CC BY
33
УДК 612.118.2+612.172+612.181.6+612.741.62+615.222
ЦИРКИН Виктор Иванович, доктор медицинских наук, профессор кафедры нормальной физиологии Казанского государственного медицинского университета. Автор 470 научных публикаций, в т. ч. 16 монографий
КОРОТАЕВА Юлия Владимировна, аспирант кафедры биологии естественно-географического факультета Вятского государственного гуманитарного университета. Автор 7 научных публикаций
ВЛИЯНИЕ СЫВОРОТКИ КРОВИ БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН НА АДРЕНОРЕАКТИВНОСТЬ МИОКАРДА ПРАВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА КРЫСЫ, СНИЖЕННУЮ БЕТА-АДРЕНОБЛОКАТОРАМИ
С целью изучения свойств эндогенного сенсибилизатора бета-адренорецепторов (ЭСБАР), источником которого является сыворотка крови человека, в опытах на 10 полосках миокарда правого желудочка сердца
10 крыс при 37 °С оценивали влияние адреналина (10-6 и 10-5 г/мл) на амплитуду вызванных электростимулами (20 В, 5 мс, 1 Гц) сокращений.
Ключевые слова: миокард, адреналин, адреноблокаторы, сыворотка крови.
Общеизвестно, что кардиомиоциты человека и животных содержат бета1-, бета2-, бета3-адренорецепторы (АР) [21], бета4-АР, или атипичные бета1-АР [15], альфа1-АР и альфа2-АР [19]. При активации бета1-, бета2-[22], альфа2-АР [23] возникает положительный инотропный эффект, а при активации бета3-[18, 21] и альфа1-АР [20] - отрицательный. В клинике широко применяются селективные бета1-адреноблокаторы (метапролол, бисо-пролол, атенолол и др.), которые пришли на смену неселективному адреноблокатору про-пранололу [9]. С открытием способности катехоламинов оказывать отрицательный инотропный эффект при активации бета3-АР [14, 16] и альфа1-АР [20] возникает вопрос о характере влияния катехоламинов на деятельность сердца в условиях блокады бета1-АР или бета1-
© Циркин В.И., Коротаева Ю.В., 2013
и бета2-АР. Актуальность этого вопроса возрастает, если учесть данные литературы [1-4; 6; 7; 10; 11, с. 52-146; 13] о наличии у человека системы эндогенных модуляторов бета-АР и альфа-АР, в т. ч. эндогенного сенсибилизатора бета-АР (ЭСБАР), эндогенного блокатора бета-АР (ЭББАР), эндогенного сенсибилизатора альфа-АР (ЭСААР) и эндогенного блокатора альфа-АР (ЭБААР), уровень которых в крови зависит от пола, а у женщин - от этапа репродуктивного процесса.
Наличие эндогенных адреномодуляторов было установлено в опытах с биоптататами миометрия крысы [11, 12], трахеи коровы [11, 10], коронарных артерий свиньи [11], артерий и вен пуповины человека [12], почечной артерии коровы [2], аорты крысы [1], а также сердца лягушки [4, 10], крысы [7, 10] и чело-
века [3] при использовании различных разведений сыворотки крови человека (1:10; 1:50, 1:100, 1:500, 1: 1000). Недавно в опытах с полосками рога матки небеременных крыс было показано, что 100-кратное разведение сыворотки крови небеременных женщин частично или даже полностью снимает действие бета-адреноблокаторов -пропранолола и атенолола [13]. Это объяснялось авторами наличием в сыворотке крови эндогенного сенсибилизатора Р-адренорецепторов (ЭСБАР). Подобный эффект проявляли аналоги ЭСБАР - гистидин, триптофан, тирозин, а также лекарственные препараты - предуктал и мил-дронат [13]. Будет ли данный эффект характерен для миокарда человека и животных - вопрос открытый, хотя его решение может иметь важное значение для клинической практики. С учетом сказанного в работе была сформулирована цель -в опытах с полосками миокарда правого желудочка крысы оценить способность 100-кратного разведения сыворотки крови беременных женщин (как источника ЭСБАР) восстанавливать проявление положительного инотропного эффекта, заблокированного атенололом или пропранололом.
Материалы и методы. Исследовано 10 крыс. Их забой осуществляли в соответствии с «Пра-
вилами лабораторной практики в РФ» (приказ Министерства здравоохранения РФ № 267 от 19.06.2003). Из правого желудочка сердца иссекали полоску миокарда шириною 1-2 мм, длиной - 6-22 мм. Регистрацию вызванных электростимулами сокращений полосок проводили по методике Ю.А. Пенкиной и соавт. [10] при 37 °С. Для этого полоску спустя 20-30 мин после биопсии помещали в рабочую камеру объемом 1 мл «Миоцитографа» («Норис», Россия) и соединяли с изометрическим датчиком силы («Honeywell», США), сигнал с которого подавали на компьютер через АЦП ЛА-70. Полоску непрерывно перфузировали (1,1 мл/мин) оксигенированным раствором Кребса с помощью шприцевого дозатора («Норис», Россия).
Сокращение полоски на протяжении всех этапов эксперимента вызывали одиночными непрерывными прямоугольными стимулами (5 мс; 20 В; 1 Гц) от электростимулятора типа ЭСЛ-1 через стальные электроды. Максимальной амплитуды сокращений добивались путем изменения длины полоски при ее растяжении микроманипулятором. Величину сокращений выражали в мН и в % к определенному этапу эксперимента (табл. 1, 2).
Таблица 1
АМПЛИТУДА СОКРАЩЕНИЙ ПРАВОГО ЖЕЛУДОЧКА КРЫСЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ АДРЕНАЛИНА, ПРОПРАНОЛОЛА И 100-КРАТНОГО РАЗВЕДЕНИЯ СЫВОРОТКИ КРОВИ БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН ДО ± m)
Единицы измерения Этапы эксперимента
1 2 3 4 5 6 7 8
РК Ад РК Пр. Пр.+Ад Пр.+Ад+сыв. РК Ад
Серия I - адреналин (10-6 г/мл), пропранолол (10-8 г/мл), n = 10
мН 3,30±0,30 3,80±0,30 3,13±0,36 2,70±0,23 2,20±0,24 2,70±0,30 2,70±0,30 3,10±0,30
Р э 1 - 1,2 1,2,3,4 2,5 2,5 5,7
в % к 1-му этапу 100,0 114,4±4,4 95,1±9,3 83,3±6,3 68,3±7,1 81,4±8,5 82,4±10,0 96,0±8,7
Р э - - - 2 2 - 2
в % ко 2-му этапу 100,0 83,2±7,8 59,9±6,8 71,7±7,8 87,2±7,4
Р э 1 - 1,2,3,4 2,5 2,5 5,7
в % к 3-му этапу 100,0 91,0±5,9 73,4±6,0 89,9±10,4 88,5±7,9 104,8±8,0
Окончание табл. 1
Единицы измерения Этапы эксперимента
1 2 3 4 5 б 7 8
РК Ад РК Пр. Пр.+Ад Пр.+Ад+сыв. РК Ад
Серия I - адреналин (10-6 г/мл), пропранолол (10-8 г/мл), п = 10
Р э - 3,4 з - 5,7
в % к 4-му этапу 100,0 81,0±4,2 97,6±6,6
Р э 4 -
в % к 5-му этапу 100,0 120,9±5,8
Р э з
в % к 6-му этапу 100,0 100,0±0,0 124,2±11,1
Р э - -
в % к 7-му этапу 100,0 121,4±7,3
Р э 7
Серия II - адреналин (10-5 г/мл), пропранолол (10-8г/мл), п = 10
мН 2,80±0,26 3,20±0,22 3,00±0,40 2,80±0,34 2,07±0,20 2,60±0,30 2,50±0,30 2,90±0,38
Р э - - - 1,2,3,4 2,3,5 2,3,5 5,7
в % к 1-му этапу 100,0 118,7±8,8 93,1±11,4 101,6±8,9 75,0±5,5 94,4±7,7 75,6±7,4 103,9±9,0
Р э 1 - - 1,2,4 2,5 2,4 5,7
в % ко 2-му этапу 100,0 96,0±11,3 64,5±4,4 80,5±5,5 92,3±10,5
Р э - 2 2 -
в % к 3-му этапу 100,0 96,4±7,7 72,4±6,5 91,5±9,6 81,8±12,9 100,9±10,7
Р э - 3,4 з - 5,7
в % к 4-му этапу 100,0 75,1±2,5 94,2±4,0
Р э 3,4 -
в % к 5-му этапу 100,0 125,8±4,0
Р э з
в % к 6-му этапу 100,0 90,6±8,2 114,5±11,5
Р э - -
в % к 7-му этапу 100,0 115,9±3,0
Р э 7
Примечания: Ад - адреналин (10-6 или 10-5 г/мл); Пр. - пропранолол (10-8 г/мл); сыв. - сыворотка крови; РК -раствор Кребса; Рэ - этап(ы), различия с которым(и) статистически значимы (р < 0,05) по критерию Уилкоксо-на; «-» - отсутствие статистически значимых различий; серое поле - сравнения отсутствуют.
Таблица 2
АМПЛИТУДА СОКРАЩЕНИЙ ПРАВОГО ЖЕЛУДОЧКА КРЫСЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ АДРЕНАЛИНА, АТЕНОЛОЛА И 100-КРАТНОГО РАЗВЕДЕНИЯ СЫВОРОТКИ КРОВИ БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН (М ± т)
ы
Единицы измерения Этапы эксперимента
1 2 3 4 5 6 7 8
РК Ад РК Ат. Ат.+Ад Ат+Ад+сыв. РК Ад
Серия III - адреналин (10-6 г/мл), атенолол (10~8г/мл), п = 10
мН 2,80±0,24 3,40±0,30 2,80±0,26 2,48±0,22 2,15±0,18 2,45±0,22 2,14±0,48 2,63±0,27
Р э 1 2 2,3 1,2,3 2 1,2 2,7
в % к 1-му этапу 100,0 121,2±8,3 85,0±6,8 89,0±6,6 77,6±5,7 90,1±9,5 82,4±10,0 94,6±9,1
Р э 1 2 2 1,2 2 2,3,4,6 2,7
в % ко 2-му этапу 100,0 83,9±5,8 66,1±5,6 75,3±7,5 80,0±8,3
Р - 2 2 2
в % к 3-му этапу 100,0 89,9±3,5 78,7±4,1 92,1±9,3 78,8±5,2 96,4±8,3
Р э 3 3 - 4 7
в % к 4-му этапу 100,0 88,6±5,2 102,4±9,5
Р - -
в % к 5-му этапу 100,0 117,1±10,5
Р э -
в % к 6-му этапу 100,0 98,5±8,7 110,2±10,6
Р э - -
в % к 7 этапу 100,0 122,4±7,1
Р э 7
Серия IV- адреналин (10-5 г/мл), атенолол (10-8 г/мл), п = 10
мН 1,94±0,17 2,50±0,23 2,22±0,24 1,96±0,17 1,60±0,12 2,38±0,28 2,25±0,20 2,64±0,22
Р э 1 - 2,3 2,3 5 5 1,4,5,7
в % к 1-му этапу 100,0 127,3±8,6 67,0±5,6 106,1±10,6 89,0±9,3 133,7±21,9 67,8±4,3 132,4±20,5
Р э 1 1,2 2,3 2,4 3,5 1,2,4,6 1,3,5,7
в % ко 2-му этапу 100,0 90,5±8,2 67,7±5,9 101,1±15,2 109,4±10,1
Р э - 2 - -
в % к 3-му этапу 100,0 90,8±4,0 77,0±5,9 113,5±15,6 104,6±3,8 123,8±9,3
Р э 3 4 5 3,4,5 3,4,5
Окончание табл. 2
Единицы измерения ы = я Е- £П эксперимента
1 2 3 4 5 6 7 8
РК Ад РК Ат. Ат.+Ад Ат+Ад+сыв. РК Ад
в % к 4-му этапу 100,0 85,1±6,0 126,2±17,5
Р э 4 -
в % к 5-му этапу 100,0 145,8±12,3
Р э 5
в % к 6-му этапу 100,0 99,0±8,4 115,7±9,4
Р э - -
в % к 7-му этапу 100,0 119,0±5,4
Р э 7
раствор Кребса; Р - этап(ы), различия с которым(и) статистически значимы (р < 0,05) по критерию Уилкоксона; «-» - отсутствие статистически значимых различий; серое поле - сравнения отсутствуют.
В качестве источника ЭСБАР использовали 100-кратное разведение сыворотки крови беременных (2-3-й триместры) женщин, которое [11] характеризуется высоким уровнем ЭСБАР-активности. Сыворотку венозной крови получали из клинической лаборатории Кировского областного перинатального центра, за что авторы выражают благодарность заведующей лабораторией Т.П. Банниковой. В работе использовали неселективый бета-адреноблокатор пропрано-лол (анаприлин, ОАО «Уралбиофарм»), селективный бета-адреноблокатор атенолол (ОАО «Синтез»), адреналина гидрохлорид (ФГУП «Московский эндокринный завод»).
Раствор Кребса (рН = 7,4) содержал (мМ): ШС1 - 136; КС1 - 4,7; СаС12 - 2,52; MgCl 2 -
1,2; КН2Р04 - 0,6; ШНС03 - 4,7; С6Н1206 - 11. Дизайн работы заключался (в целях уменьшения числа животных) в последовательном проведении 4 серий опытов на каждой из 10 полосок. Каждая серия состояла из 8 трехминутных этапов (длительность 1-го этапа до момента регистрации сокращений могла варьировать от 30 до 40 мин4 в зависимости от скорости «вра-батывания» полоски). Между сериями прово-
дили 9-минутную перфузию раствором Кребса. По окончании серии IV после 9-минутной перфузии полоски раствором Кребса (9-й этап) проводили 3-минутное воздействие 100-кратным разведением сыворотки крови (10-й этап), оценивая тем самым его влияние на сократимость миокарда (условно - «серия V»). Таким образом, на каждой полоске последовательно проводили 33 тестирования.
Серии отличались друг от друга используемой концентрацией адреналина (в концентрации 10-6 г/мл - серии I и III, а в концентрации 10-5 г/мл - серии II и IV) и применяемым адреноблокатором (пропранолол - серии I и II, атенолол - серии III и IV; оба в концентрации 10-8 г/мл). Во всех 4 сериях использовали сыворотку крови в разведении 1:100. Последовательность этапов каждой серии была относительно одинаковой (см. рисунок, табл. 1, 2).
Первоначально миокард перфузировали раствором Кребса, или РК (1-й этап), далее - адреналином (Ад), приготовленным на РК (2-й этап), РК (3-й этап), блокатором (4-й этап), блокатором и Ад (5-й этап), блокатором, Ад и 100-кратным разведением сыворотки крови (6-й этап),
Адб
08 08+Арб ЭЗ Адб РК Адб(2)
Аг8 Аг8+А5 Аг8+А5+ РК
Механограммы полосок правого желудочка крысы, демонстрирующие способность 100-кратного разведения сыворотки крови беременной женщины (2-й триместр) повышать эффективность активации бета-адренорецепторов, сниженную обзиданом (10-8 г/мл, О8) (а) или атенололом (10-8г/мл, Ат8) (б): РК - раствор Кребса; Ад6 и Ад5 -адреналин в концентрациях 10-6 и 10-5 г/мл соответственно. Калибровка - 4 мН, 3 мин
РК (7-й этап) и Ад (8-й этап). Таким образом, влияние адреналина оценивалось 4 раза - исходно, на фоне блокатора, на фоне блокатора и сыворотки, а также после их удаления.
Результаты исследования подвергнуты статистической обработке. Ряды имели нормальное распределение (критерий Шапиро-Уилка). В связи с малочисленностью (п = 10) каждой из групп различия между этапами определяли по критерию Уилкоксона (У), а между сериями - по критерию Уилкоксона (У) и Манна-Уитни (М). Во всех случаях различия считали статистически значимыми при р < 0,05 [5, с. 324-346].
Результаты и обсуждение. Результаты серии V показали, что 100-кратное разведение сыворотки крови беременных женщин не влияет на амплитуду сокращений миокарда. Действительно, исходно (9-й этап) амплитуда вызванных сокращений составляла 2,18 ± 0,18 мН, а на фоне сыворотки крови (10-й этап) -2,19 ± 0,24 мН, или 106,0 ± 6,6 % от 9-го этапа (р > 0,05У), что позволяет использовать 100-кратное разведение сыворотки для оценки характера ее влияния на эффективность блокады бета-АР пропранололом (серии I и III) или атенололом (серии III и IV).
При анализе результатов 1-го этапа всех четырех серий установлено, что амплитуда вызванных сокращений (фоновая активность) полосок миокарда правого желудочка крысы от серии к серии постепенно снижается. Наибольшее ее снижение (до 70 % от исходной величины) происходило по окончании серии II. Действительно, на 1-м этапе в сериях I, II, III и
IV она составила 3,30 ± 0,30; 2,80 ± 0,26; 2,80 ± ± 0,24 и 1,94 ± 0,17 мН соответственно, а в серии
V - 2,18 ± 0,18 мН (р1-П1уу < 0,05У; рыуу < 0,05м
рП-:у < 0,05ХМ и рш-щу
< 0,05У М ). Выраженные в
процентах к 1-му этапу серии I эти значения в сериях II, III, IV и V составили 85,3 ± 6,5; 93,5 ± ± 6,1; 59,9 ± 5,4 и 69,9 ± 8,9 % соответственно
(р < 0 05У М- р < 0 05У р < 0 05м-
и^-щуу ’ ’ ^п-шду ’ ^ Рц-щу ’ ’
рпиуу < 0,05х М). Постепенное снижение амплитуды вызванных сокращений мы объясняем изоляцией миокарда и использованием относительно высоких концентраций адреналина. Однако это снижение не препятствует изучению влияния сыворотки крови на эффективность адрено-блокаторов, особенно, если амплитуду сокращения выражать в относительных единицах.
Результаты 2-го этапа показали, что адреналин в концентрации 10-6 (серии I и Ш) и 10-5 г/мл (серии II и IV) проявляет типичный положительный инотропный эффект. В частности, в концентрации 10-6 г/мл в серии I он повышает амплитуду сокращений с 3,30 до 3,80 мНУ (У - различия статистически значимы по критерию Уилкоксона, р < 0,05У), т. е. до 114,4 % от исходного уровня (р > 0,05У), а в серии III -с 2,80 до 3,40 мНУ, т. е. до 121,2 %У. В концентрации 10-5 г/мл в серии II адреналин повышал амплитуду вызванных сокращений с 2,80 до 3,40 мН (р > 0,05У), т. е. до 118,7 %У, а в серии IV - с 1,94 до 2,50 мНУ, т. е. до 127,3 %У. Установлено, что относительный рост амплитуды сокращения под влиянием адреналина в концентрации 10-5 г/мл (до 118,7 и до 127,3 % от фонового уровня) был таким же (р^^щ > 0,05х М), как и под влиянием адреналина в концентрации 10-6 г/мл (до 114,4 и до 121,2 %). Следовательно, положительный инотропный эффект адреналина достигает максимальных значений уже при использовании его в концентрации 10-6 г/мл.
Показано (3-й этап), что после удаления адреналина в концентрации 10-6 г/мл (серии I и III) и 10-5 г/мл (серия II) через 3 мин ампли-
туда сокращений восстанавливалась до исходного уровня, составляя 95,1; 93,1 и 85,0 % соответственно (р3-1 > 0,05У), а в серии IV она становилась ниже исходного уровня (67,0 %У), что объясняется снижением функционального состояния изолированного миокарда. В целом, результаты 2- и 3-го этапов всех 4 серий позволяют утверждать, что выбранные концентрации адреналина (10-6 и 10-5 г/мл) и длительность этапов (3 мин) приемлемы для оценки эффекта адреноблокаторов и способности сыворотки крови влиять на их эффективность.
При оценке влияния адреноблокаторов на сократимость миокарда (4-й этап) установлено, что пропранолол (10-8 г/мл) не изменял ее -в сериях I и II она составила 93,0 и 96,4 % соответственно от 3-го этапа (р43 > 0,05У; р1П > 0,05УМ). Атенолол (10-8 г/мл; серии III и IV) незначительно снижал амплитуду сокращений соответственно до 89,9 и 90,8 %У (рш 1у > 0,05х М). Эти результаты указывают на возможность применения адреноблокаторов в избранной нами концентрации для оценки способности сыворотки крови влиять на эффективность блокады бета-АР
На 5-м этапе адреноблокаторы полностью блокируют проявление положительного ино-тропного эффекта адреналина и даже переводят его в отрицательный. Действительно, в серии I показано, что адреналин (10-6 г/мл) на фоне про-пранолола не повышает амплитуду сокращений, а, наоборот, снижает ее с 2,70 до 2,20 мН (р5-4 < 0,05У), или до 73,4 %У от 3-го этапа, или до
81,0 %У от 4-го этапа. Значение, выраженное в процентах к 3-му этапу, было ниже (р5 4 < 0,05 У), чем на 4-м этапе - 73,4 % против 91,0 %. Таким образом, если исходно в серии I адреналин повышал амплитуду сокращений миокарда (до 114,4 %), то в присутствии пропранолола он в этой же концентрации, наоборот, снижал ее (до 73,4-81,0 %).
В серии II показано, что адреналин (10-5 г/мл) на фоне пропранолола также снижает амплитуду вызванных сокращений: с 2,80 до 2,07 мНУ, т. е. до 72,4 %У от 3-го этапа, или до 75,1 %У от 4-го этапа. Значение, выраженное в процентах к 3-му этапу, на 5-м этапе было ниже
(р5-4 < 0,05), чем на 4-м (73,4 % против 91,0 %). Таким образом, если исходно в серии II адреналин повышал амплитуду сокращений миокарда (до 118,7 %), то в присутствии пропранолола он в этой же концентрации снижал ее (до 72,475,1 %). Однако степень проявления этого отрицательного инотропного эффекта адреналина в концентрации 10-6 г/мл была такой же, как и в концентрации 10-5 г/мл (в процентах от 3-го этапа - 68,3 % в серии I против 75,0 % в серии II; в процентах от 4-го этапа - 81,0 против
75,1 %; р-п > 0,05 УМ).
В серии III показано, что адреналин (10-6 г/мл) на фоне атенолола вызывал отрицательный ино-тропный эффект - амплитуда сокращений снижалась с 2,48 до 2,15 мНУ, или до 78,7 %У от 3-го этапа, либо до 88,6 %У от 4-го. Статистически значимый характер этого снижения наблюдался лишь в том случае, если амплитуда сокращений была выражена в процентах к 3-му этапу. В более высокой концентрации (10-5 г/мл; серия IV) адреналин на фоне атенолола не проявлял положительный инотропный эффект, а вызывал отрицательный - он снижал амплитуду сокращений с 1,96 до 1,60 мН (р5_4 > 0,05 У), или до 77,0 %У от 3-го этапа, или до 85,1 %У от 4-го. Таким образом, атенолол, подобно пропрано-лолу, снимает положительный инотропный эффект адреналина и переводит его в отрицательный, что статистически значимо для относительных значений амплитуды сокращений.
Анализ результатов 5-го этапа показал, что при блокаде бета1-АР и бета2-АР (серия II) отрицательный инотропный эффект адреналина на фоне блокады был не выше, чем при блокаде только бета1-АР (серия IV) - амплитуда сокращений, выраженная в % к 3-му этапу, составила соответственно 72,4 против 77,0 % (рп_1у > 0,05УМ), а выраженная в % к 4-му этапу - соответственно 75,1 против 85,1 % (рп 1у > 0,05У,М). Следовательно, для снятия положительного инотропного эффекта адреналина и для его реверсии в отрицательный необходимо преимущественно заблокировать бета1-АР, на долю которых в правом желудочке сердца приходится до 80 % от общего количества бета-АР [17]. Учитывая данные литературы о том,
что активация бета3-АР [14, 16] и альфа1-АР [20] приводит к снижению амплитуды сокращений миокарда, полагаем, что выявленный нами феномен (проявление отрицательного инотропного эффекта адреналина на фоне блокады бета1- и бета2-АР) обусловлен активацией бета3-АР и альфа1-АР, которые, скорее всего, не блокируются пропранололом или атенололом при использовании их в относительно низкой концентрации, равной 10-8 г/мл.
Результаты 6-го этапа показали, что 100-кратное разведение сыворотки крови беременных женщин, которое само по себе, как указано выше, не влияет на амплитуду сокращений миокарда, полностью (в опытах с пропрано-лолом; серии I и II) или частично (в опытах с атенололом при использовании адреналина в концентрации 10-6 г/мл; серия III) препятствовало реализации отрицательного инотропного эффекта адреналина и способствовало частичному восстановлению положительного эффекта адреналина, что отмечено в серии IV
Действительно, на 6-м этапе в серии I показано, что при перфузии полоски адреналином (10-6 г/мл) совместно с пропранололом и сывороткой крови (1:100) амплитуда вызванных сокращений миокарда становится выше, чем на предыдущем, 5-м этапе - она возрастала с 2,20 до 2,70 мНУ, или до 120,9 %У от 5-го этапа. При этом амплитуда сокращений на 6-м этапе была не выше, чем на 3-м (89,9 %У), на 4-м (97,6 %У) и даже ниже, чем на 2-м (71,7 %У). В серии II на 6-м этапе также показано, что при перфузии полоски адреналиналином (10-5 г/мл) совместно с пропранололом и сывороткой крови (1:100) амплитуда вызванных сокращений миокарда становится выше, чем на предыдущем этапе - она возрастала с 2,07 до 2,60 мНУ, или до 125,8 %У. При этом не выше, чем на 3-м (91,5 %; р6-3 > 0,05), на 4-м этапе (94,2 %; р6_4 > 0,05) и даже ниже, чем на 2-м этапе (80,5 %У). Следовательно, 100-кратное разведение сыворотки крови полностью снимает проявление отрицательного инотропного эффекта адреналина (10-6 и 10-5 г/мл), наблюдаемого на фоне про-пранолола, но еще не способствует проявлению
положительного эффекта. Это мы объясняем повышением эффективности активации бета1-АР и бета2-АР миокарда под влиянием содержащегося в сыворотке крови ЭСБАР, чему не противоречат данные, полученные в опытах с миометрием [13] и с миокардом крысы [8], согласно которым гистидин как аналог ЭСБАР повышает эффективность активации бета-АР в условиях их блокады пропранололом.
Сопоставление результатов серий I и II позволяет отметить, что способность 100-кратного разведения сыворотки крови препятствовать проявлению отрицательного инотропного эффекта адреналина в условии блокады пропра-нололом не зависит от концентрации адреналина (рп 1 > 0,05х М), если судить по ее величине, выраженной в процентах от 2-го этапа (80,5 % в серии II против 71,7 % в серии I), от 3-го (91,5 % против 89,9 %), от 4-го (94,2 % против 97,6 %) и от 5-го (125,8 % против 120,9 %).
В серии III показано, что при перфузии полоски адреналином (10-6 г/мл) совместно с атенололом и сывороткой крови (1:100) амплитуда вызванных сокращений миокарда сохраняется почти такой же, как и на предыдущем этапе - возрастает с 2,15 до 2,45 мН, или до
117,1 % (рм > 0 ,05 У). Амплитуда сокращений на 6-м этапе была не выше, чем на 3-м (92,1 %; р6-3 > 0,05), на 4-м (102, 4 % о; р6-4>0,05) и даже ниже, чем на 2-м этапе (75,3 %У). Следовательно, 100-кратное разведение сыворотки крови не снимает проявления отрицательного инотроп-ного эффекта адреналина (10-6 г/мл), наблюдаемого на фоне атенолола, и не способствует проявлению положительного инотропного эффекта адреналина.
В серии IV, т. е. при перфузии полоски адреналином в концентрации 10-5 г/мл совместно с атенололом и сывороткой крови (1:100) установлено, что амплитуда вызванных сокращений миокарда на этом этапе стала выше, чем на предыдущем - она возросла с 1,60 до 2,38 мНУ, или до 145,8 %У. Однако она была не выше, чем на 3-м (113,5 %; р > 0,05 У) и на 4-м этапах (126,2 %; р6_4>0,05 у). В то же время на этом этапе амплитуда не отличалась от амплитуды
на 2-м этапе (101 ,1 %; р 6-2 > 0 ,05). Следовательно, 100-кратное разведение сыворотки крови снимает проявление отрицательного ино-тропного эффекта адреналина в концентрации 10-5 г/мл, наблюдаемого на фоне атенолола, и переводит его в положительный, что объясняется наличием в сыворотке ЭСБАР. Результаты серии IV согласуются с данными, полученными в опытах с миометрием [13] и с миокардом крысы [8], согласно которым гистидин как аналог ЭСБАР способен повышать эффективность активации бета-АР на фоне их блокады атено-лолом. В целом, результаты серий I, II, III и IV позволяют считать, что способность сыворотки крови повышать эффективность активации бета-АР, сниженную бета-адреноблокаторами, обусловлена восстановлением эффективности активации бета1-АР и бета2-АР под влиянием содержащейся в ней ЭСБАР.
Анализ результатов исследований, полученных на 7- и 8-м этапах, показал, что удаление из среды блокатора, адреналина и сыворотки крови приводит к восстановлению исходной сократимости (7-й этап) и к восстановлению способности адреналина вызывать положительный инотропный эффект (8-м этап). Так, амплитуда сокращений на 7-м этапе (серии I,
II, III и IV) составила 100,0; 90,6; 98,5 и 99,0 % соответственно от 6-го этапа (р76 > 0,05У), а на 8-м этапе 121,4; 115,9; 122,4 и "119,0 %У соответственно от 7-го этапа. Т. е. процесс восстановления (7-й этап) не зависел от вида адре-ноблокатора и от концентрации адреналина (р > 0,05х М). При этом адреналин в концентрации 10-6 г/мл при своем четвертом тестировании (8-й этап) вызывал такой же положительный инотропный эффект, как и адреналин в концен-
трации 10-5 г/мл (рЦ1 > 0,05х М; рпцу > 0,05х М). Оказалось, что степень увеличения амплитуды сокращений на 8-м этапе (выраженная в процентах к 7-му этапу) была такая же, как и на 2-м этапе (выраженная в процентах к 1-му этапу). Таким образом, несмотря на большую длительность эксперимента и на введение в среду адре-ноблокаторов, эффективность активации бета-АР кардиомиоцитов сохраняется достаточно стабильной. Возможно, эта стабильность обусловлена наличием в среде на определенных этапах эксперимента сыворотки крови беременных женщин как источника ЭСБАР.
Выводы:
1. Пропранолол как неселективный блока-тор бета1- и бета2-АР и атенолол как селективный блокатор бета1-АР (оба - в 10-8 г/мл) блокируют проявление положительного инотропного эффекта адреналина (10-6 или 10-5 г/мл) и реверсируют его в отрицательный, что объясняется активацией альфа1-АР и бета3-АР
2. Сыворотка крови беременных женщин (1:100) не влияет на сократимость миокарда, но при введении совместно с пропранололом или с атенололом (10-8 г/мл) блокирует проявление отрицательного инотропного эффекта адреналина и даже восстанавливает его способность оказывать положительный инотропный эффект (в опытах с атенололом и адреналином в концентрации 10-5 г/мл). Это объясняется наличием в сыворотке крови ЭСБАР, который повышает эффективность активации бета-АР миокарда в условиях их искусственной блокады.
3. Результаты исследования указывают на перспективу применения ЭСБАР и его аналогов в клинической практике.
Список литературы
1. Альфа-адреномодулирующая активность сыворотки крови небеременных и беременных женщин /
Е.О. Самоделкина, В.И. Циркин, С.В. Хлыбова и др. // Вестн. ИГУ! Сер.: Биология, клиническая медицина. 2010. Т. 8(3). С. 52-58.
2. Альфа- и Бета-адрено-, М-холиномодулирующая активность сыворотки крови при артериальной гипертензии / Р.Ю. Кашин, Н.Л. Демина, В.И. Циркин и др. // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2008. № 2. С. 16-22
3. Влияние сыворотки крови человека на сократимость и p-адренореактивность изолированного миокарда человека / К.Н. Коротаева, В.А. Вязников, В.И. Циркин, А.А. Костяев // Физиология человека. 2011. Т. 37(3). С. 83-91.
4. Влияние эндогенных модуляторов p-адрено- и М-холинореактивности на вариабельность сердечного ритма / В.И. Циркин, А.Д. Ноздрачев, А.Н. Трухин, Е.Н. Сизова // Докл. РАН. 2004. Т. 394(4). С. 562-565.
5. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М., 1999. 459 с.
6. Изменение Р-адрено- и М-холимодулирующей активности сыворотки крови и мочи при бронхиальной астме / В.И. Циркин, Т.Н. Кононова, Е.Н. Сизова и др. // Физиология человека. 2008. Т. 34(3). С. 137-140.
7. Коротаева К.Н., Ноздрачев А.Д., Циркин В.И. Влияние сыворотки небеременных женщин и лизофосфатидилхолина на эффективность активации М-холинорецепторов миокарда крысы // Вестн. Санкт-Петербург. ун-та. Сер. 3: Биология. 2011. Вып. 3. С. 57-65.
8. Коротаева Ю.В. Гистидин повышает эффективность активации бета-адренорецепторов изолированного миокарда правого желудочка сердца крысы при блокаде атенололом или обзиданом // Вопросы фундаментальной и прикладной физиологии в исследованиях студентов вузов: тез. докл. IV Всерос. молодеж. науч. конф., Киров,
11 мая 2012. Киров, 2012. С. 36-38.
9. Лопатин Ю.М., Дронова Е.П. Клинико-фармакоэкономические аспекты применения р-адреноблокаторов у больных ишемической болезнью сердца, подвергнутых коронарному шунтированию // Кардиология. 2010. Т. 50(9). С. 15-22.
10. Пенкина Ю.А., Ноздрачев А.Д., Циркин В.И. Влияние сыворотки крови человека, гистидина, триптофана, тирозина, милдроната и ЛФХ на инотропный эффект адреналина в опытах с миокардом лягушки и крысы // Вестн. Санкт-Петербург. ун-та. Сер. 3: Биология. 2008. Вып. 1. С. 56-68.
11. Сизова Е.Н., Циркин В.И. Физиологическая характеристика эндогенных модуляторов b-адрено- и М-холинореактивности. Киров, 2006. С. 183.
12. Физиологические свойства миоцитов артерий и вены пуповины человека и влияние на них сыворотки пуповинной крови / В.И. Циркин, А.Д. Ноздрачев, М.Л. Сазанова, С.А. Дворянский // Докл. РАН. 2003. Т. 388(3). С. 426-429.
13. Циркин В.И., Ноздрачев А.Д., Торопов А.Л. Эндогенный сенсибилизатор бета-адренорецепторов и его аналоги в опытах с миометрием крысы уменьшают бета-адреноблокирующий эффект обзидана // Докл. РАН. 2010. Т. 435(1). С. 131-137.
14. Beta-3 adrenoceptors as New Therapeutic Targets for Cardiovascular Pathologies / C. Gauthier, B. Rozec, B. Manoury, J. Balligand // Curr. Heart Fail. Rep. 2011. V. 8(3). P. 184-192.
15. Bucindolol Exerts Agonistic Activity on the Propranolol-insensitive State of Beta1-adrenoceptors in Human Myocardium / A. Bundkirchen, K. Brixius, B. Bolck, R. Schwinger // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2002. V. 300(3). Р. 794-801.
16. Cardioprotective Effect of Beta-3 adrenergic Receptor Agonism: Role of Neuronal Nitric Oxide Synthase / X . Niu, V watts, O. Cingolani et al. // J. Am. Cell. Cardiol. 2012. V. 59(22). Р. 1979-1987.
17. Characterization and Autoradiographic Localization of Beta-adrenoceptor Subtypes in Human Cardiac Tissues // B. Buxton, С. Jones, P. Molenaar, R. Summers // Br. J. Pharmacol. 1987. V. 92(2). Р. 299-310.
18. Feasibility of Landiolol and Bisoprolol for Prevention of Atrial Fibrillation after Coronary Artery Bypass Grafting: a Pilot Study / A. Sezai, T. Nakai, M. Hata et al. // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2012. V. 144(5). P. 1241-1248.
19. Imidazoline Receptors but not Alpha 2-adrenoceptors are Regulated in Spontaneously Hypertensive Rat Heart by Chronic Moxonidine Treatment / R. El-Ayoubi, A. Menaouar, J. Gutkowska, S. Mukaddam-Daher // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2004. V. 310(2). Р. 446-451.
20. Intraventricular and Interventricular Cellular Heterogeneity of Inotropic Responses to at-adrenergic Stimulation / C. Chu, K. Thai, K. Park et al. // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2013. V. 304(7). Р. 946-953.
21. Lefkowitz R. Historical Review: a Brief History and Personal Retrospective of Seven-transmembrane Receptors // Trends Pharmacol. Sci. 2004. V. 25(8). P. 413-422.
22. Perez-Schindler J., PhilpA., Hernandez-Cascales J. Pathophysiological Relevance of the Cardiac p2-adrenergic Receptor and its Potential as a Therapeutic Target to Improve Cardiac Function // Eur. J. Pharmacol. 2013. V. 698(1-3). Р. 39-47.
23. Role of Alpha2-adrenoceptors in Normal and Atherosclerotic Human Coronary Circulation / C. Indolfi,
F. Piscione, B. Villari et al. // Circulation. 1992. V. 86(4). Р. 1116-1124.
References
1. Samodelkina E.O., Tsirkin V.I., Khlybova S.V., Kostyaev A.A., Tarlavina M.G., Norina S.P. Al’fa-adrenomoduliruyushchaya aktivnost’ syvorotki krovi neberemennykh i beremennykh zhenshchin [Alpha-Adrenomodulatory Activity of Serum Blood of Nonpregnant and Pregnant Women]. Vestnik NGU. Ser.: Biologiya, klinicheskaya meditsina, 2010, vol. 8 (3), pp. 52-58.
2. Kashin R.Yu., Demina N.L., Tsirkin VI., Tarlovskaya E.I. Al’fa- i Beta-adreno-, M-kholinomoduliruyushchaya aktivnost’ syvorotki krovi pri arterial’noy gipertenzii [Alpha- and Beta-Adreno-, M-Cholinomodulating and Myocyte-Stimulating Serum Activity in Arterial Hypertension]. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika, 2008, no. 2, pp. 16-22.
3. Korotaeva K.N., Vyaznikov VA., Tsirkin V.I., Kostyaev A.A. Vliyanie syvorotki krovi cheloveka na sokratimost’ i P-adrenoreaktivnost’ izolirovannogo miokarda cheloveka [Influence of the Human Blood Serum on Contractility and P-adrenoreactivity of the Isolated Human Myocardium]. Fiziologiya cheloveka, 2011, vol. 37 (3), pp. 83-91.
4. Tsirkin V.I., Nozdrachev A.D., Trukhin A.N., Sizova E.N. Vliyanie endogennykh modulyatorov P-adreno-i M-kholinoreaktivnosti na variabel’nost’ serdechnogo ritma [Influence of Endogenic Modulators of B-adreno and M-cholinreactivity on Cardiac Pace Variability]. Doklady akademii nauk, 2004, vol. 394 (4), pp. 562-565.
5. Glants S. Mediko-biologicheskaya statistika [Biomedical Statistics]. Moscow, 1999, p. 459.
6. Tsirkin VI., Kononova T.N., Sizova E.N., Popova I.V., Vakhrusheva A.S. Izmenenie P-adreno-i M-kholimoduliruyushchey aktivnosti syvorotki krovi i mochi pri bronkhial’noy astme [Changes in the B-adrenergic And M-cholinergic Modulating Activities of the Blood Serum and Urine in Bronchial Asthma]. Fiziologiya cheloveka, 2008, vol. 34 (3), pp. 137-140.
7. Korotaeva K.N., Nozdrachev A.D., Tsirkin V.I. Vliyanie syvorotki neberemennykh zhenshchin i lizofosfatidilkholina na effektivnost’ aktivatsii M-kholinoretseptorov miokarda krysy [Influence of Nonpregnant Women Blood Serum and Lizophosphatidilholine on Efficiency of Activation of Rat Myocardium M-Cholinoreactivity]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Ser. 3: Biologiya, 2011, iss. 3, pp. 57-65.
8. Korotaeva Yu.V. Gistidin povyshaet effektivnost’ aktivatsii beta-adrenoretseptorov izolirovannogo miokarda pravogo zheludochka serdtsa krysy pri blokade atenololom ili obzidanom [Histidine Increases Beta-adrenergic Receptors Activation Efficiency in Isolated Myocardium of Right Ventricle of Rat Heart at Blockade by Atenolol or Obsidan]. Voprosy fundamental’noy i prikladnoy fiziologii v issledovaniyakh studentov vuzov: tez. dokl. IV Vseros. molodezh. nauch. konf. [Issues of Fundamental and Applied Physiology in Researches Conducted by University Students: Outline Reports of the 4th All-Russian Youth Sci. Conf.]. 2012, pp. 36-38.
9. Lopatin Yu.M., Dronova E.P. Kliniko-farmakoekonomicheskie aspekty primeneniya P-adrenoblokatorov u bol’nykh ishemicheskoy bolezn’yu serdtsa, podvergnutykhkoronarnomu shuntirovaniyu [Clinical-Pharmacoeconomical Aspects of B-adrenoblockers Use in Patients with Ischemic Heart Disease Undergoing Coronary Artery Bypass Grafting]. Kardiologiya, 2010, vol. 50 (9), pp. 15-22.
10. Penkina Yu.A., Nozdrachev A.D., Tsirkin VI. Vliyanie syvorotki krovi cheloveka, gistidina, triptofana, tirozina, mildronata i LFKh na inotropnyy effekt adrenalina v opytakh s miokardom lyagushki i krysy [Influence of Human Blood Serum, Histidine, Tryptophane, Tyrosine, Mildronat and Lysophosphatydylcholine on Positive Inotropic Effect of Adrenaline in Experiences with Frog and Rat Myocardium]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Ser. 3: Biologiya, 2008, iss. 1, pp. 56-68.
11. Sizova E.N., Tsirkin V.I. Fiziologicheskaya kharakteristika endogennykh modulyatorov fi-adreno- i M-kholinoreaktivnosti [Physiological Characteristics of Endogenous Modulators of b-adrenergic and M-cholinergic Reactivity]. Kirov, 2006, p. 183.
12. Tsirkin V.I., Nozdrachev A.D., Sazanova M.L., Dvoryanskiy S.A. Fiziologicheskie svoystva miotsitov arteriy i veny pupoviny cheloveka i vliyanie na nikh syvorotki pupovinnoy krovi [Human Umbilical Artery and Vein Myocyte Physiological Properties and Umbilical Blood Serum Influence on Them]. Doklady akademii nauk, 2003, vol. 388 (3), pp. 426-429.
13. Tsirkin V. I., Nozdrachev A. D., Toropov A. L. Endogennyy sensibilizator beta-adrenoretseptorov i ego analogi v opytakh s miometriem krysy umen’shayut beta-adrenoblokiruyushchiy effekt obzidana [An Endogenous Sensitizer of P-adrenergic Receptors and Its Analogs in the Experiments with Rat Myometrium Reduce the P-adrenoblocking Effect of Obzidan]. Doklady akademii nauk, 2010, vol. 435 (1), pp. 131-137.
14. Gauthier C., Rozec B., Manoury B., Balligand J. Beta-3 Adrenoceptors as New Therapeutic Targets for Cardiovascular Pathologies. Curr. Heart Fail. Rep., 2011, vol. 8 (3), pp. 184-192.
15. Bundkirchen A., Brixius K., Bolck B., Schwinger R. Bucindolol Exerts Agonistic Activity on the Propranolol-Insensitive State of Beta1-Adrenoceptors in Human Myocardium. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2002, vol. 300 (3), pp. 794-801.
16. Niu X., Watts V., Cingolani O., et al. Cardioprotective Effect of Beta-3 Adrenergic Receptor Agonism: Role of Neuronal Nitric Oxide Synthase. J. Am. Cell. Cardiol., 2012, vol. 59 (22), pp. 1979-1987.
17. Buxton B., Jones S., Molenaar P., Summers R. Characterization and Autoradiographic Localization of Beta-adrenoceptor Subtypes in Human Cardiac Tissues. Br. J. Pharmacol., 1987, vol. 92 (2), pp. 299-310.
18. Sezai A., Nakai T., Hata M., et al. Feasibility of Landiolol and Bisoprolol for Prevention of Atrial Fibrillation After Coronary Artery Bypass Grafting: A Pilot Study. J. Thorac. Cardiovasc. Surg., 2012, vol. 144 (5), pp. 1241-1248.
19. El-Ayoubi R., Menaouar A., Gutkowska J., Mukaddam-Daher S. Imidazoline Receptors but not Alpha 2-adrenoceptors Are Regulated in Spontaneously Hypertensive Rat Heart by Chronic Moxonidine Treatment. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2004, vol. 310 (2), pp. 446-451.
20. Chu C., Thai K., Park K., Wang P., Makwana O., Lovett D., Simpson P., Baker A. Intraventricular and Interventricular Cellular Heterogeneity of Inotropic Responses to at-adrenergic Stimulation. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2013, vol. 304 (7), pp. 946-953.
21. Lefkowitz R. Historical Review: A Brief History and Personal Retrospective of Seven-Transmembrane Receptors. Trends Pharmacol. Sci., 2004, vol. 25 (8), pp. 413-422.
22. Perez-Schindler J., Philp A., Hernandez-Cascales J. Pathophysiological Relevance of the Cardiac B2-adrenergic Receptor and Its Potential as a Therapeutic Target to Improve Cardiac Function. Eur. J. Pharmacol., 2013, vol. 698 (1-3), pp. 39-47.
23. Indolfi C., Piscione F., Villari B., et al. Role of Alpha 2-adrenoceptors in Normal and Atherosclerotic Human Coronary Circulation. Circulation, 1992, vol. 86 (4), pp. 1116-1124.
Tsirkin Viktor Ivanovich
Department of Human Physiology, Kazan State Medical University (Kazan, Russia)
Korotaeva Yuliya Vladimirovna
Natural Geography Faculty, Vyatka State Humanities University (Kirov, Russia)
EFFECT OF PREGNANT WOMEN BLOOD SERUM ON ADRENOREACTIVITY OF RAT RIGHT VENTRICLE MYOCARDIUM REDUCED BY BETA-BLOCKERS
To study the properties of the endogenous sensitizer of beta-adrenoceptors (ESBAR), having human serum as its source, we carried out experiments on 10 strips of right ventricle myocardium of 10 rats at 37 oC and evaluated adrenalin influence on the amplitude of contractions caused by electrostimulation (20 V, 5 ms, 1 Hz).
Keywords: myocardium, adrenaline, adrenoblockers, blood serum.
Контактная информация: Циркин Виктор Иванович адрес: 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 49;
e-mail: tsirkin@list.ru
Коротаева Юлия Владимировна адрес: 610017, г. Киров, ул. Свободы, д. 122;
e-mail: segecha-meinherz@mail.ru
Рецензент - Балыкин М.В., доктор биологических наук, профессор, заместитель директора по науке, заведующий кафедрой адаптивной физической культуры факультета физической культуры и реабилитации института медицины, экологии и физической культуры Ульяновского государственного университета
