Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ВЛИЯНИЕ ПРОПРАНОЛОЛА, АМИОДАРОНА И ВЕРАПАМИЛА НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ РЕЦЕПТОРОВ ЦНС, СОПРЯЖЕННЫХ С G-БЕЛКАМИ

Уваров А.В. 2 Туровая А.Ю. 2 Галенко-Ярошевский П.А. 2 Духанин А.C. 1 Каде А.Х. 2
1 ГБОУ ВПО «Национальный исследовательский медицинский университет» им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
2 ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России
Исследование влияния антиаритмических препаратов пропранолола, амиодарона и верапамила на функциональную активность мембранных рецепторов ЦНС, сопряженных с G-белками, показало, что антиаритмик II класса пропранолол оказывает угнетающее действие на функциональную активность 5-HT1 серотониновых рецепторов, P2Y пуриновых рецепторов и β-адренорецепторов, вызывая достоверные изменения внутриклеточной концентрации вторичных мессенджеров (циклического аденозинмонофосфата и инозитол-трифосфата) в синаптосомах вентролатерального отдела продолговатого мозга у кошек. Амиодарон (III класс) оказывает статистически значимый депримирующий эффект только на β-адренорецепторы симпатоактивирующего центра. Верапамил (IV класс) не оказывает статистически значимого действия на исследуемые типы рецепторов. Влияние изученных препаратов на функциональную активность рецепторов, сопряженных с G-белками, может реализоваться в условиях in vivo преимущественно в форме превентивного центрального антиаритмического эффекта. Основой подобного действия являются направленные изменения внутриклеточной концентрации вторичных мессенджеров ‒ циклического аденозинмонофосфата и инозитол-трифосфата, что наиболее характерно для пропранолола.
пропранолол
амиодарон
верапамил
центральные антиаритмические эффекты
5-HT1
5-HT2 рецепторы серотонина
P2y пуриновые рецепторы
β-адренорецепторы
1. Туровая А.Ю., Каде А.Х., Галенко-Ярошевский П.А. Экспериментальное моделирование центральной тахиаритмии путем стимуляции симпатоактивирующих нейронов вентролатерального отдела продолговатого мозга у кошек// Бюл. экспер. биол. – 2001. – Приложение 2. – С. 153–157.
2. Туровая А.Ю., Каде А.Х., Галенко-Ярошевский П.А. Влияние некоторых антиаритмиков на центральные механизмы симпатической регуляции сердечного ритма у кошек // Бюл. экспер. биол. – 2001. – Приложение 2. – С. 89–93.
3. Каде А.Х., Туровая А.Ю., Галенко-Ярошевский П.А., Уваров А.В., Губарева Е.А., Романова Е.И. Влияние пропранолола, амиодарона и верапамила на нарушения сердечного ритма центрального генеза// Фундаментальные исследования. – 2010. – № 1– С. 51–56.
4. Туровая А.Ю., Галенко-Ярошевский П.А., Каде А.Х., Уваров А.В., Кигурадзе М.И., Хвития Н.Г., Татулашвили Д.Р. Влияние верапамила и амиодарона на состояние симпатико-адреналовой системы и соотношение возбуждающих и тормозных аминокислот в продолговатом мозге крыс // Бюл. экспер. биол. – 2005. – Т.139, № 6. – С. 632–634.
5. Туровая А.Ю., Кигурадзе М.И., Галенко-Ярошев ский П.А., Каде А.Х., Уваров А.В., Татулашвили Д.Р., Сукоян Г.В. Cостояние симпатико-адреналовой системы и соотношения нейроактивных аминокислот в продолговатом мозге крыс под влиянием неселективных β-адреноблокаторов // Бюл. экспер. биол. – 2005. – Т. 139, № 5. – С. 525–527.
6. Галенко-Ярошевский А.П. Туровая А.Ю., Город жая Г.Г. Влияние РУ-353 на содержание биогенных аминов, ацетилхолина и активность ацетилхолинэстеразы в миокарде и различных отделах головного мозга крыс// Бюл. экспер. биол. – 2002. – Приложение 2. – С. 58–62.
7. Туровая А.Ю., Уваров А.В., Галенко-Ярошевский А.П., Духанин А.С., Каде А.Х. Влияние пропранолола, амиодарона и верапамила на функциональную активность рецепторов ЦНС, сопряженных с ионными каналами // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 12 (2) – С. 344–349.
8. Burnstock G. Purinergic signalling and disorders of the central nervous system. //Nat Rev Drug Discov. 2008 Jul;7(7):575–90.
9. Ciranna L. Serotonin as a modulator of glutamate- and GABA-mediated neurotransmission: implications in physiological functions and in pathology // Curr Neuropharmacol. 2006 Apr;4(2):101–14.
10. Chidlow G., Melena J., Osborne N.N. Betaxolol, a beta(1)-adrenoceptor antagonist, reduces Na(+) influx into cortical synaptosomes by direct interaction with Na(+) channels: comparison with other beta-adrenoceptor antagonists // Br J Pharmacol. 2000 Jun;130(4):759–66.
11. Dunkley P.R., Jarvie P.E., Robinson P.J. A rapid Percoll gradient procedure for preparation of synaptosomes // Nat Protoc. 2008;3(11):1718–28.
12. Griffin H.D., Hawthorne J.N. Calcium-activated hydrolysis of phosphatidyl-myo-inositol 4-phosphate and phosphatidyl-myo-inositol 4,5-bisphosphate in guinea-pig synaptosomes. // Biochem J. 1978 Nov 15;176(2):541–52.

Проведенные ранее исследования [1, 2, 3] выявили способность антиаритмиков II, III и IV классов – пропранолола, амиодарона и верапамила – оказывать симпатоингибирующий эффект в условиях модели центральной тахиаритмии, вызванной химической и электростимуляцией симпатоактивирующего центра вентролатеральной поверхности продолговатого мозга (ВЛПМ) кошек. Вышеперечисленные препараты вызывали разнонаправленные изменения в содержании биогенных аминов (адреналина, норадреналина, дофамина, Л-ДОФА, серотонина), были способны подавлять выработку возбуждающих и увеличивать содержание тормозных нейроаминокислот в продолговатом мозге у крыс [4, 5, 6]. При изучении влияния пропранолола, амиодарона и верапамила на рецепторные системы, принимающие участие в центральных механизмах регуляции сердечного ритма, к которым относятся мембранные рецепторы ЦНС, сопряженные с ионными каналами, установлено, что верапамил лимитирует повышение уровня Ca2+ в синаптосомах ВЛПМ, опосредованное активацией 5-HT3 типа рецепторов серотонина и NMDA типа рецепторов глутамата. Амиодарон уменьшает подъем уровня Ca2+ и Na+ в синаптосомах, связанный со стимуляцией NMDA типа рецепторов глутамата [7].

Учитывая полученные данные, представляло интерес исследовать влияние этих антиаритмиков на другое семейство мембранных рецепторов нейромедиаторов/нейромодуляторов ЦНС, локализованных в плазматических мембранах нейронов, работа которых сопряжена с активацией G-белков. Функциональная активность таких рецепторов может быть оценена путем регистрации изменений в синаптосомах концентрации вторичных мессенджеров – циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) и инозитол-трифосфата (ИФ3). Функция 5-HT1 типа рецепторов серотонина и P2Y пуриновых рецепторов связана с ингибированием активности аденилатциклазы и последующим снижением внутриклеточной/ синаптосомальной концентрации вторичного мессенджера цАМФ [8]. Активация метаботропных рецепторов глутамата и 5-HT2 типа рецепторов серотонина приводит к увеличению внутриклеточного/синаптосомального содержания вторичного мессенджера ИФ3 [9]. Стимуляция β-адренорецепторов вызывает повышение внутриклеточной/синаптосомальной концентрации вторичного мессенджера цАМФ [10].

Целью исследования явилось сравнительное изучение влияния антиаритмиков различных классов – пропранолола (II), амиодарона (III) и верапамила (IV) на функциональную активность локализованных в плазматических мембранах нейронов рецепторов, сопряженных с G-белками.

Материалы и методы исследования

Везикулы плазматических мембран – синаптосомы – из ВЛПМ кошек получали методом дифференциального центрифугирования в градиенте перколла [11]. Для определения содержания цАМФ в синаптосомах использовали стандартные наборы фирмы «Amersham». Содержание ИФ3 определяли радиометрически по Griffin [12].

Активацию рецепторов осуществляли путем внесения селективных агонистов соответствующих типов рецепторов в суспензию синаптосом, выделенных из ВЛПМ. Для оценки специфичности выявленных изменений в качестве контроля использовали избирательные антагонисты/ингибиторы изученных в работе рецепторных систем (табл. 1).

Расчет доверительных интервалов экспериментальных значений и оценку достоверности различий между ними проводили с помощью параметрического t-критерия Стьюдента при уровне значимости, равном 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Влияние антиаритмических препаратов пропранолола, амиодарона и верапамила на функциональную активность 5-HT1 типа рецепторов серотонина оценивали по их действию на цАМФ-ответ синаптосом, индуцированный селективным лигандом 5-HT1 рецепторов – соединением 8-OH-DPAT. Добавление к суспензии синапотосом 8-OH-DPAT в конечной концентрации 0,5 мкМ приводило к значимому снижению базальной концентрации цАМФ в среднем на 38 %. Базальная [цАМФ]вн в контрольных пробах составила 16,0 ± 3,0 пмоль/мг белка. Избирательный антагонист 5-HT1 типа рецепторов серотонина спиперон (4 мкМ) нивелировал эффект селективного лиганда (рис. 1).

 

Таблица 1

Использованные в работе специфические лиганды различных типов рецепторов

Тип рецептора

Агонист

Антагонист

5-HT1

8-OH-DPAT

Спиперон

5-HT2

α-Me-5HT

Метисергид

Met-Glu

D-AP4

MCPG

P2y

АДФ

 

β – AR

Изопротеренол

Пропранолол

 

Сокращения: 8-hydroxy-2-(di-n-propylamino)tetralin (8-OH-DPAT); alpha-methyl-5-hydroxytryptamine (α-Me-5HT); D-2-amino-4-phosphonobutanoic acid (D-AP4); methyl-4-carboxyphenylglycine (MCPG).

 

Результаты сравнительного анализа действия пропранолола, амиодарона и верапамила на цАМФ-ответ синаптосом представлены на рис. 2.

Видно, что в этих условиях только пропранолол проявлял статистически значимую способность изменять цАМФ-ответ, опосредованный активацией 5-HT1 типа рецепторов серотонина.

Эффект антиаритмических препаратов пропранолола, амиодарона и верапамила на функциональную активность 5-HT2 типа рецепторов серотонина и метаботропный тип рецепторов глутамата изучали по их влиянию на изменение в синаптосомах концентрации ИФ3, индуцированное избирательными агонистами этих типов рецепторов – α-Me-5HT (30 мкМ) и D-AP4 (0,5 мкМ) соответственно.

Из данных, приведенных на рис. 3 и 4, видно, что все изученные вещества статистически достоверно не изменяли содержание этого вторичного мессенджера в синаптосомах. На основании полученных результатов можно предположить, что указанные типы рецепторов не принимают участия в реализации центрального действия антиаритмических препаратов на активность симпатоактивирующего центра ВЛПМ.

pic_35.wmf

Рис. 1. Динамика изменения [цАМФ]вн на действие 0,5 мкМ 8-OH-DPAT в отсутствии (1) и в присутствии 4,0 мкМ спиперона (2)

pic_36.wmf

Рис. 2. Влияние антиаритмических препаратов верапамила 10 мкМ (1), пропранолола 30 мкМ (2) и амиодарона 20 мкМ (3) на цАМФ-ответ, вызванный агонистом 5-HT1 типа рецепторов серотонина 8-OH-DPAT (А):* – отмечены достоверные изменения (p < 0,05)

pic_37.wmf

Рис. 3. Влияние антиаритмических препаратов верапамила 10 мкМ (1), пропранолола 30 мкМ (2) и амиодарона 20 мкМ (3) на ИФ3-ответ, вызванный агонистом 5-HT2 типа рецепторов серотонина веществом α-Me-5HT, 30 мкМ (А)

pic_38.wmf

Рис. 4. Влияние антиаритмических препаратов верапамила 10 мкМ (1), пропранолола 30 мкМ (2) и амиодарона 20 мкМ (3) на ИФ3-ответ, вызванный агонистом метаботропного типа рецепторов глутамата соединением D-AP4, 0,5 мкМ (А)

Исследование влияния антиаритмических препаратов пропранолола, амиодарона и верапамила на функциональную активность β-адренорецепторов основано на определении их действия на содержание в синаптосомах вторичного мессенджера цАМФ. На фоне действия избирательного лиганда этого типа рецепторов изопротеренола (10 мкМ) только пропранолол (30 мкМ) обладал способностью существенно подавлять цАМФ-ответ (рис. 5).

pic_39.wmf

Рис. 5. Динамика изменения [цАМФ]вн под действием 10 мкМ изопротеренола в отсутствии (1) и в присутствии 30 мкМ пропранолола (2)

Статистически достоверные эффекты амиодарона и верапамила на этой модели не выявлены (рис. 6).

Эффект антиаритмических препаратов амиодарона, пропранолола и верапамила на функциональную активность P2Y пуриновых рецепторов изучали по их влиянию на изменения концентрации цАМФ в синаптосомах, индуцированные 1,0 мкМ АДФ. Из данных, представленных на рис. 7, видно, что только пропранолол достоверно изменял цАМФ-ответ синаптосом. Активность амиодарона и верапамила на этой модели не отмечена.

pic_40.wmf

Рис. 6. Влияние антиаритмических препаратов верапамила 10 мкМ (1), пропранолола 30 мкМ (2) и амиодарона 20 мкМ (3) на цАМФ-ответ, вызванный агонистом β-адренорецепторов изопротеренолом (А):* – отмечены достоверные изменения (p < 0,05)

pic_41.wmf

Рис. 7. Влияние антиаритмических препаратов верапамила 10 мкМ (1), пропранолола 30 мкМ (2) и амиодарона 20 мкМ (3) на цАМФ-ответ, вызванный агонистом P2Y пуриновых рецепторов АДФ, 1 мкМ (А): * – отмечены достоверные изменения (p < 0,05)

Таблица 2

Влияние исследованных антиаритмических соединений на функциональную активность различных типов рецепторов синаптосом ВЛПМ

Антиаритмик

Тип рецепторов, сопряженных с G-белками

5-HT1

5-HT2

Met-Glu

β-AR

P2y

Пропранолол

+

   

+

+

Амиодарон

     

+

 

Верапамил

         

Механизм реализации центрального эффекта антиаритмических препаратов возможен вследствие возникновения новых вариантов связывания эндогенных лигандов с наиболее оптимальными подтипами рецепторов, улучшения сопряжения мембранных рецепторов и G-белков, что влияет на функциональную активность рецепторов, изменяющих систему вторичных внутриклеточных посредников.

Выводы

В результате изучения влияния антиаритмических препаратов пропранолола, амиодарона и верапамила на функциональную активность рецепторов, сопряженных с G-белками выявлено, что антиаритмик II класса пропранолол оказывает угнетающее действие на функциональную активность β-адренорецепторов, 5-HT1 серотониновых рецепторов и P2Y пуриновых рецепторов, вызывая статистически достоверные изменения внутриклеточной концентрации вторичных мессенджеров (цАМФ и ИФ3) в синаптосомах ВЛПМ.

Амиодарон (III класс) оказывает статистически значимый эффект только на β-адренорецепторы симпатоактивирующего центра продолговатого мозга.

Верапамил (IV класс) не оказывает статистически значимого действия на исследованные типы рецепторов.

Влияние изученных антиаритмических препаратов на функциональную активность рецепторов, сопряженных с G-белками, может реализоваться в условиях in vivo преимущественно в форме превентивного эффекта. Основой подобного действия являются направленные изменения внутриклеточной концентрации вторичных мессенджеров – циклического аденозинмонофосфата и инозитол-трифосфата. По результатам наших исследований такое свойство наиболее характерно для антиаритмического средства II класса пропранолола.

Рецензенты:

Макляков Ю.С., д.м.н., профессор, зав. кафедрой фармакологии и клинической фармакологии, ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России, г. Ростов-на-Дону;

Быков И.М., д.м.н., профессор, зав. кафедрой фундаментальной и клинической биохимии, ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России, г. Краснодар.

Работа поступила в редакцию 18.02.2014.


Библиографическая ссылка

Уваров А.В., Туровая А.Ю., Галенко-Ярошевский П.А., Духанин А.C., Каде А.Х. ВЛИЯНИЕ ПРОПРАНОЛОЛА, АМИОДАРОНА И ВЕРАПАМИЛА НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ РЕЦЕПТОРОВ ЦНС, СОПРЯЖЕННЫХ С G-БЕЛКАМИ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 4-1. – С. 167-172;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33689 (дата обращения: 18.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074