Biochemical mechanisms of the energy-protective action of blockers of slow high-threshold L-type calcium channels

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Изучение связывания ионов металлов с мембранами привело к пониманию взаимосвязи между конформационными изменениями мембранных образований и их активностью [1]. Последовательное изучение структуры солей ионов, сил, определяющих способность катионов связываться с мембранами, распределение катионов между фазами, связывание катионов с белками и их конкуренция за связи, зависимая от метаболической активности клетки [1], кинетических и ферментных аспектов мембранного транспорта позволило накопить факты для осознания наличия в клетках системы селективных ионных каналов, подверженной физиологическим и фармакологическим регуляторным воздействиям.

Поскольку процессы транспорта ионов через каналы клеточной, митохондриальной мембраны и мембраны эндоплазматического ретикулума носят преимущественно активный характер, важную роль в работе каналов играют процессы сопряжения (на переносчике, через изменение рН, транспорта ионов через мембранный потенциал) между синтезом и расходом клеточной энергии, между эффективностью работы ионных каналов и клеточным метаболизмом. Нарушение структурных субъединиц ионных каналов, например циклоспорин А-чувствительной митохондриальной поры (МРТ — mitochondrial permeability transition), продемонстрированы в развитии таких патологий, как инфаркт миокарда, мышечная дистрофия, болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз, боковой амиотрофический склероз, инсульт. Например, у пациентов, страдающих гипертонией, доказано снижение активности кальциевых аденозинтрифосфатсинтаз (АТФ) в гладких мышцах стенок кровеносных сосудов, что приводит к повышению содержания внутриклеточного кальция, вазоспазму и росту системного кровяного давления [2]. В числе причин поражения кальциевой АТФазы у гипертоников называют активацию процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Аналогичные патофизиологические механизмы, обусловленные активизацией ПОЛ и угнетением антиоксидантной системы [3], выявлены для пациентов с вибрационной болезнью [4]. В частности, установлено, что инициированная перекисью водорода хемилюминесценция сыворотки крови в группе пациентов с вибрационной болезнью в 3,5 раза превышала уровень контрольной группы. Наряду с нарушениемпроцессов ПОЛ у таких больных наблюдаются изменения кальциевого гомеостаза [5] и, вероятно, нарушения энергозависимой функции ионных каналов. Подобные факты можно объяснить тем, что у лиц, длительно работающих в виброопасных условиях, частота сердечно-сосудистой патологии в 1,5–2,0 раза выше, чем в среднем по популяции, и проявляется в виде гипердинамии миокарда, диастолической дисфункции левого и правого желудочков, миокардиодистрофии в виде снижения ударного и минутного объемов кровообращения и фракции выброса, увеличении массы миокарда левого желудочка выше средних норм, ремоделировании миокарда [6]. Показано, что у лиц, страдающих вибрационной болезнью, в процессе электрокардиографического обследования выявлено увеличение интервала R–R, замедление сердечного ритма, расширение зубца Р, снижение вольтажа, смещение зубца Т, признаки нарушения проводимости с явлениями внутрипредсердной, атриовентрикулярной и внутрижелудочковой блокад [6, 7].

Ионные каналы клетки представляют собой сложные белковые структуры с молекулярными системами открытия, закрытия, селективности, инактивации и регуляции. В мембране каждого кардиомиоцита располагаются около 100 тыс. ионных каналов [8]. Как и в любой биологической структуре, в ионном канале могут возникнуть функциональные дисфункции, но ионные нарушения могут быть связаны и с мутациями генов [9], кодирующих субъединицы каналов клеток сердца (см. таблицу). Например, синдром удлиненного интервала Q–T вследствие нарушения на уровне натриевых каналов сердца [10].

 

Таблица. Генетически детерминированные варианты кардиальной каналопатии синдрома удлиненного интервала Q–T

Синдром	Клинические варианты (типы)
Синдром удлиненного интервала Q–T	Аутосомно-доминантный тип (синдром Романо – Уорда, распространенность 1 случай на 2500 человек), включающий подтипы LQT1-6 и LQT9-13и характеризующийся изолированным удлинением интервала Q–T
	Аутосомно-доминантный тип с экстракардиальными проявлениями, который далее подразделяют на следующие подтипы: ·             LQT7 (синдром Андерсена – Тавил), при котором удлинение Q–T сочетается с выраженной U-волной, полиморфной или двунаправленной желудочковой тахикардией, лицевым дисфорфизмом и гипер/гипокалиемическим периодическим параличом; ·             LQT8 (синдром Тимоти), для которого характерны удлинение Q–T, синдактилия, мальформации сердца, расстройства аутистического спектра и дисфорфизм
	Аутосомно-рециссивный тип (синдром Джервелла – Ланге – Нильсена), для которого характерно очень выраженное удлинение интервала Q–T и врожденная глухота

 

Выявлено пять генов, связанных с возникновением синдрома короткого интервала Q–T (KCNH2, KCNQ1, KCNJ2, CACNA1C и CACNB2b), который характеризуется уменьшением продолжительности реполяризации миокарда и развитием угрожающих жизни аритмий. Заболевание отличается высокой летальностью в любом возрасте, в том числе у детей в первые месяцы жизни, и вероятность первой остановки сердца в возрасте 40 лет составляет более 40 %.

Распространенность синдрома Бругада, обусловленного мутацией гена α-субъединицы натриевого канала, формирующего натриевый ток Nav1.5 (кодируется геном SCN5A), колеблется от 1 случая на 1000 человек до 1 случая на 10 000 человек, и выше в странах Юго-Восточной Азии, чем в западных странах [11]. Клинические проявления заболевания чаще наблюдаются во взрослом возрасте и у мужчин (в восемь раз чаще, чем у женщин) в виде развития фибрилляции желудочков, обычно во время отдыха или во сне. Лихорадка, злоупотребление алкоголем и переедание становятся триггерными факторами, приводящими к появлению на ЭКГ изменений 1-го типа и предрасполагающими к фибрилляции желудочков. По данным последнего метаанализа, частота аритмических событий у больных синдромом Бругада составляет 13,5 % в год при наличии внезапной остановки сердца в анамнезе, 3,2 % в год — при наличии обмороков и 1 % в год — при отсутствии клинической симптоматики [11].

Катехоламинергическая полиморфная желудочковая тахикардия (КПЖТ) — редкое наследуемое аритмогенное заболевание с сопутствующей адренергической двунаправленной и полиморфной желудочковой тахикардией. Распространенность данного синдрома составляет 1 случай на 10 000 человек. Описано два генетических типа: доминантный генетический тип, вызываемый мутациями в гене сердечного рецептора рианодина (RyR2), и редкий рецессивный тип, вызываемый мутациями в гене сердечного кальсеквестрина (CASQ2) [12]. Заболевание обычно манифестирует в течение первого десятилетия жизни под влиянием физических и эмоциональных нагрузок.

Помимо вышеперечисленных причин, нарушения функций ионных каналов также могут вызывать аутоиммунные процессы, воздействие ряда физических факторов (гипертермия, электромагнитное, ионизирующее излучение), формирующие такой патофизиологический феномен, как гипоксия [13, 14].

Показано, что фармакологическая или генетическая модуляция проводимости ионных каналов повышает устойчивость организма к целому ряду патологий, тем самым обусловливая высокую актуальность дальнейших исследований структуры и функций ионных каналов и выявление механизмов регуляции и управления этими системами при различных заболеваниях.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ И МЕМБРАНЫ МИТОХОНДРИЙ СЕРДЦА

Существует номенклатура кальциевых каналов, которая разделяет их на три структурно и функционально связанных семейства (СаV1, СаV2, СаV3), согласно которой L-тип кальциевого тока опосредуется СаV1-семейством α1-субъединиц и регулируется фосфорилированием через систему протеинкиназ [15].

Разнообразие структуры и функции кальциевых каналов обусловлено подтипами β-субъединиц, которые связаны с α1-субъединицей с внутриклеточной стороны мембраны и влияют на инактивацию канала. Четыре гена, кодирующие различные изоформы β-субъединиц, определяют кинетику и потенциал-зависимость воротного механизма ионного канала. Идентифицированы также гены, кодирующие α2δ-субъединицы; выделена γ-субъединица, которая оказывает влияние на потенциал-зависимость воротного механизма.

В плазматической мембране кардиомиоцитов известны все основные ионные токи, обеспечивающие фазы сердечного потенциала действия (токи Na⁺, K⁺, Ca²⁺).Среди шести типов Ca²⁺ каналов (L, N, P, Q, R и T) наибольшую функциональную нагрузку несут потенциалуправляемые каналы L- и Т-типа, активирующиеся при деполяризации мембраны. В сердце наиболее широко распространены каналы L-типа, в синоатриальном узле они способствуют пейсмекерной активности [16], а в атриовентрикулярном узле — проведению импульсов через узел [17].

Транспорт и концентрация ионов кальция в клетке регулируется в основном четырьмя механизмами: саркоплазматической и сарколеммной Ca²⁺-ATФазой [18], кальциевым митохондриальным унипортом и сарколемным Na⁺/Ca²⁺-обменником [19]. Натрий-кальциевый обменник транспортирует ионы Na⁺/Ca²⁺ в соотношении 3/1 или 4/1. Вход ионов кальция в клетку во время потенциала действия ограничивается инактивациейCa²⁺-каналов L-типа, которая является кальцийзависимой и вызвана связыванием кальмодулина с C-концами белкаCa²⁺-каналов [20, 21]

Разнообразные кальциевые каналы вместе с Са²⁺-регулирующими механизмами определяют уровень свободного кальция в миоплазме и имеют существенное значения для работы кардиомиоцитов [22–25]. Регуляция концентрации свободного кальция в цитоплазме осуществляется с помощью соответствующих белков: STIM (stromal interaction molecule), SERCA [кальциевая АТФаза эндо(сарко)плазматического ретикулума], IP3R (рецептор инозитол-1,4,5-трифосфата), Orai (белок, формирующий CRAC-каналы), TRPС (transient receptor potential canonical) и др. [22–25].

Хотя цитоплазматическая концентрация свободных ионов кальция мала, значительное количество кальция находится во внутриклеточных структурах. Запасенный в них кальций может высвобождаться в ответ на адекватные стимулы через каналы. В различных клетках описано большое количество структур, которые утилизируют внутриклеточный кальций, главными из которых являются гладкий эндоплазматический ретикулум и митохондрии, имеющие ряд идентифицированных к настоящему времени специфических, транспортирующих ионы кальция, структур.

Как известно, кальций, локализованный в митохондриях и связанный с мембранами через фосфолипиды (кардиолипин), участвует в сокращении и реализации адренергического ответа миокарда. Митохондрии, и в частности митохондриальный Са²⁺-унипортер, белковый состав которого зависит от типа ткани, играют важную роль во внутриклеточной кинетике ионов кальция [26].Макромолекулярная структура митохондриальногоСа²⁺-унипортера функционирует параллельно с эндоплазматическим ретикулумом благодаря наличию МАМ-контактов (мембраны, ассоциированные с митохондриями) [27, 28], в которых ионы кальция, высвобождаемые из эндоплазматического ретикулума, могут быть поглощены митохондриями. За освобождение ионов кальция из ретикулума в зону МАМ-контакта отвечают IP₃-рецепторы (IP₃R — рецептор инозитол 1,4,5-трифосфата), после контакта с которыми Са²⁺ свободно движется в митохондрии через VDAC-каналы (порин) внешней митохондриальной мембраны. Доказано, что вышедший из эндоплазматического ретикулума Са²⁺ свободно проникает в митохондрии через VDAC-каналы благодаря функционированию белка-шаперона GRP75 (glucose-regulated protein 75), митофузину 2 (MFN2) и 8 белкам, содержащим домен PDZ (PDZ — domain-containing protein 8), которые физически связывают все компоненты системы входа кальция в клетку, их функциональное сопряжение, и работают в зависимости от их окислительно-восстановительного потенциала [29].

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ ПРОВОДИМОСТИ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ

Фармакологические методы влияния связаны с использованием природных и синтетических соединений, модулирующих работу ионных каналов. Это могут быть токсины животных и растений, блокирующие работу канала или влияющие на воротные свойства канала, что позволяет выявить роль тех или иных структурных элементов канала в его функциях. Блокаторами кальциевых каналов являются многие двухвалентные катионы (ионы кобальта, никеля, кадмия и др.), производные дигидропиридинов, фенилалкиламинов, бензодиазепинов и ряд природных токсинов, таких как токсин морской змеи Conus Geographus (ω-конотоксин GVIA), яд воронковых пауков, пептидный токсин FTX. Исходя из фармакологической классификации кальциевых каналов (L-, N-, T-каналы) дигидропиридиновые производные группы блокаторов кальциевых каналов действуют на высокопороговые (HVA) кальциевые каналы L-типа, общая функция которых — сопряжение возбуждения и сокращения в клетках миокарда [30]. Они активируются при высоких потенциалах на мембране (свыше 10 мВ), характеризуются высокой проводимостью и очень медленной кинетикой инактивации (t < 500 мс), регулируются G-белками [31, 32]. Оптимальное количество кальция — результат непрерывного взаимодействия энергозависимых процессов торможения и усиления транспорта ионов [2].

Доказано, что уменьшение избыточного накопления кальция с помощью лекарственных препаратов группы блокаторов кальциевых каналов предотвращает повреждение митохондрий и клеточных мембран во время гипоксии [33], приводит к вазодилатации и улучшению кровоснабжения тканей [34], антиаритмическому, антиангинальному [35], антиоксидантному, тормозящему ремоделирование миокарда и сосудов, действию [36], и может рассматриваться, как механизм, предупреждающий повреждение ткани в условиях неблагоприятного воздействия внешних факторов. Однако для изучения фармакологического влияния блокаторов кальциевых каналов на энергетический обмен сердца необходима соответствующая экспериментальная модель, воспроизводящая и гиперкальциемию, и гипоксию [13]. Несмотря на то что в последнее время были достигнуты значительные успехи в изучении пространственной структуры различных мембранных белков, ионных каналов, доступная на сегодняшний день информация о структуре и механизмах их функционирования ограничена и связана со сложностями проведения структурных и функциональных исследований биологических мембран. Поэтому сохраняется целесообразность использования экспериментальных моделей функционального характера, воспроизводящих фундаментальные патофизиологические феномены, как, например, гипоксию.

Энергетический обмен кардиомиоцита на фоне блокады кальциевых каналов L-типа клеточной мембраны в модели вибрационно-опосредованной биоэнергетической гипоксии

Основываясь на том, что хроническое вибрационное воздействие вызывает развитие тканевой гипоксии [13, 14, 37] и гиперкальциемии [15], для изучения активности кальциевых каналов фармакологическим методом была использована ранее опробированная модель вибрационно-опосредованной биоэнергетической гипоксии [13].

В ранее опубликованных авторами результатах экспериментального изучения [38] феномена вибрационного воздействия [13, 14] было показано, что с увеличением частоты (от 8 до 44 Гц) и длительности вибрации(от 7, 21 до 56 сеансов) на уровне системы энергопродукции миокарда кроликов вклад активности комплекса NАDH — CoQ-редуктаза [I комплекс дыхательной цепи (ДЦ)] в энергообеспечение ткани снижался, что согласуется с представлениями о большей его уязвимости [39]. Одновременно, активность FАD-зависимого фермент-субстратного комплекса (II комплекс ДЦ), шунтирующего часть электрон-транспортной цепи и обеспечивающего парциальные реакции ДЦ митохондрий с участием эндогенной и экзогенной янтарной кислоты in vitro [38], повышалась, свидетельствуя о его ведущей роли в поддержании энергетического обмена в неблагоприятных условиях внешней среды [39].

Пролонгация воздействия и накопление вибрационной дозы неизменно приводили к гиперактивации системы окисления янтарной кислоты, которая сопровождалась явлениями торможения и разобщения окислительного фосфорилирования, свидетельствуя о формировании низкоэнергетического сдвига в системах энергообеспечения тканей. Подобная функциональная перестройка в ДЦ митохондрий в ответ на вибрацию [13, 14, 37] соответствует аналогичной картине «смены метаболических путей» на фоне других видов неблагоприятных воздействий [39]. Это позволило использовать режим вибрации с определенными характеристиками (56 сеансов, 44 Гц, 0,5 мм) в качестве неинвазивной модели [13], вызывающей митохондриальную дисфункцию и гипоксический тип клеточного метаболизма [13] для дальнейшего изучения биологического феномена гипоксии и возможностей фармакологической защиты от гипоксии различного генеза.

У животных, получавших такой блокатор кальциевых каналов, как адалат (международное название нифедипин), на протяжении 56 сеансов вибрации 44 Гц скорость эндогенного дыхания (V_э) оставалась на уровне интактных животных [16,3 ± 4,3 (нг · атом О)/мин · мг белка], тогда как вклад парциальных реакций по данным ингибиторного анализа значительно изменялся (см. рисунок).

 

Рисунок. Влияние адалата на соотношение парциальных реакций эндогенного дыхания V_э по данным ингибиторного анализас амиталом и малонатом (a) и на скорость окисления NАD- и FАD-зависимых субстратов в состоянии «покоя» в (нг · атом О)/мин · мг белка по оси Y (b). 1 — вибрация; 2 — вибрация + адалат. Цифры возле столбиков диаграмм — коэффициенты приращения скорости субстратного дыхания по данным ингибиторного анализа (а) и коэффициент приращения скорости субстратного дыхания в состоянии «покоя» КП_п (b). ИК — интактный контроль; V_{глу + мал} — скорость окисления композиции субстратов глутамат + малат; V_як — скорость окислении экзогенной янтарной кислоты. Статистически значимые различия между группами 1 и 2: *р < 0,05.

 

Амиталчувствительность повышалась на 39 % (р < 0,05) по сравнению с группой вибрированных животных, малонатчувствительность уменьшалась на 40 % (р < 0,05), приближаясь к показателю интактных животных (см. рисунок, а). При этом коэффициент приращения скорости субстратного дыхания КП_э (КП_э = показатель малонатчувствительности в % / показатель амиталчувствительности в %) уменьшался на 56 %, что свидетельствовало о преобладании активности комплекса NАDH – CoQ-редуктаза в окислительно-восстановительных реакциях, подобно активности у интактных животных. Скорость окисления композиции субстратов глутамат + малат (V_{глу + мал}) в состоянии «покоя» увеличивалась на 27 % и приближалась к показателю интактного контроля, тогда как в окислении экзогенной янтарной кислоты (V_як) наблюдали уменьшение гиперактивации и приближение к границе уровня показателей интактной группы [34,3 ± 7,6 3 (нг · атом О)/мин · мг белка] (см. рисунок, b).

Показатели скорости субстратного дыхания(V_як и V_{глу + мал}) в группе блокаторов кальциевых каналов оказались выше скорости эндогенного дыхания, свидетельствуя об энергизирующем действии экзогенных субстратов («мягкие» условия инкубации гомогената), большей сохранности физиологической проницаемости мембран для субстратов, трансмембранной разности электрохимического потенциала ионов водорода (∆µ_Н⁺), способности ферментного комплекса окислять субстраты и готовности последующих участков ДЦ транспортировать электроны к кислороду [40, 41] по сравнению с животными без фармакологической защиты.

Коэффициент приращения скорости субстратного дыхания в состоянии «покоя» митохондрий КП_п (КП_п = V_як/V_{глу + мал}) снижался на 35 % (см. рисунок, b),приближаясь к показателю интактных животных (1,51), что свидетельствовало о сохранности I звена ДЦ при фармакологической защите, с одной стороны, и о регуляторном сдерживании гиперактивации сукцинатдегидрогеназы (СДГ) — с другой. Коэффициент приращения скорости субстратного дыхания в состоянии «активности» дыхательной цепи на фоне применения разобщителя (2,4-ДНФ) окислительного фосфорилирования КП_р (КП_р = V_{як р}/V_{глу + мал р}) уменьшался на 33 %, оставаясь выше показателя интактного контроля (0,98) и указывая на отрегулированный режим работы СДГ-комплекса на фоне фармакологической защиты.

Однако в метаболическом состоянии «активности» скорость окисления экзогенных NАD-зависимых субстратов в тканях животных, получавших адалат, оставалась по-прежнему сниженной по сравнению с показателем интактных животных на 42 % (р < 0,05). Вышеизложенные факты подчеркивают необходимость обобщенного анализа совокупности кинетических и расчетных показателей ввиду структурной (белковой, кофакторной) и функциональной сложности организации фермент-субстратных комплексов ДЦ [42].

Механизмы энергопротективного действия блокаторов кальциевых каналов

Анализ зависимости между активностью медленных высокопороговых кальциевых каналов L-го типа клеточной мембраны и энергетическим обменом кардиомиоцита позволил выявить не только энергопротективные действия блокаторов кальциевых каналов, но и конкретные механизмы на уровне фермент-субстратных комплексов ДЦ. Известно, что ионы Са²⁺, избыточно поступающие в клетку через потенциалзависимые медленные кальциевые каналы, могут подавлять интенсивность дыхания в клетке, усиливать процесс гликолиза, уменьшать содержание АТФ, угнетать сопряжение окислительного фосфорилирования, активировать АТФ-потребляющие ферменты. Оценка совокупности кинетических параметров состояния митохондрий миокарда (V_э, V_як, V_{глу + мал}, V_{як ДНФ}, V_{глу + мал ДНФ}) и соотношения активности NАD- и FАD-зависимых фракций дыхательной цепи в разных метаболических состояниях митохондрий тканей на фоне воздействия вибрации и блокаторов кальциевых каналов свидетельствует, что блокада транспорта ионов Са²⁺ в клетку на уровне потенциалзависимых ионных каналов L-типа клеточной мембраны оказывает положительное воздействие на энергетический метаболизм кардиомиоцитов, восстанавливая активность высокоорганизованного стехиометрически продуктивного [42] полиферментного комплекса NАDH – CoQ-редуктаза [40]. Известно, что комплекс I ДЦ переносит 2Н⁺/е, при этом энергия перепада окислительно-восстановительного потенциала протонов (∆µ_Н⁺) запасается в виде трансмембранного потенциала ∆ψ, который расходуется на синтез аденозин-5'-трифосфата при помощи протонной АТФазы митохондрий [40]. Активность и предположительная локализация АТФазы в структуре системы неспецифического выброса ионов кальция митохондриальной порой в качестве каналообразующего компонента внутренней мембраны митохондрий [2] указывает на одну из многочисленных точек соприкосновения кальциевого и энергетического обменов.

Параллельно с восстановлением активности I пункта сопряжения окислительного фосфорилирования наблюдали регуляторное сдерживание активности СДГ (II) фермент-субстратного комплекса. Многокомпонентное устройство ДЦ, обеспечивающего высокую стехиометрию Н⁺/О, позволяет субстратам с бóльшим положительным редокс-потенциалом, нежели у пары NADH⁺/NAD⁺ (–320 мВ), переносить восстановительные эквиваленты (сукцинат с редокс-потенциалом +30 мВ) cразу на II (СДГ-зависимый) участок ДЦ, в частности сукцинат (редокс-потенциал которого +30 мВ) [39]. К сожалению, этот путь окисления, шунтирующий часть основного потока электронов, не сопряжен с образованием высокоэнергетических потенциалов и теоретически эффективность окислительного фосфорилирования в зоне II фермент-субстратного комплекса в 1,5–2 раза ниже, чем в зоне I (NADH-зависимого) участка ДЦ [40].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Непрерывное взаимодействие энергозависимых процессов торможения и усиления транспорта ионов через клеточную мембрану в митохондрии ответственно за оптимальное количество кальция в клетке. Выявленная нами оптимизация работы I митохондриального комплекса, предполагаемая «минимизация» потребления О₂и АТФазы миокардом на фоне применения блокатора кальциевых каналов явилось, на наш взгляд, важным элементом энергопротективного действия лекарственного препарата. Совокупность изменений, характеризующих метаболические состояния митохондрий миокарда на фоне применения адалата, свидетельствует, что блокада транспорта ионов Са²⁺ на уровне высокопороговых (HVA) потенциалзависимых ионных каналов L-типа клеточной мембраны влияет на функциональную активность дыхательной цепи кардиомиоцитов, восстанавливая активность I фермент-субстратного комплекса и регуляторно сдерживая активность СДГ в зоне II фермент-субстратного комплекса ДЦ, тем самым предупреждая низкоэнергетический сдвиг в ткани. Помимо целесообразности снижения проводимости ионных каналов, проведенное исследование выявляет важность коррекции сукцинатзависимого звена дыхательной цепи, обусловленную тем, что его работа опосредуется функционированием рецепторов суперсемейства GPCR (G-protein coupled receptors), запускающих различные биохимические каскады реакций сигнальных молекул — вторичных «мессенджеров» (циклический аденозинмонофосфат, ионы Ca²⁺, инозитолтрифосфат).

Очевидно, что дальнейшее изучение взаимосвязи между ионными каналами и энергетическим обменом клетки является актуальной задачей, как для современной структурной биологии и биофизики, так и для биотехнологии и фармакологии, а использованная традиционная полярографическая методика исследования может дополнять более современные методы, такие как экспрессия рецепторных белков в различных микроорганизмах или бесклеточных системах белкового синтеза, выделение, очистка и рефолдинг структурных единиц рецепторов и ионных каналов, рентгеновская кристаллография, ЯМР-спектроскопия, криоэлектронная микроскопия и др. [43].

Доказано, что уменьшение избыточного накопления кальция в клетке с помощью лекарственных препаратов группы блокаторов высокопороговых (HVA) кальциевых каналы L-типа, регулируемых G-белками и сопрягающих возбуждение и сокращение в клетках миокарда, предотвращает нарушение энергетического обмена клетки, вероятно, предупреждая повреждение митохондрий и клеточных мембран во время гипоксии. Таким образом, к известным эффектам дигидропиридиновых блокаторов кальциевых каналов (гипотензивному, антиангинальному, антиоксидантному, антиишемическому) возможно добавить энергопротективное действие, тем самым расширив сферу применения представителей данной группы лекарственных препаратов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией. Вклад каждого автора: В.В. Воробьева, О.С. Левченкова — написание статьи, анализ данных; П.Д. Шабанов — рецензирование статьи, разработка общей концепции.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

ADDITIONAL INFORMATION

Authors’ contribution. Thereby, all authors made a substantial contribution to the conception of the study, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the article, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the study. The contribution of each author: V.V. Vorobieva, O.S. Levchenkova — manuscript drafting, writing and pilot data analyses; P.D. Shabanov — paper reconceptualization and general concept discussion.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

About the authors

Viktoriya V. Vorobieva

Kirov Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: v.v.vorobeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6257-7129
SPIN-code: 2556-2770

Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Senior Lecturer, Department of Pharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

Olga S. Levchenkova

Smolensk State Medical University

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9595-6982
SPIN-code: 2888-6150

Cand. Sci. Med. (Pharmacology), Assistant Professor, Department of Pharmacology

Russian Federation, Smolensk

Petr D. Shabanov

Kirov Military Medical Academy

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-code: 8974-7477

Dr. Sci. Med. (Pharmacology), Professor, Department of Pharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

References