CC BY
36
УДК 612.12-036.885-08-039.35-092.9+615.22
В.Т. Долгих
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНДЕРАЛА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ПОСТРЕАНИМАЦИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СЕРДЦА
ГОУ ВПО Омская государственная медицинская академия
Цель настоящего исследования — ограничить избыточную стимуляцию в-адренорецепторов сердца во время умирания, клинической смерти и в раннем постреанимационном периоде с помощью предварительно вводимого индерала. Эксперименты выполнены на беспородных крысах-самцах, перенесших 4-минутную клиническую смерть от острой кровопотери. Установлено, что парентеральное введение индерала в дозе 0,1 мг/кг за 30 мин до кровопотери и клинической смерти уменьшает постреанимационные повреждения сердца. Это проявляется усилением сократимости миокарда левого желудочка изолированного сердца белых беспородных крыс как при обычной, так и повышенной частоте сокращений, ограничении интенсивности процессов перекисного окисления липидов и улучшении энергетического обеспечения сократительной функции, стабильности биоэлектрической активности сердца, меньшей чувствительности сердца к экзогенным катехоламинам.
Ключевые слова: смертельная кровопотеря, реанимация, сердце, катехоламины, индерал
Повышенное содержание катехоламинов в крови, выявляемое в раннем постреанимационном периоде [2], оказывает неблагоприятное влияние на оживающий организм. Катехоламины, особенно норадреналин, через стимуляцию в-ад-ренорецепторов активируют аденилатциклазный механизм, увеличивающий содержание цАМФ. Этот механизм способствует также повышению входа Са2+ в кардиомиоцит и его мобилизации из саркоплазматического ретикулума [4, 12], что сопровождается усилением сократимости миокарда [13]. Происходит переполнение кардиомиоцитов Са2+, нарастают контрактурные сокращения, нарушается электрическая стабильность, целостность мембран, выявляется некробиоз и некроз кардиомиоцитов [19]. Катехоламины вместе с другими локальными нейрогормонами, особенно ангиотензином II, стимулируют активацию фактора роста и увеличивают синтез цитокинов, что сопровождается развитием гипоксического стресса и увеличивает гибель кардиомиоцитов путем апоптоза — т.е. гибель клеток при сохранной мембране, теряющих ядро и функционирующие орга-неллы [16]. Кроме того, катехоламины повышают пейсмекерную активность клеток проводящей системы сердца, что сопровождается увеличением частоты сердечных сокращений, повышением потребности миокарда в кислороде и опасностью развития аритмий [15].
Бета-адреноблокаторы прерывают порочный круг, замыкаемый гиперактивацией симпатоад-реналовой системы, блокируя все механизмы
негативного влияния повышенного содержания катехоламинов [5]. В итоге в-блокаторы дают множественные положительные эффекты: снижение частоты сердечных сокращений, уменьшение гипоксии миокарда, улучшение диастолического расслабления, уменьшение электрической нестабильности кардиомиоцитов, уменьшение их гибели путем апоптоза и некроза.
Цель настоящего исследования — ограничить избыточную стимуляцию в-адренорецепторов катехоламинами, особенно во время умирания и в раннем постреанимационном периоде, и оценить патогенетическую значимость избытка катехоламинов в повреждении сердца в первые часы восстановительного периода после оживления с помощью предварительно вводимого неселективного блокатора в-адренергических рецепторов индерала. При этом учитывалось два момента:
— во-первых, в норме соотношение между в1- и в2-адренорецепторами в сердечной мышце равно примерно 80:20, а в условиях постреанимационно-го повреждения сердца это соотношение меняется (уменьшается количество в1- и увеличивается количество в2-адренорецепторов), и, следовательно, эффективность селективных в1-адреноблока-торов может уменьшаться;
- во-вторых, индерал легко проникает через гематоэнцефалический барьер, а период его полу-выведения составляет от 3 до 5 часов.
Методика
Эксперименты выполнены на беспородных крысах-самцах массой 180-210 г, наркотизиро-
ванных нембуталом (25 мг/кг). Исследования проведены с соблюдением принципов гуманного отношения к животным. Содержание животных, использование наркоза и умерщвление животных проводилось в соответствии с приказом Минвуза СССР № 48 от 23.01.1985 г.
10 животных составили I, контрольную, группу. 12 крыс II группы перенесли клиническую смерть и 12 крыс III группы получали индерал до клинической смерти. 4-минутную клиническую смерть вызывали острым кровопусканием через левую сонную артерию, а оживление осуществляли центрипетальным нагнетанием выпущенной крови и искусственной вентиляцией легких. Ин-дерал вводили внутрибрюшинно в дозе 1 мг/кг за 30 мин до кровопускания. Регистрировали рит-мограмму (непрерывную запись ЭКГ во II отведении в течение 30 мин с момента оживления для подсчета экстрасистол за этот промежуток времени). Через 1,5 часа после оживления, когда сердечная недостаточность достигала своего максимального проявления, извлекали сердца и изучали их сократительную функцию по методу [10]. С этой целью в полость левого желудочка вводили латексный баллончик постоянного объема, сжимая который, сердце осуществляло изоволюмические сокращения с частотой 120 мин-1, навязываемой электростимулятором ЭСУ-2. Сердца перфузи-ровали ретроградно раствором Кребса-Хензелай-та, насыщенным карбогеном (95% О2 и 5% СО2) под давлением 70 мм рт.ст. при 37 °С. Давление в левом желудочке измеряли электроманометром ВМТ (Германия) и регистрировали его вместе с первой производной на приборе Н338-4П. Через 30 мин перфузии (время, необходимое для стабилизации работы сердца) регистрировали сократительную функцию сердца и одновременно брали пробы перфузата, прошедшего через коронарное русло, в котором унифицированными методами с использованием стандартных наборов определяли активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ), ас-партатаминотрансфераза (АСТ) и малатдегидро-геназы (МДГ), содержание глюкозы [2], лактата [7] и пирувата [1]. Чувствительность адреноре-цепторов к норадреналину (НА) оценивали пу-
тем построения графиков зависимости эффектов от концентрации НА (влияние последовательно возрастающих концентраций НА — 5х10-8, 1х10-7, 2,5х10-7 и 5х10-7 мкг — на сократимость сердца) в системе двойных обратных координат. По этим графикам рассчитывали величину кажущейся константы диссоциации комплекса «НА-адре-норецептор», равную половине максимальной. Ткань миокарда для биохимических исследований забирали металлическими щипцами, охлажденными в жидком азоте, и определяли в нем содержание диеновых конъюгатов [8], оснований Шиффа [9], антиокислительную активность липидов (АОА) [11], активность супероксиддисму-тазы [6], каталазы [14], глутатионперксидазы [17] и глутатионредуктазы [18]. Результаты обработаны статистически (Гланц, 2001). Поскольку показатели отвечали нормальному распределению, то были использованы критерии параметрической статистики: средняя арифметическая (М), ее стандартная ошибка (±т). Оценку достоверности различий сравниваемых показателей проводили с использованием ^критерия Стьюдента. Минимальный уровень достоверности верифицировали при р<0,05.
Результаты
Предварительная блокада в-адренорецепто-ров индералом более чем на 2 мин увеличивала продолжительность умирания, а при оживлении способствовала более раннему восстановлению сердечных сокращений, дыхания и роговичных рефлексов (Таблица 1). Индерал уменьшал электрическую нестабильность сердца, характерную для раннего постреанимационного периода: количество экстрасистол в течение 30 мин после восстановления работы сердца уменьшалось до 6±2,2 (в опыте — 59±8,0). Среди животных, не защищенных индералом, нарушения сердечного ритма наблюдались довольно часто: экстрасис-толия в 100% случаев, а фибрилляция — в 37% случаев. Обладая антифибрилляторным эффектом [20], индерал предупреждал фибрилляцию желудочков, возникающую обычно во время клинической смерти или при оказании реанимационного пособия, а также уменьшал летальность в
Таблица 1
Влияние индерала на умирание и восстановление жизненно важных функций организма (М±ш)
Показатель Реанимация Индерал + реанимация
Длительность умирания, мин 4,5±0,4 6,9±0,6*
Кровопотеря, мл/кг 43,6±1,2 46,5±1,2
Время восстановления:
— сердечных сокращений, с 108±6 75±5*
— дыхания, мин 7,2±0,5 5,3±0,4*
— роговичных рефлексов, мин 22,3±1,8 12,9±0,6*
Примечание. * — Р<0,05
первые 1,5 часа постреанимационного периода с 55,1 до 37,7%.
Предварительная блокада в-адренорецепторов в 2-3 раза уменьшала выход ЛДГ, АСТ и МДГ из кардиомиоцитов в коронарный проток (Таблица 2), свидетельствуя об уменьшении постреанима-ционных повреждений сердца.
Защищенные индералом сердца отличались более высокой сократимостью. Как следует из таблицы 3, введение индерала интактным животным сопровождалось повышением развиваемого давления и скорости сокращения и расслабления благодаря его способности препятствовать активации лигандзависимых Са-каналов, а также способности снижать концентрацию высокоаффинных участков связывания Са2+ сарколеммой и тем самым регулировать связывание внутриклеточного кальция, непосредственно участвующего в сокращении, низкоаффинными участками на поверхности сарколеммы.
Введение препарата до кровопотери уменьшало постреанимационную депрессию сократительной функции миокарда как при обычной, так и при высокой частоте сокращений: систолическое давление повышалось до уровня контрольного, а скорости сокращения и расслабления даже превышали контроль.
При навязывании высокого ритма сокращений (400-500 мин-1) защитный эффект индерала
проявлялся еще более отчетливо. Во-первых, сердца всех животных, получавших индерал до клинической смерти, усваивали в постреанимацион-ном периоде высокий ритм сокращения. Сердца животных, не защищенных индералом, все без исключения усваивали навязываемый ритм сокращений 400 мин-1, а более высокий — 500 мин-1
— лишь 30%. Во-вторых, сохранялся положительный инотропный эффект высокой ЧСС, обычно утрачиваемый после клинической смерти: развиваемое левым желудочком давление достигало 113±9,3 мм рт. ст., а без препарата оно не превышало 32±0,2 мм рт. ст. На фоне адренергической блокады навязывание высокой ЧСС вызывало в 2,6 раза меньший, чем в опыте, дефект диастолы.
Предварительное введение индерала существенно уменьшало метаболические нарушения в миокарде в раннем периоде после оживления. Это касается, прежде всего, снижения интенсивности процессов липопероксидации. Сам по себе инде-рал, как известно, не является ингибитором свободнорадикальных реакций. Он предотвращает лишь избыточную активацию адренорецепторов катехоламинами и ограничивает их аутоокисление, сопровождающееся генерацией супероксид-ных радикалов, способных инициировать реакции ПОЛ. В результате этого в миокарде снижается в 2-3 раза содержание диеновых конъюгатов и оснований Шиффа за счет повышения антиокисли-
Таблица 2
Влияние клинической смерти и предварительного введения индерала на выход ферментов в коронарный проток и углеводный обмен изолированных сердец крыс после оживления (М±ш)
Изучаемый показатель Серии экспериментов
Контроль (I) п=10 Реанимация (II) п=12 Индерал + реанимация (III) п=12
ЛДГ, ммоль/(ч-кг) 10,3±1,01 33,5±2,87*** 13,6±1,16*АЛЛ
МДГ, ммоль/(ч- кг) 12,4±1,13 25,9±2,35*** 16,3±1,67*ллл
АСТ, ммоль/(ч- кг) 18,9±1,38 41,8±3,55*** 18,6±2,72ллл
Глюкоза, мкмоль 78±6,0 173±9,2*** 86±5,7ллл
Лактат, мкмоль 38±3,2 58±4,1*** 17±3,2***ллл
Пируват, мкмоль 5,2±0,5 17,4±1,1*** 10,0±2,14***ллл
Примечание. «Утечка» ферментов в коронарный проток рассчитана на 1 г сухой массы миокарда за 1 час. Потребление глюкозы и выделение лактата и пирувата рассчитано на 1 кг массы миокарда за 1 мин и на 1 мм рт. ст. развиваемого давления. * — Р<0,05, *** — р<0,001 по отношению к контролю; ААА — Р11111<0,001.
Таблица 3
Влияние предварительно введенного индерала на постреанимационные нарушения сократительной функции левого желудочка сердца (М±ш)
Изучаемый показатель Серии опытов
Контроль (I) п=10 Реанимация (II) п=12 Индерал + реанимация (III) п=12
Систолическое давление, мм рт. ст. 84±2,9 44±4,1*** 89±7,0ллл
Диастолическое давление, мм рт.ст. 4,0±0,4 4,8±0,5 5,1±0,4
Скорость сокращения, мм рт. ст./с 1341±87 638±44*** 2102±162***ллл
Скорость расслабления, мм рт. ст./с 807±47 362±36*** 1060±73ллл
Примечание. * — Р<0,05; ** — Р<0,01; *** — Р<0,001 по отношению к контролю; АА — РП_Ш<0,01; ААА — Р11Ш<0,001.
Таблица 4
Влияние предварительного введения индерала на постреанимационную активацию процессов ПОЛ в сердечной мышце (M±m)
Изучаемый показатель Серии экспериментов
Контроль (I) n=10 Реанимация (II) n=12 Индерал + pеанимация (III) n=12
Диеновые конъюгаты, ммоль/кг 1,56±0,06 2,57±0,19*** 1,44±0,08ААА
Основания Шиффа, 106 ед./кг 3,43±0,18 5,25±0,61** 2,73±0,41АА
АОА липидов, ммоль/кг 11,1±0,66 2,3±0,14*** 9,8±0,65ААЛ
Супероксиддисмутаза, 103 ед./(ч-кг) 205±12 157±11** 174±11
Каталаза, 104 ед./(ч-кг) 516±36 330±29*** 651±75ллл
Глутатионпероксидаза, ммоль/(ч-кг) 431±29 270±14*** 392±18ллл
Глутатионредуктаза, ммоль/(ч-кг) 296±19 234±20* 173±15***лл
Примечание: * — Р<0,05; ** — Р<0,01; *** — Р<0,001 по отношению к контролю; аа — Рп ш<0,01; ааа — Рп1п<0,001.
Таблица 5
Влияние предварительного введения индерала на постреанимационные изменения содержания катехоламинов в сердце и чувствительность его адренорецепторов к норадреналину (М±ш)
Серия опытов Норадреналин, нг/г Адреналин, нг/г К, 108 мкг
Контроль (I) 1322±92 56±6 13,7±1,42
Реанимация (II) 905±64*** 72±9 6,9±0,90***
Индерал + реанимация (III) 1178±96л 53±11 11,3±0,77ллл
Примечание. * — Р1П<0,001; а — РП_Ш<0,05; ааа — Рнш<0,001.
тельной активности липидов и усиления мощности ферментативной системы антирадикальной и антиперекисной защиты (Таблица 4).
Ограничение с помощью индерала интенсивности процессов липопероксидации благоприятно сказывалось на энергетическом обмене в сердце, о чем можно судить при оценке эффективности использования глюкозы в качестве субстрата изолированными изоволюмически сокращающимися сердцами. Из таблицы 2 следует, что на единицу выполняемой функции они затрачивали в 2 раза меньше глюкозы, в 3 раза меньше выделяли в коронарный проток лактата и в 1,7 раза — пирувата. Это свидетельствует о повышенной утилизации лактата и пирувата изолированными сердцами на фоне блокады р-адренорецепторов с помощью индерала.
Индерал, вводимый до клинической смерти (Таблица 5), способствовал сохранению норадре-налина в сердце в раннем постреанимационном периоде на более высоких цифрах (1178±96 нг/г против 905±64 нг/г), снижая тем самым чувствительность его адренорецепторов к экзогенному норадреналину — принцип Кеннона-Розенблюта (обратная зависимость между содержанием но-радреналина в миокарде и чувствительностью его рецепторов к экзогенному норадреналину). Из таблицы следует, что блокада р-адренорецепто-ров сердца индералом почти в 2 раза увеличивает кажущуюся константу диссоциации норадрена-лина с адренорецептором, численно равную кон-
центрации катехоламина, вызывающей адренергическую реакцию, по величине равную половине максимальной.
Заключение
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что предварительное введение индерала уменьшает постреанимационные повреждения сердца благодаря его способности блокировать Р-адренорецепторы и тем самым предупреждать кардиотоксическое действие высоких концентраций катехоламинов путем ограничения интенсивности процессов ПОЛ и сохранения фосфолипидного состава мембран [3], создавая оптимальные условия для функционирования мембранолокализованных ферментов, обеспечивающих образование энергии в клетке и эффективное использование ее в сократительном процессе и трансмембранном транспорте ионов.
APPLICATION OF INDERAL FOR DECREASE OF HEART POSTRESUSCITATIONAL LESION
V.T. Dolgikh
The aim of the investigation is to limit redundant stimulation of the heart р-adreoreceptors in dying, clinical death early resuscitational period by means of preliminary inderal injection.The experiments were performed on mongrel male rats endured 4-min clinical death from acute blood loss. It has been established that 1 mg/kg parenteral inderal injection 30 min before the blood loss and clinical death decreases postresuscitational heart lesion. It becomes
apparent in myocardium left ventricle intensification of isolated white mongrel rat heart both in usual and in heightened contraction frequency, restriction of lipide peroxidase oxidation, improvement of contractile function electric maintenance, bioelectric heart function stability, decreased heart sensitiveness to exogenous catecholamines.
Литература
1. Бабаскин П.М. // Лаб. дело. — 1976. — № 8.
— С. 497.
2. Голиков Ю.И. // Лаб. дело. — 1970. — № 5.
— С. 293-295.
3. Долгих В.Т. Повреждение и защита сердца при острой смертельной кровопотере. — Омск, 2002. — 203 с.
4. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. // Вопр. мед. химии. — 2002. — Т. 48. — № 1. —С. 45-67.
5. Сулимов В. // Врач. — 2001. — № 1. — С. 19-21.
6. Чумаков В.Н., Осинская Л.Ф. // Вопр. мед. химии.
— 1977. — Т. 23. — № 5. — С. 712-716.
7. Bergmeher H.U. Methods of enzymatic analysis. — Weinheim, 1963.
8. Bolland L.L., Koch H.P. // J. Chem. Sci. — 1945. — Vol. 7. — № 12. — P. 445-447.
9. Csallany A.S., AyazK.L. // Lipids. — 1976. — Vol. 11.
— № 5. — P. 412-417.
10. Fallen E.T., Elliott W.G., Gorlin R. // J. Appl. Physiol. — 1967. — Vol. 22. — № 4. — P. 836-839.
11. Glevind G. // Acta Chem. Scand. — 1963. — Vol. 17. — № 6. — P. 1635-1640.
12. Goodwin G.W., Ahmad F, Doenst T, Taegtmeye H. // Amer. J. Physiol. — 1998. — Vol. 274. — № 4, Pt 2.
— P. 1239-1247.
13. Huang M.-H.., Knight P.R., IzzoJ.L. // Amer. J. Physiol. — 1999. — Vol. 276. — № 2, Pt2. — P. R259-R264.
14. Hubl P., Bretschneider R. // Z. Physiol. Chem. — 1964. — Bd. 335. — S. 146-155.
15. Jalife J. // An. Rev. Physiol. — 2000. — Vol. 60.
— P. 25-50.
16. Nuss H.B., Kaab S., Rass D.A. et al. // Amer. J. Physiol. — 1999. — Vol. 277. — №1, Pt 2. — P. H80-H91.
17. Paglia D.E., Valentine W.N. // J. Lab. Clim. Med.
— 1967. — Vol. 70. —№ 1. — P. 158-169.
18. Racker E. // J. Biol. Chem. — 1955. — Vol. 217.
— P. 855-865.
19. Reimer T.L., Sobie E.A., TungL. // Amer. J. Physiol.
— 1998. — Vol. 275. — № 2, Pt2 — P. 431-442.
20. Wikstrand J. // Satellite Symposium Heart Failure 99. — Goteborg, 1999. — Abstr. 3-6.
