Характеристика инотропной активности некоторых изохинолиновых алкалоидов

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% (IС₅₀=15,1 мкМ) 66.3±2.9% (IС₅₀=23,9 мкМ) и 72.4±3.7% (IС₅₀=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⁺]_in в 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.