rimmon
Мес†ный
- Регистрация
- 19 Апр 2018
- Сообщения
- 3.835
- Репутация
- 1.152
- Реакции
- 4.643
КАННАБИНОИД HU-210 УВЕЛИЧИВАЕТ УСТОЙЧИВОСТЬ СЕРДЦА К АРИТМОГЕННОМУ ДЕЙСТВИЮ АДРЕНАЛИНА И АКОНИТИНА
Современная фармакология не знает ясного ответа на вопрос о том, какие физико-химические свойства соединений предопределяют их антиаритмическую активность. Зная структуру молекулы вновь синтезированного вещества, нельзя a priori сказать, будет ли это соединение обладать антиаритмическими свойствами или нет. Многие соединения, синтезированные первоначально с целью создать новое лекарство для лечения определенных заболеваний весьма далеких от сердечно-сосудистой патологии, нашли свое применение в клинической практике как антиаритмические препараты. Примером является фенитоин, который планировали применять для лечения эпилепсии, однако этот препарат оказался хорошим антиаритмиком [3]. Противосудорожный препарат финлепсин используют для предупреждения желудочковой экстрасистолии и желудочковой тахикардии [3]. Другие психофармакологические средства, например, имипрамин, азафен, также обладают антиаритмическими свойствами, хотя редко используются в терапии нарушений сердечного ритма [3]. Все вышесказанное в полной мере относится к агонистам каннабиноидных (СВ) рецепторов, которые могут оказаться перспективной группой соединений для поиска новых антиаритмических агентов. Какие у нас есть основания для подобного предположения?
Эти препараты обладают кардиоваскулярной активностью [5, 7, 12, 19, 20]. Каннабиноиды ингибируют активность аденилатциклазы в мембранах кардиомиоцитов [13] и, тем самым, снижают синтез цАМФ, который, как известно [14], играет важную роль в генезе аритмий. Агонисты каннабиноидных рецепторов оказывают модулирующее действие на состояние вегетативной нервной системы [5, 10, 20], роль которой в аритмогенезе хорошо известна. Сопоставление этих фактов позволило нам предположить, что каннабиноиды, по-видимому, могут оказывать антиаритмический эффект на модели адреналовых аритмий, которые обусловлены избыточным синтезом цАМФ в результате активации -адренорецепторов, сопряженных с аденилатциклазой.
Цель работы: изучить антиаритмический эффект селективного агониста каннабиноидных рецепторов HU-210.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Опыты проводили на крысах-самцах линии Вистар массой 150-200 г. У крыс моделировали аритмии путём внутривенной инъекции адреналина в дозе 120 мкг/кг или аконитина в дозе 50 мкг/кг. Крыс наркотизировали этиловым эфиром. В течение 5 мин после инъекции адреналина регистрировали ЭКГ в первом грудном отведении с помощью усилителя биопотенциалов (УБФ4-03, Россия) и компьютера IBM 486 с использованием оригинального пакета прикладных программ. При анализе ЭКГ принимали во внимание частоту возникновения единичных и множественных желудочковых экстрасистол (ЖЭ), желудочковой тахикардии (ЖТ), фибрилляции желудочков (ФЖ). За единичные ЖЭ принимали экстрасистолы в количестве от 6 до 16 за 5 мин регистрации ЭКГ. Экстрасистолы в количестве более 16 за 5 мин принимали за множественные. В качестве критерия аритмогенного действия аконитина принимали интервал времени от момента инъекции аконитина до момента появления ЖТ.
Для интрацеребровентрикулярного (ICV) введения каннабиноидов использовали крыс массой 250-300 г. За 5-7 дней до индукции аритмий в боковой желудочек мозга крыс имплантировали канюлю, которую фиксировали на поверхности черепа с помощью стоматологического цемент-фосфата. Операция выполнялась под барбамиловым наркозом (50 мг/кг внутрибрюшинно) при помощи стереотаксического аппарата СЭЖ-5 (НПО «Конструктор», Украина). При этом использовали следующие координаты: АР : +1.5 мм, L: +2.0 мм, V: -3.5 мм относительно брегмы [17].
Селективный агонист каннабиноидных (СВ1 и СВ2) рецепторов HU-210 [16] был синтезирован проф. R.Mechoulam (Иерусалимский Университет, Израиль). HU-210 вводили внутривенно в дозе 50 и 250 мкг/кг после растворения в смеси Cremophore EL: этанол: вода (118) за 30 мин до инъекции адреналина или аконитина. Для ICV введения HU-210 растворяли в DMSO и вводили в дозе 0,5 мкг или 5 мкг на крысу в 10 мкл DMSO. Для того, чтобы оценить рецепторную специфичность обнаруженных эффектов использовали селективный антагонист каннабиноидных рецепторов CB1-типа SR141716A [18], любезно предоставленный др. M.Mosse (Sanofi Recherch, Франция). Этот антагонист CB1-рецепторов вводили внутривенно в дозе 3 мг/кг за 30 мин до инъекции HU-210. SR141716A растворяли также, как и HU-210. При выборе доз лигандов CB-рецепторов и способов растворения этих препаратов мы руководствовались данными литературы [15,16,18]. Для блокады периферических вегетативных ганглиев использовали предварительное двукратное внутривенное введение гексаметония в дозе 10 мг/кг, первый раз за 10 мин до HU-210 и второй раз за 10 мин до инъекции адреналина.
Контролем служили интактные животные, которым перед инъекцией адреналина или аконитина внутривенно или ICV вводили соответствующий растворитель. Результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента и критерия 2.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Как показано в табл. 1, адреналин вызывает желудочковые аритмии у всех животных. У 47% особей регистрируется ЖФ, а у 53% крыс отмечается ЖТ. У большинства животных эти аритмии носили обратимый характер и завершались восстановлением нормального синусового ритма. Инъекция HU-210 в дозе 50 мкг/кг вызывала снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС) с 377±1,3 уд/мин (n=20) в контроле до 221±1,2 уд/мин на 30 минуте после введение каннабиноида (n=10; р<0,001). Отрицательный хронотропный эффект HU-210 носил дозозависимый характер. После введения HU-210 в дозе 250 мкг/кг ЧСС составляла 185±1,5 (n=10, р<0,001 по отношению к контролю). Известно, что активация СВ-рецепторов, локализованных в головном мозге, вызывает снижение активности симпатического звена вегетативной нервной системы и повышение тонуса n.vagus [5, 20]. Вероятно, наблюдаемая нами брадикардия связана с активацией центральных канабиноидных рецепторов. Как видно из табл. 1, предварительное введение каннабиноида способствовало снижению частоты возникновения злокачественных аритмий (ЖТ и ЖФ), а у четырех крыс желудочковые нарушения сердечного ритма вовсе не возникали. Еще более выраженный антиаритмический эффект HU-210 оказал в дозе 250 мкг/кг. Ганглиоблокатор гексаметоний не устранял антиаритмический эффект HU-210. В отдельной серии экспериментов (данные не представлены в таблице) нами было показано, что сам по себе гексаметоний не оказывает достоверного эффекта на частоту возникновения адреналовых аритмий.
Сопоставление этих данных позволило нам предположить, что антиаритмический эффект HU-210 не связан с изменением состояния вегетативной нервной системы, поскольку ганглиоблокатор гексаметоний, который вызывает кратковременную «химическую денервацию» сердца, не оказывал эффекта на антиаритмические свойства этого каннабиноида. Вместе с тем, возможность участия центральных СВ-рецепторов в формировании HU-210-индуцированной толерантности сердца к аритмогенному действию катехоламинов представлялась нам вполне вероятной, поскольку каннабиноиды легко проникают через гемато-энцефалический барьер [7, 12]. Исследовать участие вегетативных центров головного мозга в реализации антиаритмического действия HU-210 можно при помощи ICV инфузии этого препарата.
Как показано на <рис. 1, этот каннабиноид не оказывал достоверного эффекта на частоту возникновения адреналовых аритмий, если его вводили в боковой желудочек мозга в дозе 0,5 мкг и 5,0 мкг на крысу. Вес головного мозга крысы не превышает двух граммов [1], поэтому в пересчете на один килограмм массы тела ICV-доза 5,0 мкг на крысу соответствует 2500 мкг/кг, что в 50 раз больше использованной нами дозы (50 мкг/кг) для внутривенного введения. Следовательно, есть основания утверждать, что антиаритмический эффект HU-210 не связан с активацией центральных СВ рецепторов.
Известно, что каннабиноиды способны ингибировать аденилатциклазу (АЦ) кардиомиоцитов [13], поэтому мы предположили, что антиаритмический эффект HU-210 в условиях стимуляции https://www.vestar.ru/imgs/1963/beta.gif-адренорецепторов адреналином мог быть следствием СВ-рецептор-опосредованного угнетения активности АЦ, катализирующего синтез эндогенного аритмогенного фактора - цАМФ [14]. Последний активирует Са2+-каналы L-типа и усиливает мобилизацию Са2+ из саркоплазматического ретикулума, вызывая тем самым увеличение концентрации Са2+ в миоплазме, что в конечном итоге способствует возникновению электрической нестабильности сердца и появлению аритмий [8, 14]. В этом случае, HU-210 должен был защищать сердце только от токсического действия адреналина, но никак не влиять на резистентность сердца к действию иных аритмогенных факторов. Проверить наше предположение мы решили на модели аконитиновых аритмий. В основе аритмогенного действия аконитина лежит его способность замедлять инактивацию быстрых Na+-каналов, что ведет к перегрузке кардиомиоцитов ионами Na+, который обменивается на внеклеточный Са2+, по механизму Na+/Ca2+ обмена [2]. В конечном итоге, возникает Ca2+-перегрузка кардиомиоцитов, что ведет к электрической нестабильность сердца и возникновению аритмий [2, 8].
Нами было установлено, что HU-210 (50 мкг/кг) способствует повышению толерантности сердца к аритмогенному действию аконитина. В контрольной группе время от момента инъекции аконитина до момента возникновения необратимой ЖТ или ЖФ составляет 116,2±7,9 сек (n=15). После предварительной инъекции каннабиноида (50 мкг/кг) этот промежуток времени увеличивается до 278,3±22,8 сек (n=14, P<0,001 по отношению к контролю). Следовательно, антиаритмический эффект HU-210 не может быть связан только со снижением активности АЦ. В основе аритмогенного действия аконитина и адреналина лежит способность этих препаратов увеличивать Са2+-перегрузку кардиомиоцитов [2,8,14], поэтому представляется уместным предположить, что в основе антиаритмического действия HU-210 лежит способность этого препарата ингибировать Са2+-перегрузку кардиомиоцитов. Механизм подобного эффекта HU-210 предстоит выяснить.
Важным аспектом в исследовании антиаритмического действия любого фармакологического агента лежит изучение рецепторной природы выявленного эффекта. С этой целью нами был использован селективный блокатор СВ1-рецепторов SR141716A. Оказалось, что этот препарат в дозе 3 мг/кг никак не влиял на характер адреналовых аритмий (рис. 2). Более того, этот препарат никак не влиял на антиаритмическое действие HU-210 (рис. 2). Следовательно, антиаритмический эффект HU-210 не связан с активацией СВ1-рецепторов, по-видимому, он является результатом стимуляции СВ2-рецепторов. Однако этот вопрос еще предстоит выяснить в последующих исследованиях. Рецепторная природа антиаритмического действия HU-210 у нас не вызывает сомнения, поскольку этот каннабиноид активен уже в дозе 50 мкг/кг, что на порядок ниже минимальной антиаритмической дозы таких препаратов как пропранолол, лидокаин и верапамил [6, 9]. Вместе с тем, говорить о перспективах широкого применении каннабиноидов в клинической практике как антиаритмиков пока не приходится, поскольку имеются сообщения о способности марихуаны (действующим началом которой являются каннабиноиды) провоцировать возникновение желудочковых экстрасистол у здоровых добровольцев [11] и снижать толерантность к физическим нагрузкам у пациентов, страдающих стенокардией [4].(с) https://www.vestar.ru
Современная фармакология не знает ясного ответа на вопрос о том, какие физико-химические свойства соединений предопределяют их антиаритмическую активность. Зная структуру молекулы вновь синтезированного вещества, нельзя a priori сказать, будет ли это соединение обладать антиаритмическими свойствами или нет. Многие соединения, синтезированные первоначально с целью создать новое лекарство для лечения определенных заболеваний весьма далеких от сердечно-сосудистой патологии, нашли свое применение в клинической практике как антиаритмические препараты. Примером является фенитоин, который планировали применять для лечения эпилепсии, однако этот препарат оказался хорошим антиаритмиком [3]. Противосудорожный препарат финлепсин используют для предупреждения желудочковой экстрасистолии и желудочковой тахикардии [3]. Другие психофармакологические средства, например, имипрамин, азафен, также обладают антиаритмическими свойствами, хотя редко используются в терапии нарушений сердечного ритма [3]. Все вышесказанное в полной мере относится к агонистам каннабиноидных (СВ) рецепторов, которые могут оказаться перспективной группой соединений для поиска новых антиаритмических агентов. Какие у нас есть основания для подобного предположения?
Эти препараты обладают кардиоваскулярной активностью [5, 7, 12, 19, 20]. Каннабиноиды ингибируют активность аденилатциклазы в мембранах кардиомиоцитов [13] и, тем самым, снижают синтез цАМФ, который, как известно [14], играет важную роль в генезе аритмий. Агонисты каннабиноидных рецепторов оказывают модулирующее действие на состояние вегетативной нервной системы [5, 10, 20], роль которой в аритмогенезе хорошо известна. Сопоставление этих фактов позволило нам предположить, что каннабиноиды, по-видимому, могут оказывать антиаритмический эффект на модели адреналовых аритмий, которые обусловлены избыточным синтезом цАМФ в результате активации -адренорецепторов, сопряженных с аденилатциклазой.
Цель работы: изучить антиаритмический эффект селективного агониста каннабиноидных рецепторов HU-210.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Опыты проводили на крысах-самцах линии Вистар массой 150-200 г. У крыс моделировали аритмии путём внутривенной инъекции адреналина в дозе 120 мкг/кг или аконитина в дозе 50 мкг/кг. Крыс наркотизировали этиловым эфиром. В течение 5 мин после инъекции адреналина регистрировали ЭКГ в первом грудном отведении с помощью усилителя биопотенциалов (УБФ4-03, Россия) и компьютера IBM 486 с использованием оригинального пакета прикладных программ. При анализе ЭКГ принимали во внимание частоту возникновения единичных и множественных желудочковых экстрасистол (ЖЭ), желудочковой тахикардии (ЖТ), фибрилляции желудочков (ФЖ). За единичные ЖЭ принимали экстрасистолы в количестве от 6 до 16 за 5 мин регистрации ЭКГ. Экстрасистолы в количестве более 16 за 5 мин принимали за множественные. В качестве критерия аритмогенного действия аконитина принимали интервал времени от момента инъекции аконитина до момента появления ЖТ.
Для интрацеребровентрикулярного (ICV) введения каннабиноидов использовали крыс массой 250-300 г. За 5-7 дней до индукции аритмий в боковой желудочек мозга крыс имплантировали канюлю, которую фиксировали на поверхности черепа с помощью стоматологического цемент-фосфата. Операция выполнялась под барбамиловым наркозом (50 мг/кг внутрибрюшинно) при помощи стереотаксического аппарата СЭЖ-5 (НПО «Конструктор», Украина). При этом использовали следующие координаты: АР : +1.5 мм, L: +2.0 мм, V: -3.5 мм относительно брегмы [17].
Селективный агонист каннабиноидных (СВ1 и СВ2) рецепторов HU-210 [16] был синтезирован проф. R.Mechoulam (Иерусалимский Университет, Израиль). HU-210 вводили внутривенно в дозе 50 и 250 мкг/кг после растворения в смеси Cremophore EL: этанол: вода (118) за 30 мин до инъекции адреналина или аконитина. Для ICV введения HU-210 растворяли в DMSO и вводили в дозе 0,5 мкг или 5 мкг на крысу в 10 мкл DMSO. Для того, чтобы оценить рецепторную специфичность обнаруженных эффектов использовали селективный антагонист каннабиноидных рецепторов CB1-типа SR141716A [18], любезно предоставленный др. M.Mosse (Sanofi Recherch, Франция). Этот антагонист CB1-рецепторов вводили внутривенно в дозе 3 мг/кг за 30 мин до инъекции HU-210. SR141716A растворяли также, как и HU-210. При выборе доз лигандов CB-рецепторов и способов растворения этих препаратов мы руководствовались данными литературы [15,16,18]. Для блокады периферических вегетативных ганглиев использовали предварительное двукратное внутривенное введение гексаметония в дозе 10 мг/кг, первый раз за 10 мин до HU-210 и второй раз за 10 мин до инъекции адреналина.
Контролем служили интактные животные, которым перед инъекцией адреналина или аконитина внутривенно или ICV вводили соответствующий растворитель. Результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента и критерия 2.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Как показано в табл. 1, адреналин вызывает желудочковые аритмии у всех животных. У 47% особей регистрируется ЖФ, а у 53% крыс отмечается ЖТ. У большинства животных эти аритмии носили обратимый характер и завершались восстановлением нормального синусового ритма. Инъекция HU-210 в дозе 50 мкг/кг вызывала снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС) с 377±1,3 уд/мин (n=20) в контроле до 221±1,2 уд/мин на 30 минуте после введение каннабиноида (n=10; р<0,001). Отрицательный хронотропный эффект HU-210 носил дозозависимый характер. После введения HU-210 в дозе 250 мкг/кг ЧСС составляла 185±1,5 (n=10, р<0,001 по отношению к контролю). Известно, что активация СВ-рецепторов, локализованных в головном мозге, вызывает снижение активности симпатического звена вегетативной нервной системы и повышение тонуса n.vagus [5, 20]. Вероятно, наблюдаемая нами брадикардия связана с активацией центральных канабиноидных рецепторов. Как видно из табл. 1, предварительное введение каннабиноида способствовало снижению частоты возникновения злокачественных аритмий (ЖТ и ЖФ), а у четырех крыс желудочковые нарушения сердечного ритма вовсе не возникали. Еще более выраженный антиаритмический эффект HU-210 оказал в дозе 250 мкг/кг. Ганглиоблокатор гексаметоний не устранял антиаритмический эффект HU-210. В отдельной серии экспериментов (данные не представлены в таблице) нами было показано, что сам по себе гексаметоний не оказывает достоверного эффекта на частоту возникновения адреналовых аритмий.
Сопоставление этих данных позволило нам предположить, что антиаритмический эффект HU-210 не связан с изменением состояния вегетативной нервной системы, поскольку ганглиоблокатор гексаметоний, который вызывает кратковременную «химическую денервацию» сердца, не оказывал эффекта на антиаритмические свойства этого каннабиноида. Вместе с тем, возможность участия центральных СВ-рецепторов в формировании HU-210-индуцированной толерантности сердца к аритмогенному действию катехоламинов представлялась нам вполне вероятной, поскольку каннабиноиды легко проникают через гемато-энцефалический барьер [7, 12]. Исследовать участие вегетативных центров головного мозга в реализации антиаритмического действия HU-210 можно при помощи ICV инфузии этого препарата.
Как показано на <рис. 1, этот каннабиноид не оказывал достоверного эффекта на частоту возникновения адреналовых аритмий, если его вводили в боковой желудочек мозга в дозе 0,5 мкг и 5,0 мкг на крысу. Вес головного мозга крысы не превышает двух граммов [1], поэтому в пересчете на один килограмм массы тела ICV-доза 5,0 мкг на крысу соответствует 2500 мкг/кг, что в 50 раз больше использованной нами дозы (50 мкг/кг) для внутривенного введения. Следовательно, есть основания утверждать, что антиаритмический эффект HU-210 не связан с активацией центральных СВ рецепторов.
Известно, что каннабиноиды способны ингибировать аденилатциклазу (АЦ) кардиомиоцитов [13], поэтому мы предположили, что антиаритмический эффект HU-210 в условиях стимуляции https://www.vestar.ru/imgs/1963/beta.gif-адренорецепторов адреналином мог быть следствием СВ-рецептор-опосредованного угнетения активности АЦ, катализирующего синтез эндогенного аритмогенного фактора - цАМФ [14]. Последний активирует Са2+-каналы L-типа и усиливает мобилизацию Са2+ из саркоплазматического ретикулума, вызывая тем самым увеличение концентрации Са2+ в миоплазме, что в конечном итоге способствует возникновению электрической нестабильности сердца и появлению аритмий [8, 14]. В этом случае, HU-210 должен был защищать сердце только от токсического действия адреналина, но никак не влиять на резистентность сердца к действию иных аритмогенных факторов. Проверить наше предположение мы решили на модели аконитиновых аритмий. В основе аритмогенного действия аконитина лежит его способность замедлять инактивацию быстрых Na+-каналов, что ведет к перегрузке кардиомиоцитов ионами Na+, который обменивается на внеклеточный Са2+, по механизму Na+/Ca2+ обмена [2]. В конечном итоге, возникает Ca2+-перегрузка кардиомиоцитов, что ведет к электрической нестабильность сердца и возникновению аритмий [2, 8].
Нами было установлено, что HU-210 (50 мкг/кг) способствует повышению толерантности сердца к аритмогенному действию аконитина. В контрольной группе время от момента инъекции аконитина до момента возникновения необратимой ЖТ или ЖФ составляет 116,2±7,9 сек (n=15). После предварительной инъекции каннабиноида (50 мкг/кг) этот промежуток времени увеличивается до 278,3±22,8 сек (n=14, P<0,001 по отношению к контролю). Следовательно, антиаритмический эффект HU-210 не может быть связан только со снижением активности АЦ. В основе аритмогенного действия аконитина и адреналина лежит способность этих препаратов увеличивать Са2+-перегрузку кардиомиоцитов [2,8,14], поэтому представляется уместным предположить, что в основе антиаритмического действия HU-210 лежит способность этого препарата ингибировать Са2+-перегрузку кардиомиоцитов. Механизм подобного эффекта HU-210 предстоит выяснить.
Важным аспектом в исследовании антиаритмического действия любого фармакологического агента лежит изучение рецепторной природы выявленного эффекта. С этой целью нами был использован селективный блокатор СВ1-рецепторов SR141716A. Оказалось, что этот препарат в дозе 3 мг/кг никак не влиял на характер адреналовых аритмий (рис. 2). Более того, этот препарат никак не влиял на антиаритмическое действие HU-210 (рис. 2). Следовательно, антиаритмический эффект HU-210 не связан с активацией СВ1-рецепторов, по-видимому, он является результатом стимуляции СВ2-рецепторов. Однако этот вопрос еще предстоит выяснить в последующих исследованиях. Рецепторная природа антиаритмического действия HU-210 у нас не вызывает сомнения, поскольку этот каннабиноид активен уже в дозе 50 мкг/кг, что на порядок ниже минимальной антиаритмической дозы таких препаратов как пропранолол, лидокаин и верапамил [6, 9]. Вместе с тем, говорить о перспективах широкого применении каннабиноидов в клинической практике как антиаритмиков пока не приходится, поскольку имеются сообщения о способности марихуаны (действующим началом которой являются каннабиноиды) провоцировать возникновение желудочковых экстрасистол у здоровых добровольцев [11] и снижать толерантность к физическим нагрузкам у пациентов, страдающих стенокардией [4].(с) https://www.vestar.ru