CC BY
66
ВЕСТНИК ТГГПУ. 2011. №4(26)
УДК 612.172
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ДОФАМИНА НА СОКРАТИМОСТЬ МИОКАРДА КРЫС
© Г.А.Билалова, Л.М.Казанчикова
В статье рассмотрено влияние дофамина разной концентрации на силу сокращения миокарда крыс в онтогенезе. При низких концентрациях (10-9 М) дофамин вызывает положительный инотропный, а при высоких (10"6-10"7 М) - отрицательный инотропный эффект на сердце крыс.
Ключевые слова: дофамин, дофаминовые рецепторы, сердце, онтогенез.
Первое сообщение о синтезе предшественника норадреналина - дофамина - было сделано
О.Ва^ег, P.C.Ewins (1910) и Е.МапшсЬ, '^1асоЬ8оЬп (1910), которые выяснили, что дофамин обладает слабой периферической симпа-томиметической активностью. Затем было установлено, что дофамин изменяет функции сердечно-сосудистой системы, совершенно отличные от тех, которые вызывают адреналин и но-радреналин [1]. Развитие методов флуоресцентной гистохимии позволило обнаружить распределение дофамина как в структурах мозга, так и в периферических тканях, что послужило основанием для предположения о самостоятельной функциональной роли дофамина как нейромедиатора [1].
Достижения в области молекулярной биологии позволили определить пять подтипов дофаминовых рецепторов [2; 3; 4; 5; 6], которые классифицируются на Д1-подобные рецепторы (Д1 и Д5), стимулирующие аденилатциклазу и Д2-подобные рецепторы - (Д2, Д3 и Д4), ингибирующие аденилатциклазу и Са-канал, но активирующие К-канал, причем все эти эффекты осуществляются при участии О-белков [7]. Дофамин в низких дозах (>10-5 М) действует через дофаминовые рецепторы, а при увеличении дозы активируются в и а-адренорецепторы [8; 9]. С помощью фармакологических, биохимических и молекулярных методов было обнаружено наличие разных подтипов рецепторов дофамина в сердце [10; 11; 12; 13; 14; 15; 16]. Д1-рецепторы локализованы в сердце человека и крыс [10; 11; 12], Д2-рецепторы также были выявлены в сердце крыс [15; 17], а Д3 и Д4-рецепторы - в сердце морской свинки [16]. Положительный инотропный эффект дофамина на желудочках сердца куриного эмбриона опосредуется через стимуляцию постсинаптических в-адренорецепторов и дофаминовых рецепторов [13].
Следует отметить, что многие аспекты влияния дофамина на сократительную активность
миокарда в раннем постнатальном онтогенезе остаются малоизученными.
Целью настоящего исследования является влияние дофамина разной концентрации на сократимость миокарда предсердий и желудочков 21-, 42-, 56-суточных крыс.
Методика исследования
Все эксперименты проводились на белых лабораторных крысах в возрасте 21-, 42- и 56-суточного возраста, с соблюдением биоэтиче-ских правил. Изометрическое сокращение полосок миокарда предсердий и желудочков регистрировали на установке "Power Lab" (ADInstru-mets) с датчиком силы MLT 050/D (ADInstrumets). У наркотизированных уретаном (1200 мг/кг) крысах быстро вынималось сердце и помещалось в чашку Петри с оксигенированным рабочим раствором при подключенном стимуляторе "ЭСЛ-2". Далее препарировались мышечные полоски миокарда предсердий и желудочков длиной 2-3 мм и диаметром 0.8-1.0 мм. Верхний конец полосок прикреплялся с помощью нити к датчику силы, а нижний конец прикреплялся к блоку, который помещался в резервуар с рабочим раствором (г/л: NaCl - 8 г; KCl - 0,3г; CaCl2
- 3 мл; MgSO4 - 0,5 мл; NaH2PO4 - 0,04 г; глюкоза - 2 г; Trizma HCl - 2,4-3,9 г/л). Раствор постоянно аэрировали карбогеном 95% O2 и 5% CO2 pH=7.4. Полоски миокарда стимулировались через платиновые электроды с частотой 6 и 10 стимулов, длительностью 5 мс для 21-, и 42-, 56-суточных крыс соответственно.
Запись кривой регистрировался на персональном компьютере при помощи программного обеспечения "Chart 5.0". Добивались стабилизации сокращений полосок миокарда после погружения в резервуары в течение 30-40 минут (приработка). По окончании приработки 10 мин регистрировали исходные параметры сокращения, затем в течение 20 минут с добавлением в рабочий раствор дофамина (10"9-10"6М) ("Sigma"). Затем препараты отмывали рабочим раствором и вновь записывали исходные данные и повторяли поря-
док работы с другими концентрациями дофамина. Реакцию силы сокращения в ответ на дофамин рассчитывали в процентах от исходной, которые принимали за 100%. Достоверность различий рассчитывали по t критерию Стьюдента (р<0,05).
Результаты исследования
Определяли дозозависимый эффект дофамина (10"9-10"6М) на сократительную активность миокарда крыс 21-, 42- и 56-дневных крыс.
Дофамин в концентрации 10-6М и 10-7М вызывает отрицательный инотропный эффект на миокард предсердий и желудочков во всех изученных возрастах. У 21-суточных крыс снижение сократимости миокарда предсердий и желудоч-
ков при концентрации дофамина 10-6М составило 18% и 23% соответственно. Такая же картина наблюдается при добавлении дофамина в концентрации 10-7М (р<0,05) (рис.2). У 42-суточных крыс дофамин в концентрации 10-6М вызывает снижение силы сокращения предсердий на 28%, при концентрации 10-7М - на 20%. В концентрации дофамина 10-6М реакция силы сокращения желудочков 42-суточных крыс составила 30%, при концентрации 10-7М - 20% (рис.2). У крыс 56-суточного возраста дофамин в концентрации 10-6М снижает силу сокращения предсердий всего на 4% (рис.1) и при концентрации 10-7М сократимость предсердий снижается на 21%.
%
0
-20
-40
-60
21 сут
42 сут
56 сут
возраст
□ предсердие Шжелудочек
Рис.1. Влияние дофамина в концентрации 10-6М на силу сокращения миокарда предсердий и желудочков крыс
21-, 42- и 56-суточного возраста.
□ предсердие □желудочек
Рис.2. Влияние дофамина в концентрации 10-7М на силу сокращения миокарда предсердий и желудочков крыс
21-, 42- и 56-суточного возраста.
Дофамин в концентрации 10-8М увеличивает амплитуду сокращения миокарда предсердий у 21-суточных крыс на 14% по сравнению с исходной, а в желудочках - на 10% (р<0,05). У 42-суточных и 56-суточных животных наблюдалась разнонаправленная реакция предсердий и желудочков. Так, дофамин в концентрации 10-8М у 42-суточных крыс снижает сократимость мио-
карда предсердий на 18% и увеличивает сократимость миокарда желудочков на 5%. Аналогичные изменения сократимости миокарда предсердий и желудочков наблюдались у крыс 56 суток. Отрицательная реакция сократимости миокарда предсердий составила 13% и положительная желудочков - 22% (рис.3).
□ предсердие □ желудочек
Рис.3. Влияние дофамина в концентрации 10- М на силу сокращения миокарда предсердий и желудочков крыс
21-, 42- и 56-суточного возраста.
%
70
60 -
50 -40 -
30
20
10
0
21 сут
42 сут
56 сут
возраст
□ предсердие □ желудочек
Рис.4. Влияние дофамина в концентрации 10-9М на силу сокращения миокарда предсердий и желудочков крыс
21-, 42- и 56-суточного возраста.
Дальнейшее снижение концентрации дофамина до 10-9М вызывает повышение сократимости миокарда предсердий и желудочков крыс 21-, 42- и 56-суточного возраста. У 21-суточных крыс сила сокращения миокарда повышается на 33%, желудочков - на 9%. Сила сокращения миокарда предсердий и желудочков 42-суточных крыс повышается на 15%. У 56-суточных крыс дофамин также увеличивает силу сокращения миокарда
предсердий и желудочков на 17% и 51% соответственно по сравнению с исходной (рис.4). При этом наибольшая положительная реакция наблюдалась в предсердиях 21-суточных крыс и в желудочках 56-суточных животных.
Таким образом, было выявлено, что низкие концентрации дофамина (10-8М, 10-9М) вызывают усиление силы сокращений полосок миокар-
да, вероятно, в этом и проявляется его влияние
на дофаминовые рецепторы [8, 9].
1. Раевский К. С. Функциональная роль и фармакологическая регуляция дофаминергических систем мозга // Вестник Рос. АМН. - 1998. - №8. - С.19-24.
2. Bunzow J.R., Van Tol.H.H., Grandy D.K., Albert P., Salon J., Christe M., Machida C.A., Neve K.A., Civ-elli O. Cloning and expression of a rat D2 dopamine receptor cDNA. // Nature. - 1988. - Vol.336. - №2229. - Р.783-787.
3. Zhou Q.Y., Grandy D.K., Thambi L., Kushner J.A., Van Tol.H.H., Cone R., Pribnow D., Salon J., Bunzow J.R., Civelli O. Cloning and expression of human and rat D1 dopamine receptors. // Nature. - 1990. -Vol.347. - Р.76-80.
4. Socoloff P., Giros B., Martres M.P., Bouthenet M.L., Schwaltz J.C. Molecular cloning and characterization of a novel dopamine receptor (D3) as a target for neuroleptics // Nature. - 1990. - Vol.347. - Р.146-150.
5. Weinshank R., Adham N., Macchi M., Olsen M.A., Branchek T.A., Hartig P.R. Molecular cloning and characterization of a high affinity dopamine receptor (D1B) and its pseudogene // J Biol Chem. - 1991. -Vol.266. - Р.22427-22435.
6. Van Tol.H.H., Bunzow J.R., Guan H.C., Suna-hara R.K., Seeman P., Niznik H.B., Civelli O. Cloning for gene for a human dopamine D4 receptor with high affinity for the antipsychotic clozapine // Nature.
- 1991. - Vol.50. - Р.610-614.
7. Goldberg L.I., Kohli J.D. Peripheral pre- and postsy-naptic dopamine receptors: are they different from dopamine receptors in the central nervous system? // Commun Psychopharmacol. - 1979. - Vol.3. -Р.447-456.
8. Emilien G., Maloteaux J.M., Geurts M., Hoogen-berg K., Cragg S. Dopamine receptors - physiological understanding to therapeutic intervention poten-
tial // Pharmacol Ther. - 1999. - Vol.84. - P.133-156.
9. Murphy M.B. Dopamine: a role in the pathogenesis and treatment of hypertension // J Hum Hypertens. -2000. - Vol.14. - P.47-50.
10. Ozono R., O’connell D.P., Vaughan C., Botkin C.J., Walk S.F., Felder R.A., Carey R.M. Expression of the subtype 1A dopamine receptor in the rat heart // Hypertension. - 1996. - Vol.27. - P.693-703.
11. Ozono R., O’connell D.P., Wang Z.Q., Moore A.F., Sanada H., Felder R.A., Carey R.M. Localization of the dopamine D1 receptor protein in the human heart and kidney // Hypertension. - 1997. - Vol.30. -P.725-729.
12. Zhang H., Qiao Z., Zhao Y., Zhao R. Transcription of dopamine D1A receptor mRNAs in rat heart // Methods Find Exp Clin. Pharmacol. - 1996. - Vol. 18. -P.183-187.
13. Ouedraogo L., Magnon M., Sawadogo L., Trico-che R. Receptors involved in the positive inotropic action induced by dopamine on the ventricle of a 7-day-old chick embryo heart // Fundam Clin. Phama-col. - 1998. - Vol.12. - P.133-142.
14. Amenta F., Ricci A., Rossodivita I., Avola R.,
Tayebati S.K. The dopaminergic system in
hypertension // Clin Exp Hypertens. - 2001. -Vol.23. - P.15-24.
15. Cavallotti C., Nuti F., Bruzzone P., Mancone M. Age-related changes in dopamine D2 receptors in rat heart and coronary vessels // Clin Exp Pharmacol Physiol. - 2002. - Vol.29. - P.412-418.
16. Gomez MDE J., Rousseau G., Nadeau R., Berra R., Flores G., Suarez J. Functional and autoradiographic characterization of dopamine D2-like receptors in the guinea pig heart // Can J Physiol Pharmacol. - 2002.
- Vol.80. - P.578-587.
17. Ricci A., Bronzetti E., Fedele F., Ferrante F., Zac-cheo D., Amenta F. Pharmacological characterization and autoradiographic localization of a putative dopamine D4 receptor in the heart // J Auton Pharmacol. - 1998. - Vol.18. - P.115-121.
AGE-DEPRNDENT INFLUENCE OF DOPAMINE ON MYOCARDIAL CONTRACTILITY IN RATS
GA.Bilalova, L^.Kazanchikova
In this article we examine the effect different concentrations of dopamine have on the force of contraction of myocardium of the rats in ontogenesis. At low concentrations (10-9 M), dopamine produces positive inotropic effect while high concentrations (10-6-10-7 M) have negative inotropic effect on the heart in rats.
Key words: dopamine, dopamine receptors, heart, ontogeny.
Билалова Гульфия Альбертовна - кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии, физиологии и охраны здоровья человека Института физической культуры и восстановительной медицины Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: [email protected]
Казанчикова Лилия Маратовна - аспирант кафедры анатомии, физиологии и охраны здоровья человека Института физической культуры и восстановительной медицины Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: [email protected]
Поступила в редакцию 2i.ii.20ii
