится « » _________ 2008 г. в « » часов на заседании диссертационного Совета Д 212.078.02 при ГОУ ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» по адресу: 420021, г. Казань, ул. Татарстана, 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» по адресу: 420021,
г. Казань, ул. Татарстана, 2.
Автореферат разослан « » ___________ 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного Совета
доктор медицинских наук,
профессор Т.Л. Зефиров
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования
За последнее время накопилось много данных о том, что АТФ кроме внутриклеточной роли макроэргического соединения, может принимать участие в межклеточной передаче сигналов, где выступает в качестве трансмиттера или котрансмиттера (Burnstock G., 1983, 1989, 2006; Ralevic V., Burnstock G., 1991). Сейчас является совершенно очевидным, что физиологическое значение пуринов не ограничивается их непосредственным участием во внутриклеточных процессах. Не менее важным является способность АТФ модулировать и регулировать многие жизненно - важные процессы в клетке посредством влияния на различные рецепторы (Гиниатуллин Р.А. 1998; Зиганшин А.У. и др., 1999; Шакирзянова 2005; Pelleg A.1997; McQueen D.S. 1998; Sillinsky E.M. 2000).
Неослабевающий интерес к изучению влияния АТФ на деятельность сердечно – сосудистой системы и сердца в частности основывается на различных, нередко противоположных результатах, полученных разными исследователями в экспериментах как in vivo, так и in vitro. Исследования Hollander P.B. (1996), Vassort G. (2001) показали, что АТФ оказывает дозозависимый эффект и в небольших дозах вызывает кратковременную тахикардию, а высоких замедляет работу сердца, вызывая атриовентрикулярный блок. При использовании метода перфузии изолированного сердца по Лангендорфу, действие АТФ вызывает ускорение сердечного ритма (R. Takikawa, 1990).
Применение АТФ при заболеваниях сердечно-сосудистой системы связывали с продуктом его гидролиза аденозином, который вызывает гипотензивное, отрицательное хронотропное и инотропное действие (Елисеев В. 2001; Burnstock G. 1983; Neumann J, Meissner A., et al. 1999). На сегодняшней день известно, что АТФ и без распада до аденозина влияет на собственные Р2-рецепторы оказывая хронотропные, инотропные и аритмогенные эффекты на сердце. В настоящее время появился целый ряд исследований, посвященных влиянию АТФ и его производных на сердечно - сосудистую систему (Ralevic V. et al., 1998; Vassort G., 2001; Burnstock G., 2006; и др.).
Пуринорецепторы по выполняемым ими функциям можно отнести к рецепторам-модуляторам, определяющих действие пуринов на функцию других рецепторов. Следует отметить, что при стимуляции парасимпатических нервов выделяется как классический медиатор ацетилхолин, так и котрансмиттер АТФ (Smith 1991; Sillinsky, Redman 1996).
Первые предположения о модулирующей роли АТФ в холинергической передаче в сердце было высказано Турпаевым Т.М. (1965г). Более поздние исследования подтвердили, что чувствительность холинорецепторов может регулироваться экзогенным АТФ (McQueen, 1998).
Онтогенетический аспект пуринергической регуляции сердца практически не изучен, и рассматривался только на взрослых организмах и в период их неонатального развития (Browse, 2003). Можно предположить, что модулирующие влияния АТФ на эффекты основных медиаторов определяются созреванием центральных, эфферентных симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на сердце, его рецепторным аппаратом, т.е. зависят от этапов биологического созревания организма.
Наличие синтезированных в последнее время агонистов и антагонистов рецепторов АТФ дают возможность более детального исследования влияния АТФ и его производных на сократимость миокарда, одну из основных функций сердца в раннем постнатальном онтогенезе.
Цели и задачи исследования
Целью исследования является изучение прямого и модулирующего влияния АТФ и его аналогов на сократимость миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе. В соответствии с этой целью были сформулированы следующие задачи:
- Изучить влияние АТФ и его стойкого аналога - 2-метилтио-АТФ разной концентрации на сократимость миокарда крыс 14-, 21-, 56-, 100-суточного возраста.
- Определить влияние 2-метилтио-АТФ на сократимость миокарда на фоне блокады Р2Х - и Р2Y-рецепторов.
- Изучить влияние селективного агониста Р2Х1-пуринорецепторов, -метиленАТФ на сократимость миокарда крыс 14-, 21-, 56-, 100-суточного возраста.
- Определить влияние, -метиленАТФ на сократимость миокарда на фоне блокады Р2Х1-, Р2Х3-, Р2Х2/3-рецепторов TNP-ATP.
- Исследовать модулирующее влияние 2-метилтио-АТФ на эффекты карбахолина в сократимости миокарда крыс 14-, 21-, 56-, 100-суточного возраста.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Увеличение сократимости миокарда АТФ и его аналогами связано с активацией Р2Х-пуринорецепторов имеющих выраженные возрастные особенности.
2. АТФ модулирует холинергическую регуляцию сократимости миокарда разнонаправлено на разных этапах раннего постнатального онтогенеза крыс.
Научная новизна
В настоящем исследовании впервые установлено, что у крыс 14-, 21-, 56-, 100-суточного возраста АТФ и его производные вызывают положительный инотропный эффект в разных концентрациях. Стойкий аналог АТФ - 2-метилтио-АТФ, селективный агонист Р2Х1-рецепторов -, -метиленАТФ оказывают дозозависимое увеличение сократимости предсердий и желудочков у 14-100-суточных крыс. Впервые установлено, что чувствительность Р2Х-рецепторов миокарда к АТФ и его производным, снижается в постнатальном онтогенезе. Использование селективных блокаторов Р2Х - и Р2Y-рецепторов позволило определить семейство пуринорецепторов, участвующих в положительном инотропном эффекте на 2-метилтио-АТФ. Применение селективного агониста и блокатора Р2Х-пуринорецепторов доказало, что в положительном инотропном эффекте принимают участие Р2Х1- рецепторы. Впервые показано, что функциональная активность Р2Х- пуринорецепторов на разных этапах онтогенеза различна и от 14- к 100-суточному возрасту в предсердиях снижается, а в желудочках возрастает.
Совместное действие агонистов Р2-рецепторов 2-метилтио-АТФ и М2-холинорецепторов карбахолина на сократимость миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе показало, что активация Р2-рецепторов может усиливать или ослаблять эффекты карбахолина в зависимости от возраста животных. У 14-суточных крыс 2-метилтио-АТФ усиливает угнетающий эффект карбахолина, а у 21-суточных крысят активация Р2-рецепторов снижает отрицательный эффект карбахолина на сократимость миокарда. Активация М2-холинорецепторов ингибирует инотропный эффект пурина во всех возрастных группах.
Научно - практическая значимость
Полученные данные расширяют представление о роли пуринергических соединений в инотропной деятельности крыс в онтогенезе. Результаты проведенного исследования позволяют по - новому взглянуть на роль АТФ в качестве нейромодулятора сердечной деятельности на разных этапах раннего постнатального онтогенеза крыс. Изученные нами возрастные особенности чувствительности Р2Х-рецепторов сердца крыс могут представлять интерес для фармакологов. Материал исследований заслуживает внимания со стороны специалистов по возрастной и нормальной физиологии, педиатрической фармакологии и кардиологии.
Апробация работы
Материалы исследований доложены на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и специалистов Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета (2005-2008); на 8 Всероссийском научном симпозиуме «Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке» (Казань, 2006); на ХХ съезде Физиологического Общества им. И. П. Павлова (2007); на школе-конференции по физиологии кровообращения ФФМ МГУ имени М.В. Ломоносова (Москва, 2008); на VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул 2008); на 9 Всероссийской научно-теоретической конференции «Физиологические механизмы адаптации растущего организма» (Казань 2008); на заседаниях кафедры анатомии и физиологии Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета (Казань, 2005-2008).
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 141 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков и 33 таблицы. Список литературы включает 235 работ, из них 175 иностранных авторов.
Список используемых сокращений
АХ – ацетилхолин, АТФ – аденозин 5'-трифосфорная кислота, исх – исходное значение показателя, КХ- карбахолин, М – моль, мл – миллилитр, мин – минута, рис. – рисунок, с – секунда, сут.-сутки, табл. – таблица, n – количество животных, PPADS – пиридоксальфосфат-6-азофенил-24-дисульфоновая кислота, Rb-2- реактив голубого-2, TNP-ATP-(2`,3`-о-(2, 4, 6-тринитрофенил) аденозин-5`-трифосфат, 2-м-АТФ–2-метилтио-аденозин 5'-трифосфорная кислота
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводили на 568 разнополых лабораторных беспородных белых крысах. Исследовали 4 возрастные группы животных: 14-, 21-, 56-, и 100-суточного возраста. В качестве наркоза использовали 25% раствор уретана из расчета 1,2 г/кг массы животного, который вводился внутрибрюшинно. Сократительную активность миокарда в эксперименте in vitro изучали на полосках правого предсердия и правого желудочка на установке "PowerLab" ("ADInstruments") с датчиком силы "MLT 050/D" ("ADInstruments"). Определение реакции сократительной функции миокарда на действие агонистов проводили в трех последовательно возрастающих концентрациях. Полоски стимулировали через платиновые электроды. Запись кривой регистрировали на персональном компьютере при помощи программного обеспечения "Chart 5.0".
Рассчитывали абсолютные значения силы изометрического сокращения в граммах и общую длительность сокращения полосок миокарда предсердий и желудочков в секундах, а также оценивали изменения на влияние агониста в процентах от исходных показателей. Исходные значения сокращения принимали за 100%.
Результаты представлены в таблицах в абсолютных и относительных значениях. Достоверность различий проводили с использованием непараметрического парного и непарного t-критерия Стьюдента ( * - р<0,05; ** - р<0,01).
В экспериментах использовали следующие вещества:- аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), 2-метилтио-АТФ,, -метиленАТФ, PPADS; реактив голубой-2, TNP-АТР, карбахолин. Все препараты производства фирмы «Sigma».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Влияние АТФ на показатели сокращения миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе.
В первой серии экспериментов в качестве агониста Р2-пуринорецепторов был выбран АТФ. Известно, что АТФ является нестойким веществом, под действием экто-АТФаз распадается до аденозина, вызывая отрицательный хронотропный и инотропный эффект (Елисеев, 2001). Серия экспериментов по определению дозозависимого эффекта АТФ на сократимость миокарда была проведена у животных 14-, 21-, 56-, 100-суточного возраста. Исследовали действие АТФ в диапазоне концентраций 10-8-10-4М.
Основным результатом данной серии экспериментов является выявление дозозависимого положительного инотропного эффекта экзогенного АТФ на сократимость миокарда крыс (рис. 1). У 14 и 21 суточных крыс к увеличению силы сокращения приводит АТФ в концентрации 10-7М. У крыс 56 и 100 суточного возраста положительный инотропный эффект наблюдается при добавлении АТФ в концентрации 10-6М. Увеличение концентрации агониста до 10-5 и 10-4М снижает сократимость миокарда желудочков на 34,6% и 15,2% соответственно, что вызвано активацией Р1-рецепторов.
Эффективность влияния АТФ на сократимость миокарда зависит от возраста животных. Сила сокращения миокарда желудочков у 14-суточных животных увеличивалась на 14,9%, у 21-суточных на 31,4%, у 56-суточных на 25,6%, у 100-суточных на 32,8%.
Рис 1. Влияние АТФ на сократимость миокарда желудочков растущих крыс
Примечание:* - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Влияние АТФ на показатели сокращения миокарда растущих крыс на фоне селективного блокатора Р1-пуринорецепторов 8-фенилтеофеллина.
Неселективным блокатором Р1-пуринорецепторов является 8-фенилтеофеллин. При блокаде Р1 рецепторов отрицательный сократительный эффект, вызванных АТФ 10-6М, 10-5М и 10-4М не сохраняется (рис. 2). АТФ на фоне блокады 8-фенилтеофеллина вызывает только положительный инотропный эффект миокарда желудочков за счет активации Р2-пуринорецепторов.
Рис 2. Влияние АТФ на сократимость миокарда желудочков крыс при блокаде Р1 пуринорецепторов 8-фенилтеофеллином
Примечание:* - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Влияние 2-метилтио-АТФ на показатели сокращения миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе
Агонист Р2-рецепторов 2-метилтио-АТФ – является стойким аналогом АТФ и агонистом как Р2Х, так и Р2Y1-рецепторов сердца (Rubino A. 1992, Ralevic V. 1998).
Аналог АТФ - 2-метилтио-АТФ в концентрации 10-10–10-6М вызывал дозозависимое сокращение миокарда предсердий и желудочков. У 14-суточных крысят 2-метилтио-АТФ в концентрации 10-8М увеличивал силу сокращения желудочков на 25,8±6,1% и предсердий на 22,4±2,1%. При этом длительность сокращения желудочков и предсердий уменьшилась на 14,8±4,6% и 14,8±0,3% соответственно (рис.1; табл.1)
У 21-суточных крысят агонист Р2 рецепторов увеличивал сократимость миокарда предсердий и желудочков в концентрации 10-7М. Максимальный сократительный эффект желудочков и предсердий составил 31,4±1,2% и 31,1±0,8% соответственно. При этом наблюдалось достоверное увеличение длительности сокращения на 15±1,0% и на 15±0,9%.
У 56-суточных крысят 2-метилтио-АТФ в концентрации 10-9М вызывал максимальное увеличение сократимости желудочков на 13,3±0,9%, а предсердий на 11,6±0,6%. У 100 суточных животных 2-метилтио-АТФ в концентрации 10-8, 10-7, 10-6 и 10-5М не изменял силу и длительность сокращения миокарда предсердий и желудочков (рис. 3; табл.1).
Увеличение концентрации агонистов Р2-пуринорецепторов АТФ и 2-метилтио-АТФ, вызывающих положительный инотропный эффект от 14 к 100-суточному возрасту, указывает на высокую чувствительность Р2-рецепторов миокарда в раннем постнатальном онтогенезе. Эффективность влияния агониста 2-метилтио-АТФ на сократимость миокарда зависит от возраста животных. Максимальная реакция сократимости миокарда желудочков на 2-метилтио-АТФ была у 21-суточных животных и составила 31%, у 14-суточных -24%, у 56- суточных- 12% и у 100-суточных - 6,5%.(рис. 3; табл.1)
А Б
* *
* *
* *
Рис 3. Дозазависимый эффект 2-метилтио-АТФ на сократимость миокарда желудочков (А) и предсердий (Б) растущих крыс.
Примечание: * - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Таблица 1.
Изменение силы (g) сокращения миокарда крыс 14-100-суточного возраста при добавлении 2-метилтио-АТФ
| возраст | концентрация | Fi исх (g) | Fiмах (g) | Процент от исходной | |
| 14 | 10-8М | желудочек | 0,06400±0,00100 | 0,07900±0,00489* | 125,8±6,2* |
| предсердия | 0,02890±0,00300 | 0,035374±0,00074* | 122,4±2,1* | ||
| 21 | 10-7М | желудочек | 0,14137±0,00285 | 0,18581±0,00424* | 131,4±7,2* |
| предсердия | 0,10120±0,00200 | 0,11638±0,00593* | 115±5,1* | ||
| 56 | 10-9М | желудочек | 0,14230±0,00436 | 0,16133±0,00543* | 113,6±0,9* |
| предсердия | 0,11186±0,00402 | 0,12483±0,00075* | 111,6±0,6* | ||
| 100 | 10-6М | желудочек | 0,12978±0,01441 | 0,13834±0,01542 | 106,3±0,2 |
| предсердия | 0,06187±0,00745 | 0,06588±0,00792 | 106,4±0,9 |
Примечание: * - достоверность по сравнению с исходным значением р<0,05
Таблица 2.
Изменение длительности (сек.) сокращения миокарда крыс 14-100-суточного возраста при добавлении 2-метилтио-АТФ
| возраст | концентрация | Tисх (сек) | Тмах (сек) | Процент от исходной | |
| 14 | 10-8М | желудочек | 2,21140±0,015000 | 1,86280±0,08757* | 85,2±4,7* |
| предсердия | 0,64825±0,01490 | 0,55226±0,01200* | 84,3±0,3* | ||
| 21 | 10-7М | желудочек | 1,45158±0,07765 | 1,90302±0,014082* | 131,1±7,4* |
| предсердия | 1,34695±0,014407 | 1,54337±0,06482* | 115±4,2* | ||
| 56 | 10-9М | желудочек | 0,40634±0,07002 | 0,45347±0,00272* | 111,6±0,6* |
| предсердия | 1,18140±0,13050 | 1,05329±0,11900 | 89±1,17* | ||
| 100 | 10-6М | желудочек | 1,20444±0,03365 | 1,28272±0,002950 | 106,5±0,23 |
| предсердия | 0,01940±0,00299 | 0,01981±0,00305 | 100,2±0,9 |
Примечание: * - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Влияние 2-метилтио-АТФ на показатели сокращения миокарда растущих крыс на фоне селективного блокатора Р2Y-пуринорецепторов реактива голубого-2
А.М. Hopwood в 1987 на сердце крысы, изолированном по Лангендорфу, подтвердил существование эффективной блокады Р2Y - рецепторов, осуществляемой реактивом голубым-2 (Hopwood А.М. 1987). На фоне блокатора добавляли концентрацию агониста, вызывающего максимальный сократительный эффект. При блокаде Р2Y-рецепторов 2-метилтио-АТФ увеличивал силу сокращения предсердий и желудочков во всех возрастных группах, что подтверждает участие в реализации положительного инотропного эффекта Р2Х-рецепторов, однако их функциональная активность на разных этапах онтогенеза различна. В наших экспериментах 2-метилтио-АТФ при блокаде Р2Y-рецепторов проявил разную эффективность на сократимость миокарда в зависимости от возраста животных. Так, у 21-суточных крысят сила сокращения предсердий и общая длительность их сокращения на действие агониста при блокаде Р2Y-рецепторов достоверно выше, чем у 100-суточных (р<0,05). У 56- и 100-суточных животных сила сокращения желудочков на действие агониста при функционально активных Р2Х- рецепторов достоверно выше, чем у 14-суточных (р<0,05) (рис. 4). Следовательно, роль Р2Х-рецепторов в положительном инотропном эффекте при действии аналога АТФ от 14- к 100-суточному возрасту в предсердиях снижается, а в желудочках возрастает.
Рис 4. Влияние 2-метилтио-АТФ на сократимость миокарда желудочков (А) и предсердий (Б) растущих крыс при блокаде Р2Y рецепторов реактивом голубым-2
Примечание: * - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Влияние 2-метилтио-АТФ на показатели сокращения миокарда растущих крыс на фоне блокатора Р2Х-пуринорецепторов PPADS
РРADS является блокатором Р2Х-рецепторов за исключением Р2Х4, Р2Х6 и Р2Y1 (Vassort G. 2001). На фоне блокатора добавляли концентрацию агониста, вызывающего максимальный сократительный эффект. РРАDS практически полностью предупреждал влияние 2-метилтио-АТФ на сократимость миокарда 14-, 21-, 56-суточных крысят. У 100-суточных сила сокращения предсердий увеличилась на 4±0,2%, желудочков на 21±0,9%(р<0,05). Длительность сокращения предсердий и желудочков возросла на 2,4±0,1% и на 13±1,5%(р<0,05) соответственно (рис. 5).
Следовательно, при блокаде Р2Х-рецепторов и добавлении агониста пуринорецепторов 2-метилтио-АТФ только у 100-суточных животных проявляется положительная реакция сократимости миокарда желудочков (рис. 5).
Рис 5. Влияние 2-метилтио-АТФ на сократимость желудочков (А) и предсердий (Б) сердца растущих крыс при блокаде Р2Х рецепторов PPADS
Примечание:* - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Влияние , -метиленАТФ на показатели сокращения миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе
Влияние селективного агониста Р2Х1- рецепторов бета, гамма-метиленАТФ на сократимость миокарда изучалось в диапазоне концентраций 10-15- 10-6М. У 14- и 21-суточных животных добавление, -метиленАТФ вызывает положительный инотропный эффект в концентрации 10-13 и 10-12М в желудочках и 10-12М в предсердиях. У 56-суточных крыс увеличение силы сокращения происходило при добавлении, -метиленАТФ в концентрации 10-12 и 10-11М в желудочках и в концентрации 10-11М в предсердиях. У 100-суточных, -метиленАТФ в концентрации 10-10М вызывал положительный инотропный эффект, как в предсердиях, так и в желудочках (рис 6). Увеличение концентрации агониста, вызывающего положительный инотропный ответ от 14 к 100-суточному возрасту, подтверждает высокую чувствительность Р2Х1-пуринорецепторов сердца к агонистам в раннем постнатальном онтогенезе. Отрицательный эффект высоких концентраций, -метиленАТФ на сократимость миокарда предсердий вызван его распадом до аденозина, который оказывает эффект через свои Р1-рецепторы.
У 14-и 21-суточных животных сократимость желудочков и предсердий увеличилась на 31,2±4,7% и 12,1±1,7%, и на 24,5±3,3% и 4,4±0,9% соответственно. Наибольший сократительный эффект желудочков и предсердий у крыс 56-суточного возраста составил 21,4±3,8% и 7,7±1,5%. У 100-суточных животных максимальный сократительный эффект составил 13,6±1,8% в желудочках и 5,3%±0,8% в предсердиях.
Реакция Р2Х1-рецепторов на, -метиленАТФ достоверно выше в желудочках, по сравнению с предсердиями во всех возрастных группах животных, что указывает на разную функциональную активность Р2Х1-пуринорецепторов в разных отделах миокарда.
Влияние , -метиленАТФ на показатели сокращения миокарда растущих крыс на фоне селективного блокатора пуринорецепторов TNP-АТР
TNP-АТР является производным АТФ и является сильным антагонистом Р2Х1-, Р2Х2/3 - и Р2Х3- пуринорецепторов (Vassort G., 2001; Honore Р. et al., 2002; Xu J. et al., 2004). Использование данного блокатора позволит подтвердить участие Р2Х1-подтипа пуринорецепторов в положительном инотропном эффекте миокарда крыс. В экспериментах с данным блокатором для каждого возраста крыс использовали наиболее эффективные концентрации, -метиленАТФ.
Селективный антагонист ТNP-ATP в концентрации 10-6М (Xu J. et al., 2004) полностью предупреждал влияние, -метиленАТФ на сократимость миокарда желудочков и предсердий во всех возрастных группах.
Таким образом, полученные нами результаты подтверждают, что реализация положительного инотропного эффекта, вызванного, -метиленАТФ, осуществляется через активацию Р2Х1 рецепторов.
Рис 6. Влияние бета, гамма- метиленАТФ на сократимость желудочков растущих крыс
Примечание: * - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Совместное влияние карбахолина и 2-метилтио-АТФ на силу сокращения миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе.
Влияние карбахолина на силу сокращения миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе. Влияние стойкого агониста преимущественно М2-холинорецепторов карбахолина на сократимость миокарда изучали в диапазоне концентраций 10-7М -10-4М. Установлено, что карбахолин в концентрации 10-5М вызывал отрицательный инотропный эффект миокарда у крыс 14-, 21-, 56- и 100-суточного возраста.
Карбахолин в концентрации 10-5М снижал сократимость миокарда желудочков и предсердий у 14-сут. крыс на 19,4±4,3% и на 15,4±4,3%, у 21-сут. на 37,0±4,2% и 39,1±5,2%, у 56-сут. на 36±8,0% и 30,5±5,8% и у 100-сут. животных на 36±2,9% и на 25,0±5,7% соответственно.
В наших экспериментах на изолированных полосках предсердий и желудочков карбахолин проявляет разную эффективность в зависимости от возраста животных, что позволяет судить о функциональной активности М2-холинорецепторов в онтогенезе. Так, реакция М2-холинорецепторов, определяющих сократимость предсердий и желудочков при действии карбахолина в концентрации 10-5М снижается от 14 к 100-сут возрасту и является наименьшей у 14-сут крысят, и максимальной у 21-суточных животных по сравнению с 100-сут (рис. 7).
Рис 7. Влияние карбахолина на сократимость миокарда желудочков (А) и предсердий (Б) при действии карбахолина в концентрации 10-5М
Примечание: * - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Совместное влияние карбахолина и 2-метилтио-АТФ на силу сокращения миокарда крыс в раннем постнатальном онтогенезе. Для изучения возможного влияния АТФ на эффекты карбахолина изучали влияние последовательного введения стойкого агониста Р2Х- и Р2Y1-рецепторов- 2-метилтио-АТФ, который добавляли на фоне развивающегося угнетающего инотропного действия карбахолина – агониста М2-холинорецепторов. Так же проводились эксперименты с обратной последовательностью подачи веществ, когда карбахолин добавлялся на фоне развивающегося положительного инотропного эффекта агониста Р2-пуринорецепторов.
У 14-суточных крысят в контроле карбахолин уменьшает сократимость предсердий на 15,4±4,3% и желудочков на 19,4±4,3%. Добавление 2-метилтио-АТФ в концентрации 10-8М усиливает отрицательное действие карбахолина на сократимость до 31,5±5,2% и 43,6±5,3% соответственно, что достоверно больше его эффекта в контроле. Наблюдаемый эффект значительно превышает угнетающее действие одного карбахолина. В контроле 2-метилтио-АТФ в концентрации 10-8М увеличивает силу сокращения предсердий на 15,3±2,0%, желудочков на 25,8±6,2%. При добавлении стойкого аналога АТФ, эффект карбахолина усиливается приблизительно на 54%. Развивается отрицательный инотропный эффект карбахолина, который на фоне 2-метилтио-АТФ у 14-суточных составил 20,9±1,9% в предсердиях и 19,3±2,3% в желудочках, достигая контрольных значений карбахолина к 20 минуте (рис.8).
У 21-суточных крыс в контроле карбахолин уменьшает сократимость предсердий на 39,1±2,7% и желудочков на 37,0±4,2%. Агонист Р2-рецепторов в концентрации 10-7М усиливает сократимость миокарда предсердий и желудочков в контроле приблизительно на 31,3%. Добавление 2-метилтио-АТФ уменьшает эффект карбахолина в предсердиях на 29,0±1,2% и в желудочках на 28,4±3,4%, что достоверно меньше его эффекта в контроле. При обратной последовательности подачи веществ на фоне агониста Р2-пуринорецепторов угнетающий эффект карбахолина на сократимость миокарда составляет всего +3,6±1,7% в предсердиях и -7,7±1,4% в желудочках, что достоверно меньше эффекта карбахолина в контроле (рис. 9).
У 56-суточных крыс в контроле карбахолин угнетает силу сокращений предсердий на 30,5±5,8% и желудочков на 36,0±8,1%. Агонист Р2-рецепторов в концентрации 10-9М увеличивает сократимость миокарда предсердий и желудочков в контроле на 12,6%. Добавление 2-метилтио-АТФ усиливает отрицательный инотропный эффект карбахолина до 35,0±2,6% в предсердиях и до 41,3±3,6% в желудочках соответственно. На фоне положительного действия агониста Р2-рецепторов добавление карбахолина приводит к развитию угнетающего эффекта карбахолина, который проявляется с первой минуты после его добавления и в течение 5 минут достигает эффекта карбахолина в контроле.
У 100-суточных животных в контроле карбахолин ингибирует сократимость миокарда предсердий и желудочков на 25,0±5,8% и на 36±2,9% соответственно. Добавление 2-метилтио-АТФ усиливает эффект карбахолина до 30,9±1,7% в предсердиях и снижает до 25,7±2,3% в желудочках, не достигая контрольных значений. При обратной последовательности подачи веществ карбахолин уменьшает сократимость миокарда предсердий до 19,4±1,5% и желудочков до 24,0±2,5%(р<0,05), что достоверно ниже эффекта карбахолина в контроле.
Таким образом, эффект совместного влияния агонистов Р2-рецепторов 2-метилтио-АТФ и М2-холинорецепторов карбахолина на сократимость миокарда может быть усиливающим или ослабляющим в зависимости от возраста крыс. Активация Р2-рецепторов усиливает угнетающий эффект карбахолина на сократимость миокарда предсердий и желудочков у 14-сут. крысят и сократимость желудочков у 100-суточных крыс. У 21-суточных крысят активация Р2-рецепторв снижает отрицательный эффект карбахолина на сократимость миокарда. Карбахолин ингибирует положительный инотропный эффект 2-метилтио-АТФ во всех возрастных группах.
*
Рис. 8 Изменение сократимости миокарда желудочков (А) и предсердий (Б) у крыс 14 суточного возраста
Примечание:* - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
Рис 9. Изменение сократимости миокарда желудочков (А) и предсердий (Б) у крыс 21 дн. возраста.
Примечание:* - достоверность по сравнению с исходным значением: р<0,05
ВЫВОДЫ
- АТФ в концентрации 10-7М увеличивал сократимость желудочков у 14-, 21-суточных крысят, а в концентрации 10-6М у 56-и 100-суточных крыс. Длительность сокращения желудочков уменьшалась у 21-и 56-суточных крысят.
- Антагонист Р1-рецепторов 8-фенилтеофеллин устраняет отрицательный инотропный эффект, вызванный большими концентрациями АТФ у крыс 21-, 56- и 100-суточного возраста.
- Стойкий аналог АТФ - 2-метилтио-АТФ оказывает дозозависимое увеличение сократимости предсердий и желудочков у 14-суточных в концентрации 10-8М, у 21-суточных - 10-7М и 56-суточным - 10-9М.
- При добавлении 2-метилтио-АТФ на фоне селективного антагониста Р2Y-рецепторов реактива голубого-2 положительный инотропный эффект сохраняется у крыс всех возрастных групп, что указывает на активацию Р2Х-рецепторов сердца.
- У 21-суточных крысят при блокаде Р2Y-рецепторов сила сокращения предсердий и общая длительность сокращения на 2-метилтио-АТФ выше, чем у 100-суточных, что указывает на разную функциональную активность Р2Х-рецепторов на разных этапах онтогенеза.
- На фоне селективного антагониста Р2Х-рецепторов PPADS 2-метилтио-АТФ сохраняет положительный инотропный эффект в миокарде желудочков крыс 100-суточного возраста.
- Селективный агонист Р2Х1-рецепторов, -метиленАТФ вызывает положительный инотропный эффект миокарда предсердий и желудочков у 14-и 21-суточных крыс в концентрации 10-12М, у 56-суточным -10-11М и 100-суточных -10-10М.
- Селективный блокатор Р2Х-рецепторов TNР-АТР устраняет положительный инотропный эффект, вызванный, -метиленАТФ у крыс всех возрастных групп.
9. 2-метилтио-АТФ усиливает угнетающий эффект карбахолина на сократимость миокарда у 14-и 100-суточных крыс. У 21-суточных крысят активация Р2-рецепторв снижает отрицательный эффект карбахолина на сократимость миокарда.
10. Карбахолин ингибирует положительный инотропный эффект 2-метилтио-АТФ во всех возрастных группах.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Зверев А.А. Влияние 2-метилтио-АТФ на сократимость полосок миокарда крыс в онтогенезе / Аникина Т.А., Ситдиков Ф.Г., Зверев А.А. // Тез. 8 Всероссийского научного симпозиума. Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке: 2006г.-Казань: 2006.-С. 39
- Зверев А.А. Участие Р2Х-рецепторов в сердечной деятельности крыс в онтогенезе / Ситдиков Ф.Г., Аникина Т.А., Билалова Г.А., Хамзина Е.Ю., Зверев А.А. // Тез. ХХ съезда Физиологического Общества им. И.П. Павлова - Москва: 2007. С 11
- Зверев А.А. Роль Р2Х- и Р2У-рецепторов в сократимости миокарда крыс в онтогенезе / Аникина Т.А., Билалова Г.А., Ситдиков Ф.Г., Зверев А.А. // Бюлл. эксперим. Биол. и мед. -2007. № 6. – С. 637-640
- Зверев А.А. Влияние АТФ и его аналогов на сократимость миокарда крыс в онтогенезе / Аникина Т.А., Билалова Г.А., Зверев А.А., Ситдиков Ф.Г. // Бюлл. эксперим. Биол. и мед. -2007. № 7. – С. 7-10
- Зверев А.А. Участие Р2Х-рецепторов в положительном инотропном эффекте миокарда крыс в онтогенезе / Зверев А.А., Аникина Т.А., Ситдиков Ф.Г. // Бюлл. эксперим. Биол. и мед. -2008. № 2. – С. 133-135
- Зверев А.А. Участие Р2Х1, Р2Х2, Р2Х2/3 в сократимости миокарда растущих крыс / Зверев А.А. Тез. Четвертой всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения.- ФМГУ им. М.В.Ломоносова, Факультет фундаментальной медицины. :2008.-С.32-33
- Зверев А.А. Участие Р2Х1, Р2Х2 пуринорецепторов в хронотропной и инотропной функции сердца крыс в раннем постнатальном онтогенезе / Ситдиков Ф.Г., Аникина Т.А., Зверев А.А., Хамзина Е.Ю. Тез.VI Сибирского физиологического съезда.-Барнаул: 2008. – С. 53
- Зверев А.А. Пуринорецепторы сердца в онтогенезе / Ситдиков Ф.Г., Аникина Т.А., Зверев А.А. Тез. Четвертой всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения. - ФМГУ им. М.В.Ломоносова, Факультет фундаментальной медицины.:2008.-С.90
- Зверев А.А. АТФ модулирует холинергические влияния на сократимость миокарда в зависимости от возраста крыс. / Аникина Т.А., Зверев А.А., Ситдиков Ф.Г., Трофимова И.А. // Тез. 9 Всероссийской научно-теоретической конференции. Физиологические механизмы адаптации растущего организма. 2008.-С.17
- Зверев А.А. Функциональная активность Р2Х-реепторов крыс в раннем постнатальном онтогенезе. / Зверев А.А., Аникина Т.А., Ситдиков Ф.Г., Билалова Г.А. // Тез. 9 Всероссийской научно-теоретической конференции. Физиологические механизмы адаптации растущего организма. 2008.-С.51
- Зверев А.А. Пуринергическая регуляция деятельности сердца крыс в онтогенезе / Ситдиков Ф.Г., Аникина Т.А., Зверев А.А., Билалова Г.А., Хамзина Е.Ю. // Жур. Онтогенез. -2008. № 5 С.333-339
