Международный
научный журнал

Характеристика инотропной активности некоторых изохинолиновых алкалоидов


Characteristic of inotropic activity of some isoquinoline alkaloids

Цитировать:
Характеристика инотропной активности некоторых изохинолиновых алкалоидов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Жумаев И.З. [и др.]. 2019. № 5(59). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/7281 (дата обращения: 12.12.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

В данном исследовании изучены механизмы инотропного действия некоторых изохинолиновых алкалоидов 1-(4-диметиламинофенил)-6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина (F-24), 1-(2-хлор-4,5-метилендиоксифенил)-2-гидроксиэтил-6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин (N-14) и 1-(2-хлор-4,5-метилендиоксифенил)-6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин (F-14) были изучены. Установлено, что отрицательный инотропный эффект алкалоидов на СР (саркоплазматический ретикулум) связано со снижением концентрации ионов Сa2+.

ABSTRACT

In this study, the mechanisms of the inotropic action of some 1- (4-dimethylaminophenyl) -6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline isoquinoline alkaloids (F-24), 1- (2-chloro-4,5- methylenedioxyphenyl) -2-hydroxyethyl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline (N-14) and 1- (2-chloro-4,5-methylenedioxyphenyl) -6,7-dimethoxy-1, 2,3,4-tetrahydroisoquinoline (F-14) has been studied. It has been established that the negative inotropic effect of alkaloids on SR (sarcoplasmic reticulum) is associated with a decrease in the concentration of Ca2+ ions.

 

Ключевые слова: папиллярная мышца, инотропный эффект, изохинолиновые алкалоиды.

Keywords: papillary muscle, inotropic effect, isoquinoline alkaloids.

 

Известно, что многие кардиоваскулярные патологии связаны с изменением функциональной активности Са2+–транспортной системы (RyR2, SERCA2a) СР. В связи с этим действия изучение биологически активных соединений на динамику Са2+ является актуальной с точки зрения разработки методов фармакологической коррекции патологических состояний[Meyer et al., 2001; с.1169–1178].

Среди химических соединений с гетероцик­лической структурой изохинолиновые алкалоиды обладают широким спектром физиологического действия [Schiff, 1991; Lau et al., 2001; Kashiwada et al., 2005; Аветисян, 2007; Jin–Jian Lu et al., 2012]. В частности, изохинолиновые алкалоиды обладают антиаритмическим и кардиотропным действием на при заболеваниях срдечно-сосудистой системы [Zaima et al., 2012; с. 482-486]. В связи с эти в рамках наших исследований изучено инотропное действие некоторых изохинолиновых алкалоидов.

Материалы и методы исследования. Экспери­менты проводились на препаратах папиллярной мышцы правого желудочка сердца крысы. Препарат мышцы закрепляли в экспериментальной камере, перфузируемой физраствором Кребса, а другой конец подсоединяли к датчику натяжения F30 (Hugo Sachs; Германия). Мышцу раздражали с помощью платановых электродов и стимулятора ЭСЛ-2 импульсами прямоугольной формы частотой
0.1-5 Гц, длительностью 10 мс и амплитудой, превышающей пороговую на 20%. Сигнал с датчика натяжения подавался на усилитель, регистрировался с помощью самописца и параллельно обрабатывался с помощью компьютера. Амплитуда сократительных ответов выражалась в процентах от максимального ответа и рассчитывалась как среднее для 5-8 различных экспериментов (n=4-6). Значения Р<0.05 и Р<0.01 указывают на статистически значимые различия.

Результаты и их обсуждение. В начальных экспериментах изохолиновые алкалоиды - F-24 (10-60 мкМ), F-14 (5-40 мкМ) и N-14 (5-30 мкМ) показали отрицательный инотропный эффект на папиллярных мышцах сердца крыс, было обнаружено, что сила сокращения снижается до 92,4±6,4% (50=15,1 мкМ) 66.3±2.9% (50=23,9 мкМ) и 72.4±3.7% (50=18.6 мкМ).

Как отмечено выше, изменение количества Са2+ в кардиомиоцитах имеет важное значение при инотропном эффекте в кардиомиоцитах [Schwinger et al., 2000; с.700-707, Heubach et al., 2002; с. 39–48].

RyR2 играет важную роль в механизме возбуждения кардиомиоцитов и увеличивает значение [Са2+]inв цитозоле. Поэтому мы исследовали влияние изохинолиновых алкалоидов на влияние RyR2 в последующих экспериментах. Первоначально было исследовано влияние изохинолиновых алкалоидов на сокращение мышц, вызванное кофеином, которое было обеспечено активацией RyR2 [Dibb et al., 2007;с. 579–592].

При добавлении кофеина в среду инкубации без стимуляторов в препарате папиллярной мышцы образуется единственное сокращение. Данное единственное сокращение осуществляется за счет транспорта ионов Са2+ через RyR2 СР и даёт возможность определения количества [Са2+]СР. В таких условиях в течении 30 сек. после спокойного периода не наблюдается пост-рест потенциация и наблюдается полное высвобождение [Са2+]СР в цитозоль под воздействием кофеина[Bouchard, 1990; с. 280, Park et al., 2007;с. 956–966]. Увеличение концентрации [Са2+]in под воздействием кофеина нормализуется посредством функции Na+/Ca2+–обмена [Maier et al., 2005; с. 636–646, Bassani et al., 1992; с. 591–608].

В экспериментах кофеин (20 мМ) увеличивал силу сокращения папиллярных мышц на 28±4,4% относительно контроля. Присутствие в инкубационной среде изохинолиновых алкалоидав F–14 (40 мкМ), N–14 (30 мкМ) амплитуда силы сокращения, вызванная кофеином, снизилась на 29,3±3,7% и 35,6±4,1% соответственно относительно контроля (рис. 1).

 

Рисунок 1. Действие алкалоидов F–14, N–14 на активность сокращения папиллярной мышцы под воздействием RyR2 активатора – кофеина

По оси ординат – максимальное значение силы сокращения папиллярной мышцы, принятая за 100%. Частота стимуляции 0,5 Гц (t=+36±0,5ºC). – нпо отношению к контролю – р<0,01 (n=3–5).

 

Полученные результаты свидетельствуют об уменьшении концентрации ионов Са2+ в СР в условиях отрицательного инотропного действия алкалоидов F–14, N–14. Кроме этого в экспериментах было установлено, что алкалоид F–24 (60 мкМ) переводит однофазное сокращение, вызванное кофеином, в тоническое сокращение и амплитуда сохраняется устойчиво (рис.-2).

 

Рисунок 2. Действие F-24 на активность сокращения папиллярной мышцы в среде инкубации с кофеином. Стрелкой указано добавление кофеина (210 мМ). Начальная частота стимуляции 1 Гц

 

Данный случай характеризуется модуляцией RyR2, блокадой системы Na+/Ca2+–обмена, в результате которого увеличивается концентрация [Са2+]in а также сохранением устойчивости амплитуды силы сокращения.

 

Список литературы:
1. Meyer M., Trost S.U., Bluhm W.F., Knot H.J., Swanson E., Dillmann W.H. Impaired sarcoplasmic reticulum function leads to contractile dysfunction and cardiac hypertrophy // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2001. – V.280(5). – P.H2046–H2052.
2. Schiff P.L. Bisbenzylisoquinoline Alkaloids // J. Nat. Prod. – 1991. – V.54(3). – P.645–749.
3. Lau C.W., Yao X.Q., Z. Y. Chen, W. H. Ko, Y. Huang. Cardiovascular actions of berberine // Cardiovascular Drug Reviews. – 2001. – V.19(3). – P.234–244.
4. Kashiwada Y., Aoshima A., Ikeshiro Y., Chen Y.P., Furukawa H., Itoigawa M., Fujioka T., Mihashi K., Cosentino L.M., Morris–Natschke S.L., Lee K.H. Anti–HIV benzylisoquinoline alkaloids and flavonoids from the leaves of Nelumbo nucifera, and structure–activity correlations with related alkaloids // Bioorg. Med. Chem. – 2005. – V.17(13:2). – P.443–448.
5. Аветисян С.В. Синтез, строение, свойства и биологическая активность производных 4–спироциклопентан–1,2,3,4–тетрагидроизохинолинов и их ациклических аналогов // Автореферат дисс…. к.хим.н. – Санкт–Петербург, 2007. – С.3–20.
6. Jin–Jin Lu, Jiao–Lin Bao, Xiu–Ping Chen, Min Huang, Yi–Tao Wang. Alkaloids isolated from natural herbs as the anticancer agents // Hindawi Publishing Corporation. Evidence–Based Complementary and Alternative Medicine. – 2012. – V.2012. – P.1–12.
7. Zaima K., Takeyama Y., Koga I., Saito A., Tamamoto H., Azziz S.S., Mukhtar M.R., Awang K., Hadi A.H., Morita H. Vasorelaxant effect of isoquinoline derivatives from two species of Popowia perakensis and Phaeanthus crassipetalus on rat aortic artery // J. Nat. Med. – 2012. – V.66(3). – P.421–427.
8. Schwinger R.H., Pietsch M., Frank K., Brixius K. Crataegus special extract WS 1442 increases force of contraction in human myocardium cAMP–independently // J. Cardiovasc. Pharmacol. – 2000. – V.35. – P.700–707.
9. Heubach J.F., Rau T., Eschenhagen T., Ravens U., Kaumann A.J. Physiological antagonism between ventricular β1–adrenoceptors and α1–adrenoceptors but no evidence for β2– and β3–adrenoceptor function in murine heart // British Journal of Pharmacology. – 2002. – V.136. – P.217–229.
10. Dibb K.M., Eisner D.A., Trafford A.W. Regulation of systolic [Ca2+]in and cellular Ca2+ flux balance in rat ventricular myocytes by SR Ca2+, L–type Ca2+ current and diastolic [Ca2+]in // J. Physiol. – 2007. – V. 585(2). – P.579–592.
11. Bouchard R.A. Effegts of changes in the rate and rhythm of stimulation on excitation–contraction coupling in mammalian ventricular muscle // A Thesis Presented to the University of Manitoba ln partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy (Canada). – 1990. – P.280.
12. Park W.K., Kim M.H., Ahn D.S., Chae J.E., Jee Y.S., Chung N., Lynch C. Myocardial depressant effects of desflurane mechanical and electrophysiologic actions in vitro // Anesthesiology. – 2007. – V.106. – P.956–966.
13. Maier L.S., Wahl–Schott C., Horn W., Weichert S., Pagel C., Wagner S., Dybkova N., Müller O.J., Näbauer M., Franz W.–M., Pieske B. Increased SR Ca2+ cycling contributes to improved contractile performance in SERCA2a–overexpressing transgenic rats // Cardiovasc. Res. – 2005. – V.67(4). – P.636–646.

 

Информация об авторах:

Жумаев Иноят Зулфикарович Inoyat Jumayev

мл. науч. сотр., Институт биофизики и биохимии при Национальном университете Узбекистана, Узбекистан, г. Ташкент

Junior researcher, Institute of Biophysics and Biochemistry at the National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent


Усманов Пулат Бекмуратович Pulat Usmanov

д–р биол. наук, проф., Институт биофизики и биохимии при Национальном университете Узбекистана, Узбекистан, г. Ташкент

d.biol.sci., prof., Institute of Biophysics and Biochemistry at the National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent


Курбанова Шахноза Бахтиёр кизи Shakhnoz Kurbonova

магистр, Национальный университет Узбекистана, Узбекистан, г. Ташкент

Маster, National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent


Есимбетов Адилбай Тлепович Adilbay Еsimbetov

старший научный сотрудник, Институт биофизики и биохимии при Национальном университете Узбекистана, Узбекистан, г. Ташкент

Senior researcher, Institute of Biophysics and Biochemistry at the National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent


Рустамов Шавкат Юсубович Shavkat Rustamov

младший научный сотрудник, Институт биофизики и биохимии при Национальном университете Узбекистана, Узбекистан, г. Ташкент

Junior researcher, Institute of Biophysics and Biochemistry at the National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent


Журакулов Шерзод Нияткобилович Sherzod Jurakulov

старший научный сотрудник, Институт химии растительных веществ при Академии наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент

Senior researcher, Institute of Chemistry of plant substance, Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent


Виноградова Валентина Ивановна Valentina Vinogradova

старший научный сотрудник, Институт химии растительных веществ при Академии наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент

Senior researcher, Institute of Chemistry of plant substance, Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.