CC BY
67
ЛАБОРАТОРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 616.001.16-092.17
РЕЦЕПТОРНАЯ ПРИРОДА АНТИАРИТМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ДЕЛЬТОРФИНА-II ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ КОРОНАРООККЛЮЗИИ И РЕПЕРФУЗИИ
Ю.Б. Лишманов, Л.Н. Маслов, А.В. Крылатов, Е.И. Барзах
ФГБУ "НИИ кардиологии" СО РАМН, Томск E-mail: Maslov@cardio.tsu.ru
RECEPTOR NATURE OF ANTIARRHYTHMIC EFFECT OF DELTORPHIN-II DURING SHORT TERM CORONARY ARTERY OCCLUSION AND REPERFUSION
Yu.B. Lishmanov, L.N. Maslov, A.V. Krylatov, E.I. Barzakh
Federal State Budgetary Institution "Research Institute for Cardiology" of Siberian Branch under the Russian Academy of Medical Sciences, Tomsk
Установлено, что активация периферических 82-опиоидных рецепторов способствует увеличению устойчивости сердца к аритмогенному влиянию коронароокклюзии и реперфузии. Эндогенные опиоиды не участвуют в патогенезе окклюзионных и реперфузионных аритмий у неадаптированных крыс.
Ключевые слова: опиоидные рецепторы, сердце, ишемия, реперфузия, аритмии.
It was established that activation of peripheral 82-opioid receptors promotes an increase in cardiac tolerance to arrhythmogenic impact of coronary artery occlusion and myocardial reperfusion. Endogenous opioids are not involved in pathogenesis of occlusion and reperfusion arrhythmias in non-adapted rats.
Key words: opioid receptors, heart, ischemia, reperfusion, arrhythmias.
Введение
Проблема терапии и профилактики сердечных аритмий, возникающих при ишемии-реперфузии миокарда, продолжает оставаться актуальной [3, 15]. В подтверждение этой точки зрения можно привести данные литературы о том, что у 41% из числа пациентов с Q-волновым инфарктом миокарда развиваются потенциально злокачественные желудочковые аритмии, резистентные к терапии как р-адреноблокаторами или антагонистами кальция, так и антиаритмическими препаратами III класса [3]. Следовательно, для успешного лечения резистентных к медикаментозной терапии желудочковых аритмий, возникающих при инфаркте миокарда, необходимо создание лекарственных препаратов с принципиально иным механизмом действия.
Ранее нами было показано, что внутривенное введение пептидного агониста ц- и 5-опиоидных рецепторов (ОР) даларгина (Б-А1а2Ди5,А^6-энкефалин) в дозе 100 мкг/кг предупреждает возникновение окклюзионных желудочковых аритмий у наркотизированных крыс [9], а предварительная инъекция блокатора ОР налоксона полностью устраняет указанный эффект. Из литературы из-
вестно, что даларгин при внутрибрюшинном введении способен проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) только в дозах, превышающих 0,5 мг/кг [4]. Опираясь на эти факты, мы предположили, что антиаритми-ческий эффект даларгина является следствием активации периферических ОР [9]. Оставалось неясным, с активацией какого субтипа периферических опиоидных рецепторов связан антиаритмический эффект даларгина. По нашим данным [1], единственным пептидом, эффективно предупреждающим аритмии в ишемическом периоде длительной (45 мин) коронароокклюзии, оказался дель-торфин-11. Возобновление коронарного кровотока в этих условиях сопровождалось возникновением только единичных желудочковых экстрасистол [1]. При этом осталось неясным, способен ли дельторфин-11 предупреждать появление реперфузионных аритмий после кратковременной коронароокклюзии, и с активацией какого субтипа ОР связан возможный антиаритмический эффект дельторфина II.
Цель работы: оценить возможное антиаритмическое действие дельторфина-П на модели кратковременной ишемии-реперфузии и выяснить рецепторную природу этого эффекта.
Материал и методы
Эксперименты проведены на крысах-самцах линии Вистар массой 250-280 г.
Для моделирования коронароокклюзии крысы были наркотизированы с помощью внутрибрюшинного введения а-хлоралозы в дозе 50 мг/кг. В ходе всего последующего эксперимента через интубационную трубку осуществляли искусственную вентиляцию легких с помощью модифицированного аппарата “РО-6” (ОАО “Красногвардеец”, Санкт-Петербург, Россия). Правую сонную артерию крыс канюлировали для измерения артериального давления (АД), которое регистрировали с помощью датчика давления SS13L (“Biopac System Inc.”, Goleta, Калифорния, США), сопряженного с аппаратом для электрофизиоло-гических исследований MP35 (“Biopac System Inc.”, Goleta, США). Этот же аппарат был использован нами для записи ЭКГ. Количественную обработку полученных данных осуществляли с помощью программного обеспечения INSTBSL-W фирмы-производителя.
Ишемию (10 мин) и реперфузию (10 мин) миокарда воспроизводили по методике J.E. Schultz и соавт. [14]. Запись ЭКГ осуществляли непрерывно на протяжении всего периода ишемии и реперфузии с помощью аппарата для электрофизиологических исследований MP35 (“Biopac System Inc.”, Goleta, США).
Селективный агонист §2-ОР дельторфин-II (Tyr-D-Ala-Phe-Glu-Val-Val-Gly-NH2) вводили внутривенно в дозе 150 нмоль/кг (0,12 мг/кг) за 15 мин до коронароокклю-зии. Эта доза была эквимолярна дозе даларгина, которую мы применяли ранее [9]. Антагонист ОР налтрексона гидрохлорид, проникающий через ГЭБ, использовали в дозе 5 мг/кг [6, 18], блокатор периферических ОР налоксона метиодид - в той же дозе [10, 14]. Селективный агонист 51-ОР BNTX (7-Benzylidenenaltrexone maleate) применяли в дозе 0,7 мг/кг [17], а избирательный ингибитор §2-ОР налтрибена месилат - в дозе 0,3 мг/кг [7]. Все антагонисты ОР вводили внутривенно за 25 мин до корона-роокклюзии.
Дельторфин-II, налтрексон и налоксона метиодид растворяли в 0,9%-м растворе NaCl. Налтрибен и BNTX предварительно растворяли в 0,1 мл диметилсульфоксида, а затем в 0,9 мл 20%-го раствора гидроксипропил^-цик-лодекстрина. Все растворы готовили непосредственно перед использованием.
В группу контроля вошли животные, у которых воспроизводили коронароокклюзию и реперфузию, а вместо лигандов ОР внутривенно вводили 20%-й раствор гид-роксипропил-Ь-циклодекстрина из расчета 1 мл/кг массы тела.
Дельторфин-II был синтезирован компанией “NeoMPS Inc.” (Сан Диего, США). Гидроксипропил^-циклодекст-рин, налтрибен, BNTX закуплены в компании “Tocris Bioscience” (Бристоль, Великобритания), а налтрексон, налоксона метиодид, а-хлоралоза - в корпорации “Sigma-Aldrich” (Сент-Луис, США).
Достоверность межгрупповых различий в частоте возникновения желудочковых аритмий оценивали с помощью критерия X2.
Результаты и обсуждение
Как показано в таблице 1, при коронароокклюзии в группе контроля только 3 из 24 крыс (12%) оказались устойчивыми к аритмогенному действию коронароокклюзии, а у 21 (88%) особи была зафиксирована желудочковая экстрасистолия. У 19 (79%) животных этой группы развилась, кроме того, желудочковая тахикардия, а у 3 (12%) особей - желудочковая фибрилляция.
На фоне возобновления коронарного кровотока в группе контроля (табл. 2) наблюдалась схожая картина: три крысы из 24 (12%) продемонстрировали резистентность к аритмогенному влиянию реперфузии, у 21 особи из этой выборки (88%) была обнаружена желудочковая экстрасистолия, у 20 (83%) животных была выявлена желудочковая тахикардия, а у 4 (17%) особей - желудочковая фибрилляция.
Совершенно иная картина была отмечена при коро-нароокклюзии у крыс, которым вводили дельторфин-II: пять из 16 (31%) животных оказались устойчивыми к аритмогенному влиянию коронароокклюзии и только у 11 (69%) крыс была обнаружена множественная желудочковая экстрасистолия. У 9 (56%) крыс развилась желудочковая тахикардия, а у двух (13%) - желудочковая фибрилляция (табл. 1). Как показано в таблице 2, семь из 16 крыс (43%), получавших дельторфин-II, оказались устойчивыми к аритмогенному влиянию реперфузии, у 6 (37%) особей была зафиксирована желудочковая экстрасистолия в сочетании с желудочковой тахикардией и ни у одного животного не удалось зафиксировать желудочковую фибрилляцию. Таким образом, дельторфин-II способствовал снижению частоты возникновения желудочковой экст-расистолии и желудочковой тахикардии как в ишемическом периоде, так и во время реперфузии. Кроме того, дель-торфин-II способствовал увеличению процента животных, толерантных к аритмогенному влиянию коронаро-окклюзии и реперфузии.
Следующий раздел нашей работы был посвящен изучению рецепторной природы обнаруженного антиарит-мического влияния дельторфина-II. Нами было установлено, что блокада всех субтипов опиоидных рецепторов налтрексоном полностью устраняет этот эффект (табл.
1, 2). Не удалось нам обнаружить и дельторфин-индуци-рованного увеличения устойчивости сердца к аритмоген-ному влиянию ишемии-реперфузии после блокады периферических опиоидных рецепторов налоксона мети-одидом. Селективная блокада §2-ОР налтрибеном также устраняла антиаритмический эффект дельторфина-II, а в условиях избирательного ингибирования 51-Ор препаратом BNTX защитный эффект дельторфина-II сохранялся.
Представленные факты позволяют говорить о том, что антиаритмический эффект дельторфина-II связан с активацией периферических §2-ОР. Этот факт согласуется с высказанной нами ранее гипотезой, что активация именно периферических опиоидных рецепторов обеспечивает повышение толерантности сердца к действию ишемии-реперфузии [9].
Ни один из использованных нами антагонистов опи-оидных рецепторов не повлиял на частоту возникновения ишемических и реперфузионных аритмий (табл. 1,
Таблица 1
Влияние дельторфина-П на частоту желудочковых аритмий в период 10-минутной ишемии на фоне блокады опиоидных рецепторов
Серия n БЖА МЖЭ ЖТ ЖФ
n (%) n (%) n (%) n (%)
Контроль 24 3 (12) 21 (88) 19 (79) 3 (12)
Дельторфин-II (0,12 мг/кг) 16 ** 5 (31) * 11 (69) * 9 (56) 2 (13)
Налтрексон (5 мг/кг) 17 4 (24) 13 (76) 13 (76) 2 (12)
Налоксона метиодид (2 мг/кг) 14 4 (29) 10 (71) 6 (43) 0
BNTX (0,7 мг/кг) 14 2 (14) 10 (71) 9 (64) 2 (14)
Налтрибен (0,3 мг/кг) 14 2 (14) 12 (86) 7 (50) 0
Налтрексон (5 мг/кг)+дельторфин-11 (0,12 мг/кг) 14 4 (29) 10 (71) 9 (64) 2 (14)
BNTX (0,7 мг/кг)+дельторфин-11 (0,12 мг/кг) 14 * 7 (50) * 7(50) ** 5(36) 0
Налтрибен (0,3 мг/кг)+дельторфин-11 (0,12 мг/кг) 14 5 (36) 9 (64) 8 (57) 2 (14)
Примечание: п - количество животных; БЖА - без желудочковых аритмий; МЖЭ - множественные желудочковые экстрасистолы; ЖТ - желудочковая тахикардия; ЖФ - желудочковая фибрилляция. * - р<0,05; ** - р<0,01 - достоверность по отношению к контрольной группе.
Таблица 2
Влияние дельторфина-П на частоту желудочковых аритмий в период 10-минутной реперфузии на фоне блокады опиоидных рецепторов
Серия n БЖА МЖЭ ЖТ ЖФ
n (%) n (%) n (%) n (%)
Контроль 24 3 (12) 21 (88) 20 (83) 4 (17)
Дельторфин-II (0,12 мг/кг) 16 * 7(43) *** 6 (37) ** 6 (37) 0
Налтрексон (5 мг/кг) 17 3 (18) 14 (82) 14 (82) 4 (24)
Налоксона метиодид (2 мг/кг) 14 2 (14) 12 (86) 10 (71) 3 (21)
BNTX (0,7 мг/кг) 14 2 (14) 11 (79) 10 (71) 4 (28)
Налтрибен (0,3 мг/кг) 14 1 (7) 12 (86) 8 (57) 2 (14)
Налтрексон (5 мг/кг)+дельторфин-11 (0,12 мг/кг) 14 4 (29) 10 (71) 10 (71) 3 (21)
BNTX (0,7 мг/кг)+дельторфин-11 (0,12 мг/кг) 14 * 6 (43) **5(36) * 5 (36) 0
Налтрибен (0,3 мг/кг)+дельторфин-11 (0,12 мг/кг) 14 4 (29) 10 (71) 10 (71) 3 (21)
Примечание: п - количество животных; БЖА - без желудочковых аритмий; МЖЭ - множественные желудочковые экстрасистолы; ЖТ - желудочковая тахикардия; ЖФ - желудочковая фибрилляция. * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р <0,001 - достоверность по отношению к контрольной группе.
2). Эти данные согласуются с результатами наших более ранних исследований [2], в ходе которых было показано, что сама по себе блокада ц-, 5^, §2-, Kt- и к2-опиоидных рецепторов не влияет на устойчивость сердца к аритмо-генному влиянию ишемии (10 мин) и реперфузии (10 мин) у наркотизированных кетамином крыс. Приведенные факты указывают на то, что эндогенные опиоиды не участвуют в патогенезе окклюзионных и реперфузион-ных аритмий у наркотизированных хлоралозой или кетамином неадаптированных крыс. Вместе с тем наши результаты противоречат результатам других исследователей, которые обнаружили антиаритмический эффект у антагонистов ОР во время ишемии и реперфузии [5, 8,
11, 12, 16]. Первое сообщение об антиаритмических свойствах налоксона было опубликовано в 1983 г. J.L. Bergey и M.E. Beil, выполнявших эксперименты на наркотизированных свиньях [5]. Позже эти данные были подтверждены группой экспериментаторов из группы проф. J.R. Parratt, проводивших исследования на крысах [11]. В 1992 г. A.Y. Lee [8] на модели коронароокклюзии с последующей реперфузией у собак показал, что только (-)-на-локсон проявляет антиаритмические свойства, в то время как его неактивный стереоизомер (+)-налоксон не влияет на частоту возникновения ишемических и репер-
фузионных аритмий. В 1999 г. ирландские фармакологи сообщили об антиаритмическом эффекте метилналтрек-сона у кроликов с лигированием коронарной артерии [12]. В чем же причина несоответствия результатов наших экспериментов и данных литературы? Скорее всего, это связано с тем, что работы цитированных нами авторов выполнялись на животных, наркотизированных барбитуратами, а мы использовали для наркоза хлоралозу или кетамин. В этой связи необходимо обратить внимание на публикацию G. Sander и соавт. [13], которые обнаружили прямо противоположную реакцию сердечно-сосудистой системы на внутривенное введение энкефали-нов у собак, наркотизированных барбитуратами или хлоралозой. Возможно, что антагонисты ОР проявляют ан-тиаритмические свойства только у животных, наркотизированных барбитуратами, но не хлоралозой. Следует отметить один парадоксальный факт: в последние 13 лет никто не писал об антиаритмических свойствах ингибиторов ОР, эта тематика исчезла из научных статей. Мы не можем предложить рационального объяснения этому феномену.
Заключение
Полученные в настоящей работе данные свидетельствуют о том, что фармакологическая активация периферических 82-опиоидных рецепторов способствует повышению устойчивости сердца к аритмогенному влиянию коронароокклюзии и реперфузии. Однако эндогенные опиоиды не участвуют в патогенезе окклюзионных и реперфузионных аритмий у неадаптированных крыс.
Работа выполнена при поддержке РФФИ и Министерства образования и науки Российской Федерации (гос. контракт № 11.519.112028).
Литература
1. Барзах Е.И. Использование лигандов дельта-опиоидных рецепторов для патогенетически обоснованной защиты сердца при ишемии и реперфузии : автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Томск, 2006. - 23 с.
2. Маслов Л.Н., Лишманов А.Ю., Буданкова Е.В. и др. Вклад эндогенной опиоидной системы в регуляцию устойчивости сердца к аритмогенному действию кратковременной ишемии и реперфузии // Известия РАН. Серия биологическая.
- 2005. - Т. 32, № 4. - С. 453-459.
3. Муллабаева Г.У., Курбанов РД., Аккиев Б.Т. и др. Динамика вариабельности ритма сердца и желудочковых аритмий у больных Q-волновым инфарктом миокарда // Сибирский медицинский журнал (Томск). - 2011. - Т. 26, № 2, вып. 1. -С. 47-51.
4. Полонский В.М., Ярыгин К.Н., Кривошеев И.Г. и др. Место приложения (центральное или периферическое) противоязвенного действия синтетического аналога эндогенных опиоидов даларгина в экспериментальной модели цистеа-миновых дуоденальных язв у крыс // Бюл. экспер. биол. и мед. - 1987. - Т. 103, № 4. - С. 433-434.
5. Bergey J.L., Beil M.E. Antiarrhythmic evaluation of naloxone against acute coronary occlusion-induced arrhythmias in pigs // Eur. J. Pharmacol. - 1983. - Vol. 90, No. 4. - P. 427-431.
6. Birch P.J., Rogers H., Hayes A.G. et al. Neuroprotective actions of GR89696, a highly potent and selective к-opioid receptor agonist // Br. J. Pharmacol. - 1991. - Vol. 103, No. 3. - P 18191823.
7. Kamei J., Saitoh A., Ohsawa M. et al. Antinociceptive effects of the selective non-peptidic d-opioid receptor agonist TAN-67 in diabetic mice // Eur. J. Pharmacol. - 1995. - Vol. 276, No. 1-
2. - P. 131-135.
8. Lee A.Y. Stereospecific antiarrhythmic effects of naloxone against myocardial ischaemia and reperfusion in the dog // Br. J. Pharmacol. - 1992. - Vol. 107, No. 4. - P 1057-1060.
9. Maslov L.N., Lishmanov Yu.B. The anti-arrhythmic effect of D-Ala2,Leu5,Arg6-enkephalin and its possible mechanism // Int. J. Cardiol. - 1993. - Vol. 40, No. 2. - P. 89-94.
10. Maslov L.N., Lishmanov Y.B., Solenkova N.V. et al. Activation of peripheral 8 opioid receptors eliminates cardiac electrical instability in a rat model of post-infarction cardiosclerosis via mitochondrial ATP-dependent K+ channels // Life Sci. - 2003.
- Vol. 73, No. 7. - P. 947-952.
11. McIntosh M., Kane K., Parratt J. Effects of selective opioid receptor agonists and antagonists during myocardial ischaemia // Eur. J. Pharmacol. - 1992. - Vol. 210, No. 1. - P. 37-44.
12. Murphy D.B., Murphy M.B. Opioid antagonist modulation of ischaemia-induced ventricular arrhythmias: a peripheral mechanism // J. Cardiovasc. Pharmacol. - 1999. - Vol. 33-No. 1. - P. 122-125.
13. Sander G.E., Lowe R.F, Giles T.D. The effects of barbiturates upon the hemodynamic responses to intravenous methionine-enkephalin in dogs: modulation by the GABA complex // Peptides. - 1986. - Vol. 7, No. 2. - P. 259-265.
14. Schultz J.E., Hsu A.K., Gross G.J. Ischemic preconditioning is mediated by a peripheral opioid receptor mechanism in the intact rat heart // J. Mol. Cell. Cardiol. - 1997. - Vol. 29, No. 5.
- P. 1355-1362.
15. Shturman A., Bickel A., Atar S. The predictive value of P-wave duration by signal-averaged electrocardiogram in acute ST elevation myocardial infarction // Isr. Med. Assoc. - 2012. -Vol. 14, No. 8. - P. 493-497.
16. Sitsapesan R., Parratt J.R. The effects of drugs interacting with opioid receptors on the early ventricular arrhythmias arising from myocardial ischaemia // Br. J. Pharmacol. - 1989. -Vol. 97, No. 3. - P. 795-800.
17. Sofuoglu M., Portoghese P.S., Takemori A.E. 7-Benzylidenenaltrexone (BNTX): a selective 8t opioid receptor antagonist in the mouse spinal cord // Life; Sci. - 1993. -Vol. 52, No. 8. - P. 769-775.
18. Vaupel D.B., Cone E.J. Pharmacodynamic and pharmacokinetic actions of ketocyclazocine enantiomers in the dog: absence of sigma- or phencyclidine-like activity // J. Pharmacol. Exp. Ther.
- 1991. - Vol. 256, No. 1. - P. 211-221.
Поступила 7-12.2012
Сведения об авторах
Лишманов Юрий Борисович, докт. мед. наук, профессор, чл.-корр. РАМН, заместитель директора по НИР ФГБУ “НИИ кардиологии” СО РАМН.
Адрес: 634012, г Томск, ул. Киевская, 111а.
E-mail: zamdir@cardio.tsu.ru.
Маслов Леонид Николаевич, докт. мед. наук, профессор, заведующий лабораторией экспериментальной кардиологии ФГБУ “НИИ кардиологии” СО РАМН. Адрес: 634012, г Томск, ул. Киевская, 111а.
E-mail: maslov@cardio.tsu.ru.
Барзах Ева Иделевна, канд. мед. наук, младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной кардиологии ФГБУ “НИИ кардиологии” СО РАМН.
Адрес: 634012, г Томск, ул. Киевская, 111а.
E-mail: maslov@cardio.tsu.ru.
Крылатов Андрей Владимирович, канд. мед. наук, лаборант-исследователь лаборатории экспериментальной кардиологии ФГБУ “НИИ кардиологии” СО РАМН. Адрес: 634012, г Томск, ул. Киевская, 111а.
E-mail: maslov@cardio.tsu.ru.
