CC BY
20
© Коллектив авторов. 2001 УДК 616.61 -008.64:615.254.1:612.12
О.Н.Береснева, Т.А.Барабанова, М.М.Парастаева, Н.Л.Пенчул
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ХРОНИЧЕСКАЯ ПОЧЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ, ФУРОСЕМИД, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ВОРОТНОЙ ВЕНЫ И СОКРАТИМОСТЬ МИОКАРДА. СООБЩЕНИЕ II
O.N.Beresneva, T.A.Barabanova, M.M.Parastaeva, N.A.Penchul
EXPERIMENTAL CHRONIC RENAL FAILURE, FUROSEMIDE, CONTRACTILE ACTIVITY OF THE PORTAL VEIN AND MYOCARDIAL CONTRACTILITY. COMMUNICATION II
Научно-исследовательский институт нефрологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П.Павлова; Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия
РЕФЕРАТ
Исследовали влияние фуросемида на авторитмическую сократительную активность воротной вены и сократимость миокарда у крыс с экспериментальной хронической почечной недостаточностью. Препарат применяли через 7 дней после нефрэктомии в дозах 20 и 120 мг/кг ежедневно в течение 8 нед. Показано, что фуросемид в исследуемых дозах предотвращает снижение функциональной активности воротной вены и развитие гиперактивности сократительного миокарда, отмечающиеся у крыс, не получавших препарат, через 2 мес после резекции почечной массы. Миокард и воротная вена крыс с уремией, получавших 20 мг/кг фуросемида, обладают прогностически более благоприятными свойствами.
Клюевые слова: хроническая почечная недостаточность, фуросемид, воротная вена, механическая активность миокарда.
ABSTRACT
Under investigation was the effect of furosemide on the contractile activity of the portal vein and myocardium in rats with chronic renal failure (CRF). The rats received furosemide (20 and 120 mg/kg) daily 7 days after nephrectomy. It was shown that furosemide prevented a decrease of contractile activity of the portal vein and the development of the contractile myocardium hyperactivity which could be observed in rats not given furosemide, within 2 months after nephrectomy. The myocardium and portal vein in uremic rats given 20 mg/kg of furosemide were found to have more favorable prognostic properties.
Key words: chronic renal failure, furosemide, portal vein, mechanical activity of myocardium.
ВВЕДЕНИЕ
Фуросемид — широко известный диуретик, используемый для коррекции водно-электролитных нарушений. Основная цель его применения сводится к выведению из организма избыточной жидкости путем ингибирования реаб-сорбции хлорида натрия и воды в почечных канальцах.
Диуретический эффект фуросемида связан с блокадой К+, 2СГ-котранспортера в тол-
стом нисходящем колене петли Генле [10]. Такой же электрически нейтральный транспорт ионов присутствует в эритроцитах [8], аксонах |4|, кар-диомиоцитах |16], гладкомышечных клетках (ГМК) сосудов [7]. Известно, что фуросемид уменьшает содержание внутриклеточного кальция, оказывая ингибирующее действие на оубаин
нечувствительную №+-АТФазу кардиомиоцитов (похожа на таковую в почках) [6].
Ранее считалось, что вазодилатационный эффект фуросемида осуществляется только при посредничестве почек, и именно простагландины почечного происхождения вовлекаются в гемо-динамический эффект. Поэтому дилатационное действие препарата отсутствует у больных с хронической почечной недостаточностью (ХПН) и у животных, подвергнутых нефрэктомии (НЭ) [12]. Однако недавно установили, что фуросемид стимулирует синтез и секрецию эндотелий расслабляющих факторов в емкостных и резистив-ных сосудах [21], в том числе и в коронарных [15]. Увеличение концентрации N0 под влиянием фуросемида приводит к снижению агрегации тромбоцитов, нарушению их взаимодействия с
сосудистой стенкой [18], снижению адгезии моноцитов на эндотелии [5], а также подавлению пролиферации ГМК сосудов [14], что оказывает антисклеротическое действие.
У людей гемодинамический эффект диуретика наблюдается через 5 мин после перораль-ного назначения 40 мг препарата и держится в течение 30 мин [9].
Необходимо отметить и отрицательные последствия фуросемида, которые могут быть обусловлены прежде всего избыточной продукцией N0 [11], стимуляцией и образованием ан-гиотензина II, повышением уровня ПТГ вследствие увеличения почечной экскреции Са [17]," а также уменьшением входа Са в паратиреоци-ты при блокаде котранспорта [22].
В предыдущем сообщении [2] нами подробно описано влияние фуросемида на сократимость миокарда у крыс с экспериментальной ХПН. Поскольку препарат часто применяется в клинике при состояниях, так или иначе связанных с несостоятельностью сердечной деятельности, бесспорный интерес приобретает исследование его влияния непосредственно на сердечно-сосудистую систему. Настоящее сообщение посвящено сравнительному анализу действия фуросемида на функциональную активность гладкомышечных клеток воротной вены (ВВ) и механическую активность миокарда (изометрический режим) у крыс с экспериментальной ХПН.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследование проводили на крысах-самцах линии Вистар массой 180—230 г. Модель почечной недостаточности создавали посредством поэтапной нефрэктомии (удаляли 5/6 почечной массы). В качестве контроля использовали ин-тактных животных. В ходе эксперимента крыс содержали на стандартной пищевой диете и свободном доступе к воде.
Через 7 дней после второго этапа операции крысы были разделены на 3 группы. Животные 1-й группы получали фуросемид per os в дозе 20 мг на 1 кг массы тела ежедневно, 2-й группы — 120 мг/кг. Крысы 3-й группы после нефрэктомии препарат не получали.
Забой производили через 8 нед после второго этапа операции посредством декапитации. Во время забоя у животных собирали кровь.
После забоя у крыс выделяли фрагмент воротной вены и регистрировали авторитмическую сократительную активность на ЭВМ и диаграммной ленте самописца.
Сократительную активность миокарда исследовали в изометрическом режиме. Эксперименты выполнены на тонких (диаметром 0,2-0,3 мм) папиллярных мышцах правого желудочка крыс. Описание деталей эксперимента дано ранее [2, 3]. При статистической обработке материала использовали методы Стьюдента и Вилкоксона.
РЕЗУЛЬТАТЫ
В настоящем исследовании, как и в ранее опубликованных нами работах [1], показано снижение авторитмической сократительной активности воротной вены (ВВ) у крыс через 2 мес после нефрэктомии (мочевина крови — 13,9±1,5 ммоль/л). Снижение функциональной активности ГМК выражается в уменьшении общей амплитуды фазно-тонических сокращений и площади под кривой сокращений, характеризующей выполняемую веной работу по сравнению с интактными крысами (таблица). У животных, получавших после НЭ ежедневно фуросемид в дозе 20 мг/кг (мочевина крови 8,9±1,8 ммоль/л), функциональная активность воротной вены достоверно не отличалась от параметров, отмеченных у интактных крыс. В то же время, общая амплитуда фазно-тонических сокращений у данной группы животных, в среднем, на 40,4% превышала соответствующий показатель, зарегистрированный у крыс, не получавших данный препарат после НЭ, а выполняемая веной работа — на 50,5%.
У животных, получавших после НЭ ежедневно фуросемид в дозе 120 мг/кг (мочевина крови — 12,9±2,5 ммоль/л), наблюдалось резкое увеличение амплитуды фазно-тонических сокращений относительно группы крыс, не получавших препарат после резекции почечной массы. Выполняемая веной работа практически не отличалась от интактных животных (см. таблицу).
Функциональная активность воротной вены крыс, подвергнутых нефрэктомии, и крыс, получавших фуросемид после нефрэктомии (Х±т)
Группа животных Частота сокращений в 1 мин Общая амплитуда фазно-тонических сокращений Площадь под кривой сокращений за 1 мин, усл. ед.
Контроль(п=12) 19,6+4,2 135,9+26,0 161,6±48,3
НЭ, 2 мес (п=11) 24,4±8,3 78,8±24,3* 89,2±16,7*
НЭ+20 мг фуросемида (п=9) 15,7±3,8 190,3±57,7" 139,1 + 13,4**
НЭ+120 мг фуросемида (п=9) 12,5+3,2 310,5±78,0" 154,0±20,3**
* Различия достоверны относительно контроля, р<0,01.
*' Различия достоверны относительно группы НЭ животных, неполучавших
фуросемид.
Таким образом, снижения авторитмической сократительной активности ВВ у животных, получавших фуросемид как в дозе 20 мг/кг, так и 120 мг/кг, не наблюдалось.
Исследование механической активности миокарда крыс (изометрический режим), подвергнутых нефрэктомии и неполучавших фуросемид, показало увеличение всех параметров изометрического сокращения миокарда в группе животных с уровнем мочевины крови 11,2±2,6 ммоль/л. По сравнению с контрольными крысами отмечался рост силы изометрических сокращений почти в 2,5 раза. Характерное время расслабления 130 увеличивалось на 65,2±9,5%, время достижения максимума сокращений (ВДМ) — на 40,4+10,4%. У 2-й группы крыс (мочевина — 16,6±1,3 ммоль/л) амплитуда изометрических сокращений уменьшалась, в среднем, на 50%, в то время как характерное время расслабления значительно увеличивалось, т. е. отмечалось падение силы сокращений и замедление релаксации.
У крыс, получавших фуросемид в дозе 20 мг/кг, амплитуда изометричес-ких сокращений увеличивалась, в среднем, на 34%, время расслабления 130 — на 43%, ВДМ — на 25%. Это свидетельствует о том, что фуросемид в исследуемой дозе уменьшает выраженность гиперфункционального состояния миокарда крыс с экспериментальной ХПН.
У животных, получавших препарат в дозе 120 мг/кг, сила изометрических сокращений повышается, в среднем, на 21%, характерное время расслабления 130 — на 34,5%, а ВДМ — на 10,5%, т. е. фуросемид способствует нормализации параметров изометрического сокращения миокарда.
ОБСУЖДЕНИЕ
У крыс с экспериментальной ХПН через 2 мес после НЭ отмечается снижение авторитмической сократительной активности ВВ. Подавление функциональной активности ГМК обусловлено прежде всего избыточным поступлением ионов кальция в цитоплазму и следующим за ним нарушением энергообеспечения клеток [13]. Фуросемид, блокируя в ГМК сосудов Иа+, К+, 2СГ-котранспортер, снижает содержание натрия внутри клетки, уменьшает внутримитохондриальный и внутриклеточный отек. Следствием уменьшения внутриклеточной аккумуляции натрия является снижение внутриклеточного свободного кальция, что связано с №+,Са2+-обменом [20]. Не исключено, что фуросемид оказывает инги-бирующее действие на оубаин нечувствительную №+-АТФазу миоцитов (похожую на тако-
вую в почках и кардиомиоцитах), что приводит к уменьшению содержания кальция в клетках [19]. Таким образом, фуросемид замедляет процесс перегрузки миоцитов кальцием и отодвигает во времени возникновение второй фазы изменений сократительной активности ВВ, отмеченной при развитии экспериментальной ХПН, — ее снижение.
Увеличение функциональной активности ВВ у 2-й группы животных, получавших высокую дозу препарата, свидетельствует о некоторой стабилизации мембран ГМК, возможно вследствие гиперполяризации их под влиянием N0 и простациклина, эффект которых отчасти сводится к увеличению содержания цГМФ [21]. У животных, подвергнутых НЭ и неполучавших фуросемид, перегрузка ГМК кальцием приводит к резкому снижению функциональной активности ВВ.
Сравнительный анализ действия фуросеми-да на сократимость миокарда и авторитмическую сократительную активность ВВ у крыс с экспериментальной ХПН показал однонаправленность его влияния на кардиомиоциты и ГМК сосудов. Малые дозы фуросемида предотвращали гипертрофию миокарда и сохраняли нормальную его сократимость (изометрический режим) у крыс с ХПН I ст. То же самое можно сказать и о функциональной активности ГМК ВВ.
Увеличение сократимости миокарда, как и рост амплитуды фазно-тонических сокращений у 2-й группы животных, получавших большую дозу фуросемида, свидетельствует об увеличении входа ионов кальция при каждом цикле возбуждение—сокращение вследствие изменения проницаемости клеточных мембран. Однако это увеличение сократимости свидетельствует о неблагоприятном действии большой дозы препарата на сердечно-сосудистую систему крыс, подвергнутых нефрэктомии, так как в этой дозе он не способен сдерживать развитие функциональных сдвигов в миоцитах, характеризующих 1-ю фазу ХПН. О неблагоприятном действии фуросемида на сердечно-сосудистую систему крыс с ХПН свидетельствует и уменьшение скорости расслабления миокарда у этой группы животных [2]. Учитывая, что замедление релаксации является одним из ранних признаков сердечной недостаточности, а также резкое снижение сократительной активности ГМК ВВ, сопровождающееся уменьшением скорости расслабления одиночных сокращений, можно полагать, что состояние и миокарда, и ГМК сосудов крыс, получавших меньшую дозу фуросемида, является прогностически более благоприятным.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
У крыс с экспериментальной ХПН фуросе-мид в дозе 20 мг/кг предотвращает развитие гиперактивности ГМК ВВ и миокарда, характерной для I степени ХПН. Состояние миокарда и ГМК сосудов животных, получавших меньшую дозу препарата, является прогностически более благоприятным.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Барабанова В.В., Береснева О.Н., Мирошниченко Е.Л. и др. Функциональная активность воротной вены как отражение метаболических изменений при экспериментальной ХПН // Физиол. журн. СССР,—1993,—Т. 79, № 1 .—С. 64-72.
2. Барабанова Т.А., Пенчул Н.А. Экспериментальная хроническая почечная недостаточность, фуросемид и сократимость миокарда. Сообщение I // Нефрология,—1998,— Т. 2, №3.—С. 104-109.
3. Проценко Ю.Л., Мархасин B.C., Изаков В.Я. и др. Оценка сократимости миокарда в ауксотоническом режиме сокращений // Физиол. журн. СССР,—1986—Т. 72, № 1 .—С. 79-86.
4. Altamirano А.А., Rassell J.M. Coupled Na/K/CI efflux reverse undirectional fluxes in sonid giant axon // J. Gen. Physiol.—1987.—Vol. 89.—P. 669-689.
5. Bath P.M., Hassall D.M., Gladwin A.C. et al. Nitric oxide and prostacyclin: divergence of inhibitory effects on monocyte chemotaxis and adhesion to endothelium in vitro // Atheroscler. Thromb.—1991 .-Vol. 11 .—P. 254-260.
6. Camejo J.L., Proverbio T.F. Oubain — insensitive Naf stimulated ATPase activity in rabbit cardiac sarcolemma // Corn-par. Biochem. and Physiol.—1995.—Vol. 10, № 2,—P. 345-348.
7. Donnell M.E., Owen N.E. Reduced NaKCI cotransport in vascular smooth muscle cells from spontaneously hypertensive rats//Amer. J. Physiol.—1988,—Vol. 255,—P. 169-180.
8. Duhm J., Gobel B.O. Role of the furosemide-sensitive Na/K transport system in determining the steady-state Na and К content and volume of human erythrocytes in vitro and in vivo// J. Memb. Biol—1984,—Vol. 77,—P. 243-254.
9. Gabriele W., Fink E., Liuz W. Furosemide enhances the release of endothelial kinins, nitric oxide and prostacyclin // J. Pharmacol. Exp. Ther —1994.—'Vol. 271, №3,—P. 1611-1615.
10. Greger R. Ion transport mechanisms in thick ascending limb of Henle's loop mammalian nephron // Physiol. Rev.— 1985,—Vol. 65,—P. 760-797.
11. Habid F., Dutka D.,Crosssman D. et al. Enhanced basal nitric oxide production in heart failure: another failed counter — regulatory vasodilator mechanism? // Lancet.—1994,—Vol. 344, № 8919,—P. 371-373.
12. Johnstone G.D., HiattW.R., Nies A.S. etal. Factors modifying the early nondiuretic vascular effects of the furosemide in man //Circ. Res.— 1983,—Vol. 53,—P. 630-635.
13. Massry S.G., Smogorzewski M. Parathyroid hormone, chronic renal failure and liver // Kidney Int.—1997,—Vol. 52, Suppl. 62.-P. S5-S7.
14. Morton J.J., Beattie E.C., Speirs A.N. Persistant hypertension following inhibition of nitric oxide formation in the young Wistar rat; role of renin and vascular hypertrophy // J. Hyper-tens.— 1993,—Vol. 11,—P. 1083-1088.
15. Noda K., Sasaguri M., Ideishi M, et al. Role of locally formed angiotensin II and bradycinin in the reduction of myocardial infarct size in dogs // Cardiovas. Res.—1993.—Vol. 27.— P. 334-340.
16. Panet R., Fixler R., Snyder D. et al. The role of Na+/K+/CI-transporter in the positive inotropic effect on oubain in cardiac myocytes // J. Cell. Physiol.—1990.—Vol. 145.— P. 24-29.
17. Reichel H., Deibert В., Geberth S. et al. Furosemide therapy and intact parathyroid hormone plasma concentration in chronic renal insufficiency // Nephrol. Dial. Transplant.— 1992,—Vol.7, № 1,—P. 8-15.
18. Remuzzi G., Perico N., ZojaG. et al. Role of endothelium derived nitric oxide in the bleeding tendency of uremia // J. Clin. Invest.—1990,—Vol. 86,—P. 1768-1771.
19. Rubin J., Kessler G., Navon G. The effect of furosemide on Ca ion concentration in myocardial cells // Cell. Calcium.— 1995.—Vol. 18, №2,—P. 135-139.
20. Rubin J., Skutelsky E., Amihai D. Improved hypothermic preservation of rat hearts by furosemide // J. Thorac. Cardiovas. Surg.—1995.—Vol. 110, № 2,—P. 523-531.
21. Schini V.B., Bourlanger G., Regoli D. et al. Bradykinin stimulates the production of cyclic GMP via activation of B-2 Kinin receptors in cultured porcine aortic endothelial cells // J. Pharmacol. Exp. Ther—1990—Vol. 252—P. 581-585.
22. Turner R. J., George J.N., Baum B. J. Evidence for a NaKCI cotransport system in basolateral membrane vesicles from rabbit parotid // J. Memb. Biol.—1994.—Vol. 5.— P. 143-152.
Поступила в редакцию 20.11.2000 г.
