АНТИАРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОАРИТМОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ УРИДИНА И УРИДИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ

Ключевые слова ишемия, уридин, реперфузионные аритмии

Key words ischemia, uridine, reperfusion arrhythmias

Аннотация Изучен эффект уридина, уридин-5′-монофосфата (УМФ), уридин-5′-дифосфата (УДФ) и уридин-5′-трифосфата (УТФ) на развитие ранних аритмий при регионарной ишемии и реперфузии, а также на реперфузионные аритмии после тотальной ишемии изолированных сердец крыс.

Annotation Effect of uridine, uridine-5′-monophosphate (UMP), uridine-5′-diphosphate (UDP), and uridine-5′-triphosphate (UTP) on the development of early arrhythmias under regional ischemia and reperfusion as well as reperfusion arrhythmias after total ischemia of the isolated rat hearts was studied.

Автор Елисеев, В. В., Родионова, О. М., Сапронов, Н. С.

Номера и рубрики ВА-N20 от 28/11/2000, стр. 66-69 /.. Экспериментальные исследования

Версия для печати PDFs

Острая ишемия миокарда и постишемическое возобновление коронарного тока сопровождаются нарушениями электрической стабильности сердца, что выражается в развитии так называемых ранних ишемических или реперфузионных аритмий (экстрасистолии, желудочковой тахикардии или фибрилляции желудочков) [11]. Одной из основных причин таких нарушений ритма является дисбаланс ионов К⁺, Na⁺ и Са²⁺ в ишемизированном или реперфузируемом миокарде. В значительной степени изменение внутри- и внеклеточной концентрации этих ионов обусловлено дисфункцией систем ионного транспорта через сарколемму (Na⁺, К⁺-насоса, Са²⁺-насоса, АТФ-зависимых К⁺-каналов), работу которых обеспечивает сравнительно небольшая фракция АТФ, образующаяся в процессе гликолиза [3, 14].

При ишемии миокарда, после кратковременной активации анаэробного гликолиза, наблюдается его подавление, прежде всего, из-за невозможности поступления глюкозы к ишемизированной ткани и быстрого истощения запаса гликогена в сердце. Уже на 5-10-й минуте ишемии уровень гликогена в миокарде снижается на 50-75% и не восстанавливается при последующей реперфузии [13,17]. Уменьшение резерва гликогена при ишемии является одним из факторов, увеличивающих вероятность возникновения аритмий [3].

Использование активаторов ресинтеза гликогена открывает определенную перспективу для профилактики нарушений ритма при остром инфаркте миокарда, введении тромболитических препаратов, осуществлении экстракорпорального кровообращения, коронарной ангиопластики и т.д. Такими активаторами могут явиться нуклеозид уридин и его фосфорные эфиры - уридин-5'-монофосфат (УМФ), уридин-5'-дифосфат (УДФ), уридин-5'-трифосфат (УТФ). Экзогенный уридин активно транспортируется в кардиомиоциты, последовательно превращаясь в УМФ, УДФ, УТФ и уридин-5'-дифосфоглюкозу, которая является непосредственным субстратом для синтеза гликогена [8]. Скорость включения уридина во внутриклеточный пул уридиновых соединений значительно возрастает при уменьшении коронарного тока [7]. Экзогенные нуклеотиды также могут включаться в сердечную мышцу либо после их дефосфорилирования до уридина, либо непосредственно, например, в присутствии ионов Mg²⁺ [16].

Задачей исследования явилось изучение эффекта уридина, его моно-, ди- и трифосфата на выраженность желудочковых аритмий при регионарной ишемии миокарда левого желудочка и последующей реперфузии, а также при реперфузии сердца после тотальной ишемии.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на перфузируемых по Лангендорфу сердцах белых нелинейных крыс-самцов (масса животных 250-280 г). Крыс наркотизировали парами эфира, после чего вскрывали грудную клетку, удаляли сердце, промывали его охлажденным до 4°С раствором Кребса-Хенселейта и соединяли с системой для перфузии раствором Кребса-Хенселейта (состав в ммоль/л: NaCl - 118,0; KCl - 4,7; CaCl₂ - 2,5; KH₂PO₄ - 1,2; MgSО₄ - 1,6; NaHCO₃ - 25,0; Na-EDTA - 0,5; глюкоза - 5,5; рН 7,4), оксигенированным смесью 95% О₂ и 5% СО₂ при 37°С и постоянном давлении 97 см водн.ст. После 15-минутного периода стабилизации сердечных сокращений моделировали регионарную ишемию левого желудочка путем перевязки левой коронарной артерии на уровне нижнего края ушка левого предсердия или тотальную ишемию, прекращая подачу перфузата. После 30 минут ишемии в обоих случаях восстанавливали коронарный ток и в течение 30 минут осуществляли реперфузию.

Нарушения ритма регистрировали с помощью биполярной электрографии в режиме мониторинга, оценивали количество желудочковых экстрасистол (ЭС), длительность периодов желудочковой тахикардии (ЖТ) и фибрилляции желудочков (ФЖ). Сердца животных контрольных группы перфузировали только раствором Кребса-Хенселейта, в подопытных группах в перфузат добавляли уридин, УМФ, УДФ или УТФ (50 мкмоль/л; Реанал, Венгрия). В каждой группе использовали сердца от 8 животных. Для статистического анализа применяли однофакторный ANOVA-тест (программа Microcal Origin 3.5). Различия между величинами в контрольных и подопытных группах признавали достоверными при значениях вероятности р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Контроль. Окклюзия левой коронарной артерии приводила к развитию ранних аритмий (таблица), которые возникали на 2-3-й минуте ишемии и прекращались к 20-25-й минуте. Через 4-5 минут после снятия лигатуры вновь были отмечены нарушения ритма, которые продолжались до конца периода реперфузии. При тотальной ишемии в первые 2 минуты после прекращения подачи перфузата до момента исчезновения сердечных сокращений регистрировали только единичные ЭС. Через 3-4 минуты после возобновления коронарного тока также наблюдали нарушения ритма преимущественно в виде ЭС и ФЖ, которые прекращались к 25-27-й минуте реперфузии.

Уридин и УМФ. При перфузии сердец раствором, содержащим уридин или УМФ, на протяжении 30 минут после окклюзии коронарной артерии отмечено уменьшение частоты возникновения желудочковых аритмий (в опыте с использованием УМФ не возникала ФЖ) и достоверное, по сравнению с контрольной группой, уменьшение их выраженности. Дальнейшее введение препаратов в период реперфузии после снятия лигатуры препятствовало возникновению ЖТ, способствовало более, чем 2-кратному уменьшению количества ЭС, снижению частоты ФЖ, и примерно в 5 раз уменьшало ее длительность. Аналогичный эффект уридина и УМФ проявлялся при реперфузии сердец после 30-минутной тотальной ишемии (таблица).

В патогенезе ранних аритмий при острой ишемии или постишемической реперфузии миокарда ведущую роль играет нарушение распределения ионов по обе стороны мембран кардиомиоцитов. Особо отмечают роль АТФ-зависимых К+-каналов (К_АТР-каналов) сарколеммы [14,18]. Активация этих каналов происходит при снижении уровня внутриклеточного субсарколеммального АТФ ниже 3-4 ммоль/л [12] и сопровождается интенсивным выходом ионов К⁺ из кардиомиоцитов, деполяризацией мембран, уменьшением амплитуды и длительности потенциала действия, а также скорости реполяризации.

Эти изменения ведут к нарушению автоматизма, возбудимости и проводимости в сердечной мышце, что создает условия для развития аритмий как по механизму re-entry, так и в связи с формированием гетеротопных очагов электрической активности. Блокатор К_АТР-каналов - антидиабетический препарат глибенкламид предупреждает развитие аритмий при ишемии миокарда. Дисбалансу ионов способствует снижение активности Na⁺,K⁺-AТФазы и Са²⁺-АТФазы сарколеммы, субстратом для которых также является АТФ, образующийся в ходе гликолиза.

Нарушение распределения ионов усугубляется при постишемической реперфузии, что связано с вымыванием ионов К⁺ из внеклеточного пространства, накоплением в кардиомиоцитах ионов Na⁺ и Са²⁺, поступающих через поврежденные мембраны по градиенту концентраций, а также неадекватным восстановлением уровня АТФ [4], несмотря на достаточный приток глюкозы к ранее ишемизированному миокарду.

Антиаритмический эффект уридина и УМФ, по-видимому, связан с их участием в ресинтезе миокардиального гликогена, активацией гликогенолиза и образованием гликолитической фракции АТФ, необходимой для нормализации работы ионных транспортных систем. Кроме того, продуктом катаболизма уридина и УМФ является -аланин, входящий в состав ацетил-СоА в виде фрагмента пантотеновой кислоты, поэтому метаболиты уридиновых соединений могут способствовать активации окислительно-восстановительных процессов в сердце [2]. При дефосфорилировании экзогенного УМФ образуется уридин, который способен транспортироваться в кардиомиоциты, оказывая такое же действие, как и нативный нуклеозид.

УДФ и УТФ. Ди- и трифосфат уридина также оказывали антиаритмическое действие при регионарной ишемии, даже несколько превосходящее эффект уридина (таблица). Оба соединения, с одной стороны, частично дефосфорилируются до уридина, который захватывается миокардом, а с другой - воздействуют на пуриновые (пиримидиновые) Р_2U-рецепторы эндотелия кровеносных сосудов, вызывая вазодилатацию вследствие образования эндотелиального релаксирующего фактора (endothelial relaxing factor, EDRF), роль которого выполняет оксид азота (NO) [6, 15]. В результате может проявляться антиангинальный эффект этих соединений в виде уменьшения зоны инфаркта и ослабления аритмогенного эффекта ишемии.

Другая ситуация наблюдалась во время постишемической реперфузии. УДФ и, особенно, УТФ оказывали проаритмогенное действие при восстановлении коронарного тока после регионарной или тотальной ишемии. Возможно, вызываемая ими коронародилатация способствует гипероксигенации ранее ишемизированного миокарда, активации перекисного окисления липидов с образованием лизофосфоглицеридов, обладающих аритмогенной активностью. Аналогичное действие оказывает активный коронародилататор аденозин, который предотвращает желудочковые аритмии при экспериментальной ишемии миокарда, но потенцирует аритмогенный эффект постишемической реперфузии [1].

Кроме эндотелия сосудов, Р_2U-рецепторы присутствуют и на поверхности кардиомиоцитов [10]. Их возбуждение приводит к активации фосфолипазы С сарколеммы и повышению уровня инозитол-1, 4, 5-трифосфата [9], что сопровождается увеличением содержания внутриклеточного Са²⁺ и способствует возникновению следовых деполяризаций и триггерного автоматизма в ранее ишемизированной миокардиальной ткани [5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Елисеев В.В., Сапронов Н.С. Аденозин и функции миокарда. - СПб.: Издательство «Лань», 2000. - 160 с.

2. Елисеев В.В., Слободская В.В., Ильин Г.И. и др. Влияние рибоксина, уридина, уридин-5'-монофосфата и гуанозина на экспериментальную дистрофию миокарда // Хим.-фарм. журнал. - 1985. - N 6. - С. 694-696.

3. Меерсон Ф.З. Патогенез и предупреждение стрессорных и ишемических повреждений сердца. - М.: Наука, 1984. - 272 с.

4. Ольбинская Л.И., Литвицкий П.Ф. Коронарная и миокардиальная недостаточность. - М.: Медицина, 1986. - 272 с.

5. Сперелакис Н. (Sperelakis N.) Медленный потенциал действия и свойства медленных каналов миокардиадьных клеток // Физиология и патофизиология сердца. - Т. 1. - Пер. с англ. / Под ред. Н. Сперелакиса. - М.: Медицина, 1990. - С. 241-277.

6. Gцdecke S., Decking U.K.M., Gцdecke A., et al. Cloning of the rat P2u receptor and its potential role in coronary vasodilatation // Am. J. Physiol. - 1996. - Vol. 270, No. 2. - P. C570-C577.

7. Aussedat J., Ray A., Rossi A. Uridine incorporation in normal and ischaemic perfused rat heart // Mol. Physiol. - 1984. - Vol. 6. - P. 247-256.

8. Aussedat J., Verdetti J., Grably S., et al. Nuclйotides uridiliques et glycogйne cardiaques: effet de l'administration d'uridine et de ribose chez le rat // J. Physiol. (Paris) . - 1982. - Vol. 78. - P. 331-336.

9. Chang K., Hanaoka K., Kumada M., et al. Molecular cloning and functional analysis of a novel P₂ nucleotide receptor // J. Biol. Chem. - 1995. - Vol. 270. - No. 44. - P. 26152-26158.

10. Froldi G., Paridolfo L., Chinellato A., et al. Dual effect of ATP and UTP on rat atria: which types of receptors are involved? // Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol. - 1994. - Vol. 349. - P. 381-386.

11. Janse M.J., Wit A.L. Electrophysiological mechanisms of ventricular arrhythmias resulting from myocardial ischemia and infarction // Physiol. Rev. - 1989. - Vol. 69. - N 4. - P.1049-1169.

12. Kirsch G.E., Codina J., Birnbaumer L., et al. Coupling of ATP-sensitive K⁺-channels to A1 receptors by G proteins in rat ventricular myocytes // Am. J. Physiol. - 1990. - Vol. 259. - P. H820-H826.

13. Neely J., Grotyohann L.W. Role of glycolytic products in damage to ischemic myocardium. Dissociation of adenosine triphosphate levels and recovery of function of reperfused ischemic hearts // Circ. Res., 1984. - Vol.55, No. 6. - P. 816-824.

14. Opie L.H. Modulation of ischemia by regulation of the ATP-sensitive potassium channel // Cardiovasc. Drug Ther. - 1993. - Vol. 7, Suppl. 3. - P. 507-513.

15. Ralevic V., Burnstock G. Effects of purines and pyrimidines on the rat mesenteric arterial bed // Circ. Res. - 1991. - Vol. 69. - P. 1583-1590.

16. Rovetto M.J. Myocardial nucleotide transport // Ann. Rev. Physiol. - 1985. - Vol. 47. - P. 605-616.

17. Taegtmeyer H., Roberts A.F.C., Raine A.E.G. Energy metabolism in reperfused heart muscle: metabolic correlates to return of function // J. Amer. Coll. Cardiol. - 1985. - Vol. 6. - No. 4. - P. 864-870.

18. Wilde A.A. K⁺ATP-channel opening and arrhythmogenesis // J. Cardiovasc. Pharmacol. - 1994. - Vol. 24, Suppl. 4. - P. S35-S40.

Наверх

Российский Научно-Практический
рецензируемый журнал
ISSN 1561-8641

Санкт-Петербургское общество кардиологов им Г. Ф. Ланга
НИИК: www.almazovcentre.ru
ИНКАРТ: www.incart.ru