3-(2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate: the role of ATP-dependent potassium channels in cardioprotection effect

Cover Page

Abstract


The work evaluated the influence of 3-(2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate per square necrotic myocardium of the left ventricle and the level Troponin I serum during acute coronary occlusion (60 minutes) followed by reperfusion (90 min) in anesthetized rabbits. It is shown that distant and pharmacological preconditioning 3 (2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate reduce necrosis zone 3 and 1,5 times, respectively. Found participation ATP dependent potassium channels (K-ATР channels) of endothelial and inducible NO-synthase in the implementation of the cytoprotective effect of distant preconditioning and 3-(2,2,2-trimethylhydrazinium) propionate, indicating that the implementation of the mechanism of pharmacological preconditioning in his cardioprotection action.

Full Text

Исследований, посвященных применению 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата (Милдронат®) при сердечно -сосудистых заболеваниях достаточно. Общеизвестно, что 3-(2,2,2-триметилгид-разиния) пропионат приводит к ограничению потока жирных кислот через мембраны митохондрий и защищает клетку от гибели в условиях кислородного голодания [4, 7]. Однако, до сих пор не изучался вопрос о его возможности прекон-диционировать миокард. Материалы и методы Изучение выживаемости ишемизированного миокарда было проведено на 66-и кроликах массой 2-2,5 кг. Влияние 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата на размер зоны некроза проводили на модели коронароокклюзионного инфаркта миокарда. Инфаркт миокарда воспроизводился на наркотизированных животных (хлорал гидрат 300 мг/кг), находящихся на управляемом дыхании, путем перевязки нисходящей ветви левой коронарной артерии на уровне нижнего края ушка левого предсердия (60 мин) с последующей реперфузией (90 мин). Поперечные срезы миокарда производили через каждые 0,8 см, начиная с уровня 0,8 см ниже места наложенной лигатуры. Срезы миокарда помещали в емкость, содержащую фосфатный буфер (рН 7,4) и 1 мг/мл трифенилтетразолия хлорида для образования красного формазана [2, 3, 5, 6]. Подсчет площадей интактного и некротизированного миокарда левого желудочка производили на каждом из четырех срезов с помощью попиксельного анализа в программе Adobe Photoshop 9.0. Уровень Troponin I (TnI) определяли на иммунофлуоресцентном приборе Triage MeterPro (Biosite, США). 35 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 4, 2015 г. Ишемическое прекондиционирование (ИП) осуществляли путем 5 минутного прекращения кровотока в лигированной коронарной артерии за 30 мин до тотальной ишемии миокарда. Дистантное ишемическое прекондиционирование (ДИП) осуществляли путем наложения жгута на верхнюю треть бедра на 10 минут, с последующей 20 минутной реперфузией и воспроизведением модели инфаркта на 60 минут. Фармакологическое прекондициони-рование осуществляли с помощью внутривенного введения в маргинальную вену уха кролика 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата (Милдронат®, производства «GRINDEX», Латвия) в дозе 90 мг/кг. С целью подтверждения гипотезы о реализации эффектов прекондициониро-вания через активацию системы синтеза оксида азота и КАТФ-каналы животным вводили N-нитро-Ь-аргинин метилового эфира (L-NAME, Sigma) в дозе 25 мг/кг (блокатор индуцибельной (iNOS) и эндотелиальной (eNOS) NO-синтазы), глибенкламид («Манинил», производства Берлин-Хеми/АГ (Германия) (блокатор КАТФ-кана-лов) в дозе 0,4 мг/кг, аминогуанидин (Sigma) (блокатор iNOS) в дозе 100 мг/кг [8, 11]. Результаты и их обсуждение Моделирование ишемии/реперфузии коронарной артерии приводило к развитию некроза миокарда, размер которого составил 27,3±1,2 % от массы левого желудочка (табл. 1). Ишемическое прекондиционирование (5 мин) за 30 минут до коронаро-окклюзии уменьшало площадь некротизированного миокарда в 3 раза до 11,8±0,8% (табл. 1). Таблица 1 Влияние 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата (90 мг/кг) в/в и дистантного ишемического прекондиционирования на размер зоны некроза и уровнь Тропонина I (TnI) при острой коронарооклюзии (60 мин) с последующей реперфузией (90 мин) у наркотизированных кроликов (M±m; в % от массы левого желудочка; n=6) N п/п Экспериментальная группа % некроза Уровень TnI в сыворотке (нг/мл) 1. КО/реперфузия (контроль) 27,3±1,2 16,3 ±1,2 2. КО/реперфузия + ИП 11,8±0,8* 5,4±1,4* 3. КО/реперфузия + ДИП 9,05±0,6* 4,6±0,8* 4. КО/реперфузия + 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 20,2±1,0* 12,2± 1,1* 5. КО/реперфузия + 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат + ДИП 11,69±0,5* 6,4 ±2,9* 6. КО/реперфузия + L-NAME (25 мг/кг/сут) +ДИП 25,3±0,8# 15,9±0,9# 7. КО/реперфузия + L-NAME (25 мг/кг/сут) + 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 23,6±1,3# 16,3 ±1,7# 8. КО/реперфузия +аминогуанидин ( 100 мг/кг) + ДИП 22,8±2,0# 14,6 ±1,8# 9. КО/реперфузия +аминогуанидин (100 мг/кг)+3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 26,3±1,3# 17,3 ±1,2# 10. КО/реперфузия +глибенкламид (0,4 мг/кг) +ДИП 24,2±1,5# 15,3±1,3# 11. КО/реперфузия + глибенкламид ( 0,4 мг/кг) +3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионат 32,6±1,8# 17,7 ±0,9# Примечание: КО/реперфузия - коронарооклюзия нисходящей ветви левой коронарной артерии на уровне ушка (60 мин) с последующей реперфузией (90 мин); ИП-ишемическое прокондиционирование (5 мин); ДИП - дистантное ишемическое прекондиционирование (10 мин) верхней трети бедра; *р < 0,05 - в сравнении с контролем; # р < 0,05- в сравнении с серией без фармакологического анализатора Дистантное прекондиционирование, их сочетание за 30 мин до моделирования внутривенное введение 3-(2,2,2-триметил- коронароокклюзионного инфаркта миокар-гидразиния) пропионата в дозе 90 мг/кг и да привело к достоверному уменьшению 36 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 4, 2015 г. площади некротизированного миокарда и составило 9,05±0,6, 20,2±1,0 и 11,69±0,58% соответственно. Аналогичная тенденция прослеживалась и в динамике уровня TnI в сыворотке крови (табл. 1). Неселективная блокада NO-синтазы с помощью внутривенного введения L-NAME и селективная блокада индуци-бельной NO-синтазы (iNOS) с помощью внутривенного введения аминогуанидина на фоне моделирования ишемии/реперфузии, частично устраняли протективное действие 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и дистантного ишемического прекондиционирования (табл. 1). Блокада КАТФ-каналов с помощью глибенкламида на фоне моделирования ишемии/реперфузии миокарда полностью снимала кардиопротективные эффекты и применение 3-(2,2,2-триметилгидразиния) пропионата и дистантного ишемического прекондиционирования в отношении зоны некроза и уровня TnI (табл. 1). Таким образом, в ходе проведенного исследования было выявлено, что ИП, ДИП и 3-(2,2,2-триметилгидразиния) про-пионат обладают сопоставимым кардио-протективным эффектом на модели ишемии/реперфузии у наркотизированных кроликов. КАТФ-каналы являются эффектор-ным механизмом в реализации противо-ишемического эффекта действия как ДИП [1, 10], так и 3-(2,2,2-триметилгидрази-ния) пропионата. 3-(2,2,2-триметилгидра-зиния) пропионат, конкурируя за рецепторы гамма бутеро бетоина (ГББ), снижает концентрацию карнитина. В результате из-за сродства геометрии ГББ ацетилхо-лину происходит активация эндотелиальных ацетилхолиновых рецепторов, что приводит к индукции синтеза NO. NO выступает как триггер ИП, и в том и другом случае синтез его осуществляется за счет активации iNOS и eNOS. NO приводит к активации универсального внутриклеточного мессенджера - протеинкина-зы С. Под ее действием АТФ зависимые калиевые каналы гладкомышечных клеток сосудов и кардиомиоцитов, закрытые в норме, открываются. За счет этого про исходит защитное укорочение сердечных потенциалов действия. Такой эффект имеет энергосберегающее значение, и при возникновении в ближайшее время повторной ишемии миокарда отмечаются снижение его метаболической активности, уменьшение скорости распада АТФ, замедление гликогенолиза и снижение скорости нарастания внутриклеточного ацидоза. Благодаря всему этому миокард лучше переносит ишемию, в том числе более длительную и выраженную. Выводы 1. 3-(2,2,2-триметилгидразиния) про-пионат оказывает выраженное протектив-ное действие на модели ишемии/ реперфузии у наркотизированных кроликов, уменьшая зону некроза и уровень Тропо-нина I в сыворотке крови в 1,5 раза. 2. В реализации кардиопротектив-ных эффектов 3-(2,2,2-триметилгидрази-ния) пропионата принимают участие КАТФ-каналы и индуцибельная NO-синтаза о чем свидетельствует устранение протективного действия при введении глибенкламида и аминогуанидина.

About the authors

M V Pokrovsky

Email: mpokrovsky@yandex.ru

L M Danilenko

Email: Danilenko_L@bsu.edu.ru

I A Tatarenkova

Email: irtalex@yandex.ru

References

  1. Дистантное и фармакологическое пре-кондиционирование - новые возможности стимуляции неоваскулогенеза / И.М. Колесник [и др.] // Кубанский научный медицинский вестник. - 2010. - № 6. - С. 56-58.
  2. Изучение кардиопротекторной активности производного 3-оксипиридина / В.А. Рагулина [и др.] // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2011. - № 3. - С. 118.
  3. Исследование эндотелиопротективных эффектов препарата кардионат на ADMA-подобной модели дефицита азота при специфической блокаде NO-синтазе / Е.Б. Артюшкова [и др.] // International Journal on Immunorehabilitation = Международный журнал по иммунореабилитации. - 2009. - Т. 11, № 1. - С. 66-67.
  4. Миокардиальная цитопротекция ингибитором ß-окисления жирных кислот Милдронатом в виде монотерапии и в сочетании с ß-адреноблокатором атенололом у больных с постинфарктной дисфункцией левого желудочка / А.Т. Тепляков [и др.] // Кардиология. -2003. - № 2. - С. 15-18.
  5. Экспериментальное изучение кардио-протекторного и эндотелиопротекторного действия макролидов и азалидов / Е.С. Черноморцева [и др.] // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2009. - № 2. - С. 29-31.
  6. Эффективность отечественного миокардиального цитопротектора и его фармакодинамика при острой ишемии миокарда: клинические результаты и экспериментальные модели / В.П. Михин [и др.] // Российский кардиологический журнал. - 2011. - № 2. - С. 37-42.
  7. Dambrova M. Mildronate: cardioprotective action through carnitine-lowering effect / М. Dambrova, Е. Liepinsh, I. Kal-vinsh // Trends Cardiovasc Med. - 2003. - Vol. 12. - P. 275-279.
  8. Downey J.M. Signaling pathways in ischemic preconditioning / J.M. Downey, A.M. Davis, M.V. Cohen // Heart Fail Rev. - 2007. - Vol. 12. - P. 181-188.
  9. Mildronate, an inhibitor of carnitine biosynthesis, induces an increase in gamma-butyrobetaine contents and cardioprotection in isolated rat heart infarction / E. Liepinsh [et al.] // J Cardiovasc Pharmacol. - 2008. - Vol. 48. - Р. 314-319.
  10. Progression of myocardial necrosis during reperfusion of ischemic myocardium / K. Matsumura [et al.] // Circulation. -2008. - Vol. 97, № 8. - Р. 795-804.
  11. Skyschally A. Pathophysiology of myocardial infarction: protection by ischemic pre- and postconditioning / А. Skyschally, R. Schulz, G. Heusch // Heart Fail Rev. - 2008. - Vol. 33. - P. 88-100.
  12. The collateral circulation of the heart / W. Schaper [et al.] // Prog Cardiovasc. - 2005. - Vol. 33, № 1. - Р. 57-77.

Statistics

Views

Abstract - 301

PDF (Russian) - 214

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 Pokrovsky M.V., Danilenko L.M., Tatarenkova I.A.

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