Mechanisms of cardioprotective effect of uridine-5'monophosphate in acute heart ischemia

Abstract


It was found that prophylactic treatment with uridine-5'-monophosphate led to the stabilization of energy metabolism in ischemic myocardium. This appeared in the restoration of ATP and creatine phosphate levels, which decreased 60 minutes after occlusion of the left coronary artery. UMP also prevented accumulation of lipid peroxidation products and antioxidant system dysfunction in the heart at the early stages of acute ischemia. It was established that 5-hydroxydekanoat, a selective blocker of mitochondrial ATP-dependent K+-channel, eliminated the protective effect of uridine-5'-monophosphate. It was concluded that these channels involve in the cardioprotective mechanism of this uridine nucleotide. This data agree with the results of our previously study which had shown the anti-ischemic and anti-arrhythmic effect of uridine-5'-monophosphate consisting in reduction of zone of ischemia and the amplitude ofT-wave on ECG and decrease of heart rhythm disturbances on the model of acute myocardial infarction.

Full Text

Restricted Access

References

  1. Бульон В.В., Крылова И.Б., Родионова О.М. и др. Сравнительное изучение кардиопротекторных эффектов уридин-5'-монофосфата и уридин-5'-трифосфата на ранних сроках острой ишемии миокарда // Бюл. экспер. биол. 2007. Т. 144. № 9. С. 297-300.
  2. Галенко-Ярошевский П.А., Гацура В.В. Экспериментальные аспекты оптимизации фармакотерапии ишемии миокарда. М.: Медицина, 2001.
  3. Бампер Н.Л., Саар В.Г., Королева Е.М., Савина М.В. Определение свободных нуклеотидов в тканевых, клеточных и митохондриальных экстрактах методом микроколоночной высокоэффективной жидкостной хроматографии // Журн. эволюц. биохим. и физиол. 1998. Т. 34. № 2. С. 178-182.
  4. Дубинина Е.Е., Сальникова Л.А., Ефимова Л.Ф. Активность и изоферментный спектр супероксиддисмутазы эритроцитов и плазмы крови человека // Лаб. дело. 1983. № 10. С. 30-33.
  5. Елисеев В.В., Родионова О.М., Сапронов Н.С., Селітрова Н.О. Влияние уридина и уридиновых нуклеотидов на работу изолированного сердца крыс при регионарной ишемии // Пат. физиол и экспер. тер. 2002. №2. С. 13-15.
  6. Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Молекулярная фармакология антигипоксантов. СПб., 2004.
  7. Костюченко А.Л., Семиголовский Н.Ю. Современные реальности клинического применения антигипоксантов // ФАРМиндекс: практик. 2002. № 3. С. 102-122.
  8. Методы биохимических исследований / Под ред. М.И. Прохоровой. Л.: Изд-во ЛГУ, 1982.
  9. Миронова Г.Д., Григорьев С.М., Скарга Ю.Ю. и др. АТФ-зависимый калиевый канал митохондрий печени крысы. II. Ингибиторный анализ, кластеризация канала // Биологические мембраны. 1996. Т. 13. № 5. Р. 537-544.
  10. Миронова Г.Д., Качаева Е.В., Крылова И.Б. и др. Митохондриальный АТФ-чувствительный калиевый канал. И. Роль канала в защите сердца от ишемии // Вести. АМН. 2007. № 2. С. 34-43.
  11. Родионова О.М. Сравнительная характеристика кардиотропных эффектов уридиновых нуклеотидов: Автореф. дис.. канд. биол. наук. СПб., 2007.
  12. Скулачев В.П. Нефосфорилирующее дыхание как механизм, предотвращающий образование активных форм кислорода // Мол. биол. 1995. Т. 29. Вып. 6. С. 1119-1209.
  13. Современные методы в биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. М.: Медицина, 1977.
  14. Соленкова Н.В., Маслов Л.И., Дауни Дж. М. АТФзависимые К+-каналы и регуляция устойчивости сердца к ишемическим и реперфузионным воздействиям // Патол. физиол. и экспер. тер. 2006. № 2. С. 28-31.
  15. Ardehali Н. Role of the mitochondrial ATP-sensitive K+ channels in cardioprotection // Acta Biochem. Polonica. 2004. Vol. 51. № 2. P. 379-390.
  16. Chambers D.E., Parks D.A., Patterson G.A. Xanthine oxydase as a sourse of free radical damage in myocardial ischemia // J. Cell. Cardiol. 1985. Vol. 17. P. 145-152.
  17. Eckerson H.W., Romson J., Wyte C., La Du D.N. The human serum paraoxonase polymorphism: identification of phenotypes by their response to salts //Am. J. Hum. Genet. 1983. Vol. 35 (2). P. 214-217.
  18. Ennor A., Rosenberg 1-І. Methods of determination phosphocreatine // Biochem. J. 1962. Vol. 51. P. 606610.
  19. Ferranti R.F., de Silva M.M., Kowaltowski A.I. Mitochondrial ATP-sensitive K+ channel opening decreases reactive oxygen species generation // FEBS Letters. 2003. Vol. 536. P. 51-55.
  20. Fiyer R.M., Ealls J.T., Hsu A.K., Henry M.M., Gross G.J. Ischemic preconditioning in rats: role of mitochondrial KATP channel in preservation of mitochondrial function // Am. J. Physiol. 2000. Vol. 278. P. H305H312.
  21. Gross G.J. The role of mitochondrial К ATP channels in cardioprotection // Basic. Res. Cardiol. 2000. Vol. 95 (4). P. 280-284.
  22. Gross E.R., Gross G.J. Pharmacologic therapeutics for cardiac reperfusion injury // Expert Opin. Emerg. Drugs. 2007. Vol. 12 (3). P. 367-388.
  23. Grover G.J., Garlid K.D. ATP-sensitive potassium channels: a review of their cardioprotective pharmacology // J. Mol. Cell. Cardiol. 2000. Vol. 32. P. 677-695.
  24. Honda H.M., Korge P., Weiss J.N. Mitochondria and ischemia / reperfusion injury //Ann. NY Acad. Sci. 2005. Vol. 1047. P.248-258.
  25. Iwai T., Tanonaca K., Koshimizu M., Takeo S. Preservation of mitochondrial function by diazoxide during sustained ischemia in the rat heart // Br. J. of Pharmacol. 2000. Vol. 129. P. 1219-1227.
  26. Korshunov S. S., Skulachev V. P., Starkov A. High protonic potential actuates a mechanism of production of reactive oxygen species in mitochondria // FEBS Letters. 1997. Vol. 416. P. 15-18.
  27. Kowaltowski A.J., Seetharaman S., Paucek P. Garlid K.D. Bioenergetic consequences of opening the ATPsensitive K+ channel of heart mitochondria // Am. J. Physiol. 2001. Vol. 280. P. H649-H657.
  28. Krylova I.B., Kachaeva E.V., Negoda A.E. et al. The cardioprotective effect uridine and uridine -5 monophosphate: the role of the mitochondrial ATP-dependent potassium channel // Exper. Geront. 2006. Vol. 41. №7. P.693-703.
  29. Laclau M.N., Boudina S., Thambo J.B. et al. Cardioprotection by ischemic preconditioning preserves mitochondrial function and functional coupling between adenine nucleotide translocase and creatine kinase // J. Mol. Cell. Cardiol. 2001. Vol. 33. P. 947-956.
  30. Matsushita S., Fanburg B. Pyrimidine nucleotide synthesis in the normal and hypertrophying rat heart. Relative importance of the de novo and “salvage” pathways // Circ. Res. 1970. Vol. 27. P. 415-428.
  31. Mironova G., Negoda A., Marinov B. et al. Functional distinctions between the mitochondrial ATP-dependent K+ channel (mitoKATP) and its inward rectifier subunit (mitoKIR) // Biol. Chem. 2004. Vol. 27 (31). P. 32562-32568.
  32. Mironova G.D. Adaptation to oxygen insufficiency, the role of mitochondrial ATP dependent potassium channel // Biological motility: Achievements and Perspectives. 2008. T. l.P. 166-169.
  33. Nishida H., Sato T., Fukasawa M. et al. Oxytocin pontentiates the opening of mitochondrial ATP-sensitive K+ channels and reduces infarct size in rabbit hearts // J. Pharmacol. Sci. 2007. Vol. 103 (Suppl. 1). 102 p.
  34. Nishida H., Sato T., Ogura T., Nakaya H. New aspects for treatment of cardiac diseases based on diversity mitochondrial ion channels and cardioprotection // J. Pharmacol. Sci. 2009. Vol. 109. P. 341-347.
  35. Nishino T. The conversion of xanthine dehydrogenase to xanthine oxidase end the role of enzyme in reperfusion injury // J. Biochem. (Tokyo). 1994. Vol. 116. P. 1-6.
  36. Oldenburg O., Cohen M.V., Yellon D.M., Downey J.M. Mitochondrial КАТФ channels: role in cardioprotection // Cardiovasc. Res. 2002. Vol. 55. P. 429^-37.
  37. O’Rourke B. Evidence for mitochondrial K+ channels and their role in cardioprotection // Circ. Res. 2004. Vol. 94. P. 420-423.
  38. Sato T., Marban E. The role of mitochondrial КАТФ channels in cardioprotection // Basic. Res. Cardiol. 2000. Vol. 95. P. 285-289.
  39. Selye H., Bajusz E., Grasso S. Simple techniques for the surgical occlusion of coronary vessels in the rat // Angiology. 1960. Vol. 11. P. 398-407.
  40. Suleiman M.S., Halestrap A.P., Griffiths E.J. Mitochondria: Target for myocardial protection // Pharmacol. and Ther. 2001. Vol. 89. № 1. P. 290-346.
  41. Zarubina I.V. Biochemical aspects of hypoxic cell injury (rev.) // Hypoxia Med. J. 1999. Vol. 1. № 7. P. 2-9.

Statistics

Views

Abstract - 65

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2010 Bulion V.V., Krylova I.B., Selina E.N., Emelyanova L.V., Mironova G.D., Sapronov N.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies