Влияние индуцибельной NO-синтазы на тонус коронарных сосудов, сократительную функцию миокарда и механизмы формирования адаптации к стрессу Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 612.017.2:599.323.4

ВЛИЯНИЕ ИНДУЦИБЕЛЬНОЙ NO-СИНТАЗЫ НА ТОНУС КОРОНАРНЫХ СОСУДОВ, СОКРАТИТЕЛЬНУЮ ФУНКЦИЮ МИОКАРДА И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ АДАПТАЦИИ К СТРЕССУ

Лазуко С.С.

УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»,

Республика Беларусь, e-mail: [email protected]

Резюме

На изолированных по Лангендорфу сердцах крыс было установлено, что системная блокада iNOS в течение адаптации к стрессу сопровождалась снижением тонуса коронарных сосудов и сократительной функции миокарда; приводила к снижению концентрации продуктов деградации NO2-/NO3- и активности eNOS, а также к усиленному образованию продуктов перекисного окисления липидов на фоне снижения антиоксидантной активности клеток миокарда, и к развитию в этих условиях воспаления низкой интенсивности в сосудистой стенке.

Ключевые слова: индуцибельная NO-синтаза, тонус сосудов, адаптация к стрессу.

INFLUENCE OF INDUCIBLE NO-SYNTHASE ON THE TONE OF CORONARY VESSELS, MYOCARDIAL CONTRACTILE FUNCTION AND MECHANISMS OF FORMATION OF ADAPTATION TO STRESS

Lazuko S.S.

Vitebsk State Order of Peoples' Friendship Medical University, Republic of Belarus, e-mail:

lazuko71@mail. ru

Abstract

On isolated rats' hearts by Langendorf method, it was found that the systemic inhibition of iNOS during adaptation to the stress was accompanied by a decrease in the tone of the coronary vessels and myocardium contractility, reduction of NO2- / NO3- concentration in the rats' blood and eNOS activity, intensified formation of lipid peroxidation products in parallel with a decrease in the antioxidant activity of myocardial cells, and the development of low-intensity inflammation in the vascular wall under these conditions.

Key words: inducible NO synthase, vascular tone, adaptation to stress.

Введение. В литературе описаны данные о значение iNOS в формировании кардио-и вазопротективных эффектах возникающих под влиянием интермитирующей гипоксии [3]. Положительные эффекты iNOS полно описаны при «классическом ишемическом прекондиционировании миокарда» [2]. Хорошо изучена роль эндотелиальной NO-синтазы (NOS 3 или еNOS) при адаптации к стрессу. [1]. Роль индуцибельной NO-синтазы (NOS 2 или iNOS) при адаптации к стрессу изучена недостаточно, а литературные данные весьма противоречивы.

В связи с этим цель исследования было - изучить влияние системной блокады индуцибельной NO-синтазы на тонус коронарных сосудов, сократительную функцию миокарда и механизмы формирования адаптации к стрессу.

Методы исследования. Тонус коронарных сосудов и сократительную функцию миокарда изучали на препаратах сердец крыс, изолированных по Лангендорфу. Сердца перфузировали в условиях постоянного потока, при объемной скорости коронарного потока (ОСКП), составлявшей 6, 8, 10 и 15 мл/мин. Сердца сокращались в постоянном ритме с частотой 240 в минуту.

Концентрацию стабильных продуктов деградации оксида азота (NO2-/NO3-) определяли спектрофотометрическим методом с использованием реактива Грисса. Об активации перекисного окисления липидов в миокарде судили по накоплению в нем диеновых коньюгатов и малонового диальдегида. Для определения супероксиддисмутазы использовали непрямой спектрофотометрический метод, основанный на использовании

реакции супероксидзависимого окисления кверцетина, протекающей в щелочной среде, в присутствии тетраметилэтилендиаминана (ДМСО). Для определения каталазы использовали метод, основанный на способности пероксида водорода образовывать с молибдатом аммония стойкий окрашенный комплекс с максимум поглощения при 410 нм. Концентрацию ферментов iNOS и eNOS в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа, используя тест-системы и реагенты для iNOS (Uscn, Life Science Inc. China, Lot L130827587) и для eNOS (Cloud-Clone Corp. USA, Uscn, Life Science Inc., Lot L141013209). Содержание iNOS и eNOS в сыворотке крови выражали в нг/мл и пг/мл, соответственно. Концентрацию ИЛ-lß определяли в сыворотке крови при помощи набора ELISA test kits. Содержание ИЛ-lß выражали в пг/мл. Концентрацию С-реактивного белка в сыворотке крови определяли иммунотурбидиметрическим методом при использовании диагностического набора C-Reactive Protein (CRP), BioSystems (Испания). Содержание С-реактивного белка выражали в мг/л.

Животные были подразделены на группы: 1-ая - «контроль» (n=20); 2-ая - группа животных перенесшие 6-ти часовой иммобилизационный стресс - «стресс» (n=13); 3-я -группа животных адаптированных короткими стрессорными воздействиями - «адаптация» (n=8); 4-ая - группа животных перенесших стресс, на фоне предварительной адаптации -«адаптация+ стресс» (n=8); 5-ая - группа животных, которым в процессе адаптации внутрибрюшинно вводили селективный блокатор iNOS - S-метилизотиомочевину (S-MT, 3 мг/кг массы тела за 30 мин. до начала процедуры) «адаптация+ в/б S-MT» (n=8); 6-ая -группа животных перенесших 6-ти часовой иммобилизационный стресс на фоне предварительной адаптации с внутрибрюшинным введением S-MT - «адаптация+стресс в/б S-MT» (n=8).

Результаты и их обсуждение. Внутрибрюшинное введение S-MT контрольным животным и крысам в течение адаптации не приводило к изменению тонуса коронарных сосудов и сократительной функции миокарда. В группе животных «адаптация+стресс в/б S -MT» наблюдалось снижение тонуса коронарных сосудов при ОСКП от 10 до 15 мл/мин. на 15 и 25% соответственно (р<0,05, по сравнению с контролем). В сердца животных групп «адаптация+в/б S-MT» и «адаптация+стресс+в/б S-MT», наблюдалось снижение как развиваемого внутрижелудочкового давления при коронарном перфузионном давлении 10 мл/мин. на 28%, 15 мл/мин. на 41% (р<0,05), так и снижением первой производной при коронарном перфузионном давлении 10-15 мл/мин. (+dP/dt в среднем на 17 и 23% соответственно, -dP/dt на 23 и 25% соответственно, р<0,05, по сравнению с контролем). Что свидетельствовало о снижении тонуса коронарных сосудов и сократительной функции миокарда у животных в группе «адаптация+стресс в/б S-MT».

В группах «адаптация+в/б S-MT» и «адаптация+стресс+в/б S-MT» выявлено

2 3

снижение концентрации NO -/NO - в среднем на 61% (р=0,002, по сравнению с контролем). Увеличение концентрации ДК наблюдалось только в группе животных «адаптация+стресс+в/б S-MT» на 45% (р=0,003, по сравнению с контролем). Напротив, показатели МДА увеличивались в равной степени в 3 раза в исследуемых группах (р=0,0007, по сравнению с контролем). Внутрибрюшинное введение S-MT в течение адаптации сопровождалось снижением концентрации СОД и КАТ в миокарде опытных групп животных в одинаковой степени на 49% .

Системная блокада iNOS в течение адаптации приводила к 2-х кратному увеличению концентрации С-реактивного белка и ИЛ-^ в сыворотке крови (р=0,0007). Снижению концентрации eNOS как в группе «адаптация+в/б S-MT» так и в группе «адаптация+стресс+в/б S-MT» в одинаковой степени на 47% (р=0,0001). Гипотония коронарных сосудов, наблюдаемая в группе «адаптация+стресс+в/б S-MT», вероятно, обусловлена активными формами кислорода, что косвенно подтверждается увеличением ДК и МДА в наших исследованиях, а также снижением антиоксидантной защиты (СОД и КАТ) клеток. Снижение показателей dLVPdt max и dLVPdt min, характеризующих скорость сокращения и расслабления миокарда левого желудочка, соответственно, в изолированных

сердцах крыс, при адаптации животных перенесших стресс на фоне системной блокады iNOS указывает на наличие признаков как систолической, так и диастолической дисфункции миокарда.

Вывод. Отсутствие iNOS в процессе адаптации к стрессу приводит к срыву адаптационных механизмов, что может указывать на то, что монооксида азота в клетке используется в качестве молекулы-ловушки супероксидрадикала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Манухина Е.Б., Малышев И.Ю., Архипенко Ю.В. Оксид азота в сердечно-сосудистой системе: роль в адаптационной защите // Вестник РАМН. - 2000. - Т. 4. - С.16-21.

2. Balakumar P., Rohilla A., Singh M. Pre-conditioning and postconditioning to limit ischemia-reperfusion-induced myocardial injury: What could be the next footstep?// Pharmacological Research. - 2008. - Vol. 57. - P. 403-412.

3. Manukhina Eu. B., Belkinal L. M., Terekhinal O. L., Abramochkin D. V., Smirnova E. A., Budanova O. P., Mallet R. T., Downey H. F. Normobaric, intermittent hypoxia conditioning is cardio- and vasoprotective in rats. // Experimental Biology and Medicine. - 2013. - Vol. 238. - Р. 1413-1420.

УДК 612.13.8::612.824

РОЛЬ ИНДУЦИБЕЛЬНОЙ NO-СИНТАЗЫ В РЕГУЛЯЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ В

МОЗГЕ ПОСЛЕ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ

Лобов Г.И., Соколова И.Б.

ФГБУНИнститут физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия

[email protected]

Резюме

Изучены NO-опосредованные механизмы регуляции церебрального кровотока после глобальной ишемии-реперфузии головного мозга у крыс Wistar-Kyoto. Установлено, что в первые несколько дней после ишемии-реперфузии пиальные артерии дилатированы, наблюдалась гиперперфузия ткани мозга. Аппликация аминогуанидина или метиленового синего приводили к уменьшению диаметра артерий и снижению церебрального кровотока. Мы полагаем, что избыточная перфузия ткани мозга в первые дни после ишемии-реперфузии обусловлена гиперпродукцией NO, синтезируемого индуцибельной NO-синтазой.

Ключевые слова: Ишемия-реперфузия, церебральный кровоток, артерии, гиперперфузия, NO, индуцибельная NO-синтаза

THE ROLE OF INDUCIBLE NO-SYNTHASE IN REGULATION OF ORCULATION IN THE BRAIN AFTER ISCHEMIA-REPERFUSION

Lobov G.I., Sokolova I.B.

Pavlov Institute of Physiology RAS, Saint-Petersburg, Russia

[email protected]

Abstract

The NO-mediated mechanisms of cerebral blood flow regulation after global cerebral ischemia-reperfusion in Wistar-Kyoto rats were studied. It was shown that in the first few days after ischemia-reperfusion, pial arteries were dilated, hyperperfusion of the brain tissue was observed. The application of aminoguanidine or methylene blue resulted in a decrease in the diameter of the arteries and a decrease in cerebral blood flow. We believe that excessive perfusion of brain tissue in the first days after ischemia-reperfusion is due to overproduction of NO, synthesized by inducible NO-synthase.

Keywords: Ischemia-reperfusion, cerebral blood flow, arteries, hyperperfusion, NO, inducible NO-synthase