К. биол. н. Билалова Г. А., Казанчикова Л. М., д. биол. н. Ситдиков Ф. Г., к. биол. н. Дикопольская Н. Б.
Казанский федеральный университет, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОГО ДОФАМИНА НА СОКРАТИМОСТЬ МИОКАРДА 56- И 100-СУТОЧНЫХ КРЫС
Дофамин – медиатор в центральной нервной системе – в гипоталамусе и ядрах ствола головного мозга. Предшественником дофамина является L-тирозин, который синтезируется из фенилаланина . L-тирозин гидроксилируется ферментом тирозингидроксилазой с образованием L-DOPA, которая, в свою очередь, теряет COOH-группу с помощью фермента L-DOPA-декарбоксилазы , и превращается в дофамин. Этот процесс происходит в цитоплазме нейрона. Постсинаптические дофаминовые рецепторы относятся к семейству D1- D5. Рецепторы D1 и D5 сопряжены с белком GS, который стимулирует аденилатциклазу , вследствие чего их объединяют в D-1-подобные рецепторы. Остальные рецепторы подсемейства D2, D3, D4 сопряжены с Gi-белком, который ингибирует аденилатциклазу , и относятся к D-2-подобным рецепторам. Дофамин – специфический нейромедиатор для дофаминовых рецепторов, в больших дозах стимулирует также α- и β- адренорецепторы , и таким образом, увеличивает сердечный выброс, вызывая небольшие изменения артериального давления, а также силу и частоту сердечных сокращений без увеличения общего периферического сопротивления. Влияние на адренорецепторы связано не столько с прямой стимуляцией адренорецепторов , сколько со способностью дофамина высвобождать норадреналин из гранулярных пресинаптических депо, то есть оказывать непрямое адреномиметическое действие.
В сердечной ткани человека обнаружено четыре подтипа дофаминовых рецепторов (D1, D2, D4, D5) ( Cavallotti C. et all ., 2010). D1 и D2 -рецепторы локализованы в сердце крыс ( Ozono R. et all ., 1996; Ricci A. et all ., 1998 ), а D 3 и D 4-рецепторы в сердце морской свинки ( Gomez MDE J., 2002 ) .
Несмотря на многочисленные данные, подтверждающие наличие дофаминовых рецепторов в сердце, на данный момент недостаточно информации об их физиологической роли в возрастном аспекте.
Целью работы явилось влияние дофамина разной концентрации на сократимость миокарда 56 и 100-суточных крыс.
Методика исследования
Эксперименты проводились на белых лабораторных крысах in vitro в возрасте 56- и 100-суток, с соблюдением биоэтических правил. В каждой возрастной группе было 5–8 крыс. Изометрическое сокращение полосок миокарда предсердий и желудочков регистрировали на установке « Power Lab » ( ADInstrumets ) 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». П репарировались мышечные полоски миокарда правого предсердия и правого желудочка 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: Na С l - 8г; KCl - 0,3г; CaCl 2- – 3мл; MgSO 4 –0,5мл; NaH 2 PO 4 - 0.04г; глюкоза – 2г; Trizma HCl - 2.4–3.9г/л). Раствор постоянно аэрировали карбогеном 95% O 2 и 5% CO 2 при pH=7.4. Полоски миокарда стимулировались через платиновые электроды с частотой 6 стимулов в минуту и длительностью 5мс для 56 и 100-суточных крыс.
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 мин с добавлением в рабочий раствор дофамина ( 10 -9 -10 -5 М) (« Sigma »). Затем препараты отмывали рабочим раствором и вновь записывали исходные данные и повторяли порядок работы с другими концентрациями дофамина. Реакцию сокращения миокарда 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
У 56-суточных крыс дофамин в концентрации 10 - 9 М вызывает увеличение силы сокращения предсердий на 9,41% ( р <0,05) и желудочков на 8,00% ( р <0,05). Во всех остальных концентрациях дофамин действовал однонаправленно , вызывая снижение силы сокращения миокарда предсердий и желудочков. Наибольшая отрицательная реакция у 56-суточных крыс наблюдалась в желудочках при действии дофамина в концентрациях 10 -8 , 10 -7 , 10 -6 , 10 - 5 М .
У 100-суточных крыс максимальный сократительный эффект наблюдается при действии дофамина в концентрации 10 - 9 М . Cила сокращения полосок предсердий увеличивается на 7,83% ( р <0,05), а желудочков – на 12,23% ( р <0,05). Возрастание концентрации дофамина угнетает сократимость полосок миокарда. Дофамин в концентрации 10 - 8 М вызывает разнонаправленный эффект: сила сокращения полосок миокарда предсердий снижается на 2,03%, а желудочков повышается на 2,63% ( р <0,05). Дофамин в концентрациях 10 -7 , 10 -6 , 10 - 5 М уменьшает силу сокращения миокарда как предсердий, так и желудочков в пределах от 4% до 10%.
Таким образом, экзогенный дофамин оказывает дозозависимый инотропный эффект на сердце 56-суточных крыс, соответствующих пубертатному периоду и 100-суточных животных, соответствующих половозрелому возрасту. Положительное инотропное влияние дофамина на сердце 56 и 100-суточных крыс обнаружено в концентрации 10 - 9 М . При этом реакция миокарда предсердий на дофамин выше 56-суточных крыс, а желудочков – у 100-суточных животных. Повышение концентрации дофамина (10 -7 , 10 -6 , 10 - 5 М ) вызывает выраженные отрицательные инотропные эффекты. При этом наибольшая отрицательная реакция наблюдалась в желудочках.