АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФАРМАКОЛОГІЇ ТА ТОКСИКОЛОГІЇ

КІЗУБ ІГОР ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 612.133+612.22:612.014.46

Фармакологічний аналіз впливу блокаторів гліколізу та
електронно-транспортного ланцюга на гіпоксичну констрикцію легеневих
артерій

(експериментальне дослідження)

14.03.05 – фармакологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

КИЇВ-2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі експериментальної терапії Інституту
фармакології та токсикології АМН України

Науковий керівник: академік АМН України,

доктор біологічних наук, професор

Стефанов Олександр Вікторович,

Інститут фармакології та токсикології

АМН України, завідувач відділу

експериментальної терапії

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Мохорт Микола Антонович,

Інститут фармакології та токсикології

АМН України, завідувач відділу

фармакології серцево-судинних засобів;

кандидат біологічних наук

Базілюк Ольга Володимирівна,

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця

НАН України, старший науковий співробітник відділу фізіології кровообігу

Провідна установа: Національний медичний університет

ім. О.О. Богомольця, кафедра фармакології з курсом клінічної
фармакології, м. Київ

Захист дисертації відбудеться «_15__» __червня_________2005 року о
15-00_

годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.550.01 в Інституті
фармакології та токсикології АМН України (03057, Київ, вул. Е. Потьє,
14).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фармакології та
токсикології АМН України (03057, Київ, вул. Е. Потьє, 14).

Автореферат розісланий «_15__» ___травня_______2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

Д 26.550.01,

кандидат біологічних наук Данова І.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Серед основних захворювань серцево–судинної системи
особливе місце займає гіпоксична легенева гіпертензія. Гіпоксичною
легеневою гіпертензією вважається підвищення систолічного тиску в
легеневих артеріях вище 25 – 30 мм рт. ст. за умов кисневої
недостатності. На цей час відомо більше 100 захворювань, при яких
розвивається вторинна легенева гіпертензія. Відома також ессенціальна
або первинна гіпоксична легенева гіпертензія, яка виникає за умов
гіпоксичної гіпоксії та може призводити до виникнення серцевої
недостатності.

В основі розвитку гіпоксичної легеневої гіпертензії за умов гіпоксичної
гіпоксії лежать особливості реактивності судин малого кола кровообігу.
На відміну від судин великого кола кровообігу, легеневі артерії
відповідають на зниження ступеня оксигенації звуженням (гіпоксична
легенева вазоконстрикція, ГЛВ). Оскільки вирішальна роль у компенсації
ефектів нестачі оксигенації належить серцево–судинній системі, це явище
зумовлено фізіологічною функцією легеневих артерій – підтриманням
оптимального перфузійно-вентиляційного співвідношення у легенях.

Відомо, що дія гіпоксії на судинні гладеньком’язові клітини (ГМК)
пов’язана із змінами іонної проникності їх мембран [E.D. Michelakis et
al., 2002; C. Michiels, 2004] внаслідок альтерацій окисно–відновного
стану клітини [A. Olschewski et al., 2004], які призводять до коливань
внутрішньоклітинної концентрації іонів Са2+ [K. Sward et al., 2002].
Однак, головна, якщо не вирішальна роль в розвитку ГЛВ належить
механізмам, які пов`язані з ендотелієм. Він може робити значний внесок у
розвиток ГЛВ, здійснюючи моделюючий вплив на ГМК під дією гіпоксії [T.P.
Robertson et al., 2003].

Вважається, що ГЛВ може бути пов`язана із змінами енергетичного статусу
клітин судинної стінки внаслідок змін у функціонуванні основних
енергопостачаючих клітинних систем – гліколізу та
електронно-транспортного ланцюга (ЕТЛ). Оскільки і гладеньком`язові, і
ендотеліальні клітини стінки легеневих артерій у силу функціональних
особливостей останніх постійно знаходяться в умовах відносно
недостатньої оксигенації, то, можливо, їх констрикторна реакція на
гіпоксію пов’язана із властивими їм відмінностями у співвідношенні
аеробного та анаеробного шляхів енергетичного обміну та/або
функціонування їх окремих ланок. Більшість існуючих теорій щодо
внутрішньоклітинних ланок, чутливих до зниження ступеню рО2, розглядають
оксидази мітохондріального ЕТЛ, як джерело ключового
внутрішньоклітинного сигналу у вигляді реактивних видів кисню (РВК) –
супероксид аніону (О2-), перекису водню (Н2О2) та гідроксилу (ОН-) [J.Q.
Liu et al., 2003; G.B. Waypa et al., 2001]. Разом із тим, тканинна
киснева недостатність може прямо впливати на енергопостачання як ГМК,
так і ендотеліоцитів. При цьому гліколіз може відігравати важливу роль у
розвитку скоротливих реакцій стінки кровоносних судин під дією гіпоксії
[A.И. Соловьев, С.А. Берштейн 1982, R.M. Leach et al., 2001], а також у
формуванні змін мембранного потенціалу ендотеліоцитів [A. Soloviev, A.
Bondarenko, 1999]. Вищенаведені факти вказують на можливу участь
гліколізу та ЕТЛ в розвитку ГЛВ та дають підстави для вивчення ролі
енергопостачаючих клітинних систем в цьому явищі. На даний час відсутні
читки уявлення про участь цих процесів у патогенезі гіпоксичної
легеневої гіпертензії, а також, існуючі засоби її фармакологічної
корекції носять стахастичний характер. Цілеспрямоване вивчення
механізмів розвитку ГЛВ є надзвичайно важливим як із наукової, так і з
практичної точки зору, оскільки відкриває перспективи для пошуку
ефективних фармакологічних засобів та шляхів лікування гіпоксичної
легеневої гіпертензії.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота
виконувалась згідно планової наукової теми відділу експериментальної
терапії Інституту фармакології та токсикології АМН України
(реєстраційний номер 0197U004797) “Роль факторів ендотеліального
походження (оксиду азоту, гіперполяризуючого фактору, пероксинітриту) у
формуванні вазоспастичних станів в умовах нормальної та зниженої
оксигенації”.

Мета та задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є встановлення в
експерименті ролі гліколізу та електронно-транспортного ланцюгу у
розвитку гіпоксичної легеневої вазоконстрикції для визначення
перспективних шляхів її фармакологічної корекції.

Відповідно до мети роботи визначені наступні основні задачі:

На моделі ізольованих препаратів легеневих артерій та аорти з`ясувати
роль ендотелію у розвитку гіпоксичної легеневої вазоконстрикції;

Дослідити дію селективного блокатору міоендотеліальних електричних
зв`язків 18?-гліциретинової кислоти на розвиток гіпоксичних реакцій
легеневих артерій та аорти щурів;

Вивчити вплив селективних блокаторів гліколізу монойодацетату та
2-деоксі-D-глюкози на розвиток гіпоксичних реакцій легеневих артерій та
аорти щурів;

Дослідити ефект селективного блокатору мітохондріального
електронно-транспортного ланцюгу ротенону на розвиток гіпоксичних
реакцій легеневих артерій та аорти щурів;

На основі отриманих даних встановити роль гліколізу,
електронно-транспортного ланцюгу та міоендотеліальних електричних
зв`язків в ініціюванні гіпоксичної легеневої вазоконстрикції;

Вивчити фармакологічний ефект фосфатидилхолінових ліпосом (препарат
Ліпін) на гіпоксичну констрикторну реакцію легеневих артерій щурів.

Об’єкт дослідження – легеневі артерії та грудна аорта білих щурів.

Предмет дослідження – вплив селективних блокаторів гліколізу
(монойодацетату та 2-деоксі-D-глюкози) та електронно-транспортного
ланцюгу (ротенону) на розвиток гіпоксичних реакцій легеневих артерій та
аорти щурів.

Методи дослідження – фармакологічні, фізіологічні, фізичні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше доведено, що розвиток ГЛВ
пов`язаний із функціонуванням гліколізу та мітохондріального
електронно–транспортного ланцюгу в ендотеліальних клітинах легеневих
артерій. Показано, що значний внесок у розвиток ГЛВ здійснюють
електричні сигнали, які можуть утворюватися на мембрані ендотеліоцитів
та поширюватись на ГМК легеневих артерій за участю міоендотеліальних
електричних комунікацій. Формування електричних сигналів від ендотелію
до ГМК під дією гіпоксії пов’язане із гліколізом та
електронно–транспортним ланцюгом в ендотеліоцитах. Отримані дані
поглиблюють сучасні уявлення про участь ендотелію у регуляції тонусу
кровоносних судин та функціональні особливості судин легеневого та
системного кіл кровообігу.

Практичне значення одержаних результатів. Детальне вивчення механізмів
розвитку ГЛВ та впливу гіпоксії на тонус стінки судин легеневого кола
кровообігу має практичне значення, оскільки надає важливе обгрунтування
для створення нових антигіпоксичних препаратів та розробки ефективних
шляхів фармакологічної корекції гіпоксичної легеневої гіпертензії, в
основі патогенезу якої лежить ГЛВ. Отримані дані також вказують на
можливість фармакологічної корекції ГЛВ за допомогою препарату Ліпіну
(фосфатидилхолінових ліпосом). Важливе практичне значення для лікування
серцево–судинних дисфункцій мають отримані дані про роль
міоендотеліального електричного зв’язку, як фактора, що здатний
модулювати тонус кровоносних судин за патологічних умов. Результати
дисертаційної роботи впроваджено у навчальний процес на кафедрі
фармакології Вінницького національного медичного університету ім. М.І.
Пирогова, кафедрі фармакології з курсом клінічної фармакології
Київського національного медичного університету ім. О.О. Богомольця,
кафедрі фізіології людини та тварин біологічного факультету Київського
національного університету ім. Тараса Шевченка.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно виконано роботу з
першоджерелами та всі етапи експериментальної частини дисертаційної
роботи, включаючи планування етапів дослідження та безпосереднє
проведення експериментальних досліджень. Аналіз матеріалу, статистична
обробка отриманих результатів, написання основних положень та висновків
роботи також виконано дисертантом самостійно.

Апробація результатів роботи. Основні положення та висновки
дисертаційної роботи доповідались на: науково–практичній конференції
молодих вчених “Від фундаментальних досліджень до прогресу в терапії”
(Харків, Україна, 1–2 жовтня 2003 р.); Second international symposium
“Smooth muscle physiology and biophysics” (Київ, Україна, 28–31 жовтня
2003 р.); V Українській конференції молодих вчених, присвяченій пам`яті
академіка В.В. Фролькіса (Київ, Україна, 23 січня 2004 р.); IX
Всеросійській школі–семінарі з міжнародною участю “Экспериментальная и
клиническая физиология дыхания” (Санкт–Петербург, Росія, 1–5 березня
2004 р.).

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 7 робіт, з яких 5 —
статі у фахових журналах та 2 — тези доповідей.

Об`єм та структура дисертації. Дисертація викладена на 137 сторінках
машинописного тексту та складається із вступу, огляду літератури,
матеріалів та методів досліджень, 6 глав з результатами досліджень та їх
обговорення, заключення, висновків та списку використаних джерел. Робота
ілюстрована 37 рисунками, містить 1 таблицю. Бібліографія включає 271
джерел, в тому числі 250 іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень. Об`єкти досліджень. Об’єктом досліджень
були ізольовані кільцеві сегменти правої та лівої легеневих артерій та
грудної аорти 62 дорослих щурів лінії Wistar обох статей масою 250 – 300
г, які утримувались на стандартному раціоні у віварії інституту. Грудна
аорта була обрана в якості об’єкту порівняння, оскільки є судиною
системного кола кровообігу морфологічно та функціонально найбільше
подібною до великих легеневих артерій. Тварини були евтоназовані шляхом
декапітації із наступним знекровленням.

Розчини та речовини. Базовим розчином, що використовувався для
препарування та суперфузії судинних сегментів, був стандартний розчин
Кребсу наступного складу у мМ/л: NaCl – 133; NaHCO3 – 6,3; KCl – 4,7;
MgCl2 х 6Н2О – 1,05; NaH2PO4 – 1,38; CaCl2 – 2,75; глюкоза – 7,82; HEPES
– 10. рН розчину Кребсу складав 7,3 – 7,4. Для приготування розчину
використовували хімічно чисті солі компанії Sigma (США). В дослідах були
використані наступні речовини: артерінол (норадреналін, НА),
ацетилхолін, 2-деокси-D-глюкоза (ДОГ), 18?-гліциретинова кислота
(18?-ГК), монойодацетат (МІА), піруват (ПІР), сапонін (всі Sigma, США),
мезатон (Здоров`я, Україна), ліпін (Здоров`я, Україна).

Методика реєстрації скоротливої активності ізольованих судинних
препаратів. В дослідах тензометрично реєстрували зміни тонусу
ізольованих судинних препаратів в режимі, що наближався до ізометричного
за допомогою ємнісних датчиків напруження. Запис скоротливої активності
ізольованих судинних препаратів здійснювали на папері за допомогою
багатоканального фізіографу “Cole Parmer” (США).

Виділені грудну аорту та легеневі артерії звільняли від сполучної
тканини та нарізали на кільцеві сегменти шириною 1 – 2 мм та внутрішнім
діаметром 1,5 – 2 мм, після чого залишали у розчині Кребсу при кімнатній
температурі на 45 – 60 хв. Після цього їх розміщували у суперфузійній
плексигласовій камері об’ємом 0,5 мл із проточним розчином Кребсу, де
закріплювали на двох сталевих гачках, один з яких був стаціонарно
вмонтований до стінки камери, а інший — поєднано із штоком тензодатчику.
Після цього судинні сегменти підлягали пасивному розтягненню із силою
400 мг для препаратів легеневих артерій та 2000 мг для препаратів
грудної аорти. Судинні сегменти в камері суперфузувалися за допомогою
4-х канального перистальтичного насосу IPS ISM 930 “Ismatec” (Німеччина)
розчином Кребсу із постійною температурою 37?С аерованим газовою сумішшю
21 % – O2, 5 % – CO2 та 74 % – N2.

Після витримування у суперфузійній камері протягом 40 – 60 хвилин
починали періодичну стимуляцію судинних препаратів шляхом деполяризації
клітинної мембрани ГМК за допомогою гіперкалієвого буферного розчину із
вмістом іонів K+ 60 мМ до отримання стабільних скоротливих відповідей.
Дослідження скоротливих реакцій проводились на фоні попереднього
скорочення ГМК норадреналіном в концентрації 3х10-7 M. З метою перевірки
цілісності ендотеліального шару на початку кожного експерименту
попередньо скорочені норадреналіном судинні сегменти підлягали аплікації
ацетилхоліну (3х10-7 M). Руйнування ендотеліального шару здійснювали
хімічним шляхом за допомогою п’ятихвилинної аплікації сапоніну в
концентрації 0,1 мг/мл.

Методика отримання розчинів із зниженим рО2. Для отримання розчинів із
зниженим вмістом О2 використовували газову суміш, що містила 5% – CO2 та
95% – N2. Буферний розчин барботували газовою сумішшю в закритій
пластиковій ємності об’ємом 300 мл протягом 15 хв. рО2 буферного розчину
при цьому знижувався з 135 – 145 мм рт. ст. до 10 – 20 мм рт. ст. рН
гіпоксичних розчинів складав 7,3 – 7,4. Отриманий гіпоксичний розчин
подавали в робочу камеру по суперфузійній системі. рО2 вимірювали за
допомогою вимірювача розчиненого кисню Inolab Multi Level 1 “WTW”
(Німеччина).

Методи математичного аналізу отриманих результатів. Усі результати
представлені у вигляді середнього арифметичного (М) та стандартної
похибки середнього (m) для певної вибірки (n). Всі розрахунки
проводились у відносних одиницях, як відсоток від значення амплітуди
тонічного напруження судинного сегменту створеного норадреналіном
(3х10-7 М). Вірогідність різниці середніх значень досліджуваних
показників оцінювали за t–критерієм Ст`юдента. Зміни вважали статистично
вірогідними при P?0,05. Всі розрахунки проводили з використанням
комп’ютерних програм EXEL 5.0 та Origin 6.1.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Вплив гіпоксії на тонус гладеньких м’язів стінки легеневих артерій та
аорти щурів. Зниження рО2 перфузійного буферного розчину до 30 – 35 мм
рт. ст. викликало двофазну скоротливу реакцію препаратів легеневої
артерії щурів, яка складалася зі швидкого транзиторного скорочення з
амплітудою 45,5?5,3 % від рівня вихідного тонусу створеного дією НА в
концентрації 3х10-7 М та наступного повільного розслаблення, що складало
44,6?7,7 % (n=13) (рис. 1, А). На відміну від легеневих артерій,
сегменти грудної аорти щура відповідали на дію гіпоксії (рО2=10 – 20 мм
рт. ст.) розслабленням, яке складало 64,3?6,6 % від рівня тонусу,
створеного НА в концентрації 3х10-7 М (n=13) (рис. 1, Б).

Вплив деендотелізації на розвиток гіпоксичних реакцій гладеньких м’язів
стінки легеневих артерій та грудної аорти щурів. Деендотелізація
судинних сегментів легеневих артерій призводила до зникнення їх
констрикторної реакції у відповідь на гіпоксію та розвитку дилатації,
амплітуда якої складала 33,9?5,1 % (n=9, р?0,05) (рис. 3, Б).
Деендотелізовані препарати аорти також реагували на гіпоксію дилатацією,
величина якої не відрізнялась від величини гіпоксичних реакцій інтактних
препаратів (82,8?4,2 %; n=9, р?0,05) (рис. 4, Б).

Зникнення констрикторної реакції у відповідь на гіпоксію в
деендотелізованих судинних сегментах легеневих артерій свідчить, що
розвиток ГЛВ залежить від ендотелію. Відсутність змін у розслабленні ГМК
сегментів аорти на гіпоксію після їх деендотелізації також може свідчити
про те, що ендотелій є ланкою, яка зумовлює відмінність реакцій
легеневих та системних артерій на гіпоксію. При цьому, автентичною
реакцією ГМК як легеневих, так і системних артерій на гіпоксію є
розслаблення, тоді, як гіпоксична констрикція ГМК стінки інтактних
легеневих артерій є наслідком впливу гіпоксії на ендотелій та зумовлена
змінами його моделюючого впливу на ГМК.

Рис. 1. Скоротливі реакції гладеньких м’язів ізольованих препаратів
легеневої артерії (А)та аорти (Б) щура під дією гіпоксії (рО2=10-20 мм
рт. ст.) на фоні попереднього скорочення норадреналіном (НА, 3х10-7 М).

Вплив блокади міоендотеліального електричного зв’язку на розвиток
гіпоксичних реакцій гладеньких м’язів стінки легеневих артерій та
грудної аорти щурів. Відомо, що ендотеліальні й гладеньком`язові клітини
утворюють між собою щільні міоендотеліальні контакти [S.L. Sandow et
al., 2000]. Зміни мембранного потенціалу ендотеліоцитів можуть
електротонічно передаватися через ці контакти на мембрану ГМК [G.G.
Emerson, S.S. Segal, 2000]. З метою з’ясування участі електричних
сигналів від ендотелію до ГМК в розвитку скоротливих реакцій легеневих
артерій та грудної аорти на гіпоксію, ми застосували блокаду
міоендотеліального електричного зв’язку за допомогою 18?-гліциретинової
кислоти. Попередня 15-ти хвилинна аплікація 18?-гліциретинової кислоти
(2х10-5 М) викликала зменшення амплітуди транзиторної констрикторної
реакції попередньо скорочених НА (3х10-7 М) ізольованих сегментів
легеневих артерій на гіпоксію (рис. 2, А). Величина транзиторної
гіпоксичної констрикції препаратів легеневих артерій при цьому складала
7,6?5,8 % (n=16, p?0,05). Амплітуда наступної релаксації складала
19,9?5,9 % (n=16, p?0,05).

Гіпоксична дилатація сегментів грудної аорти на фоні блокади
міоендотеліального електричного зв’язку попередньою аплікацією
18?-гліциретинової кислоти (2х10-5 М) реверсувала на транзиторну
констрикцію з амплітудою 18,8?7,6 % (n=10, p?0,05) (рис. 2, Б) з
наступним розслабленням, величина якого складала 69,3?12,5 % (n=10,
p?0,05).

Отримані результати свідчать про те, що констрикторна відповідь ГМК
легеневих артерій на гіпоксію є багатокомпонентною. Значну її частину
формують електричні сигнали від ендотелію до ГМК. Таким сигналом може
бути деполяризація плазматичної мембрани ендотеліоцитів під дією
гіпоксії, що поширюється на мембрану ГМК легеневих артерій за участю
міоендотеліальних електричних зв’язків та є наслідком пригнічення
активності К+–каналів плазматичної мембрани ендотеліоцитів [J.
Lopez-Barneo et al., 2004].

При виключенні ендотеліального електричного компоненту констрикторної
гіпоксичної реакції незначне зростання тонусу судинної стінки під дією
гіпоксії, яке ми реєстрували, може бути наслідком дії як гуморальних
ендотеліальних факторів [R.M. Leach et al., 2001], так і власне
міогенних механізмів [O.O. Pavlova et al., 2003], які можуть складати
інші компоненти гіпоксичної легеневої вазоконстрикції.

Рис. 2. Вплив 18?-гліциретинової кислоти (18?-ГК, 2х10-5 М) на розвиток
викликаних гіпоксією (рО2=10-20 мм рт. ст.) скоротливих реакцій
гладеньких м’язів інтактних ізольованих препаратів легеневих артерій (А,
n=13-16) та аорти (Б, n=10-13) щурів. Тонус препаратів представлений у
відсотках від рівня тонусу, створеного норадреналіном (3х10-7 М). ? —
р?0,05.

Як видно із результатів цих досліджень, гіпоксична дилатація аорти також
може формуватися під дією електричних сигналів від ендотеліоцитів до
ГМК. Подібність за динамікою та амплітудою констрикторних гіпоксичних
реакцій легеневих артерій та аорти в присутності 18?-гліциретинової
кислоти може слугувати свідченням провідної ролі ендотеліальних
електричних сигналів у формуванні напрямку гіпоксичної відповіді стінки
судин легеневого та системного кіл кровообігу.

Вплив блокади гліколізу на розвиток гіпоксичних реакцій гладеньких
м’язів стінки артерій легеневого та системного кіл кровообігу. Попередня
20-ти хвилинна одночасна аплікація селективних блокаторів гліколізу МІА
(10-5 М) та ДОГ (10-3 М) в комбінації з піруватом (10-3 М) викликала
реверсію транзиторної гіпоксичної констрикції інтактних препаратів
легеневих артерій на дилататорну з амплітудою 70,6?8,2 % (n=9, p?0,05)
(рис. 3, А). Попередня 20-ти хвилинна аплікація МІА (10-5 М) в
комбінації із піруватом (10-3 М), викликала реверсію гіпоксичної
констрикторної відповіді інтактних препаратів легеневих артерій на
дилататорну, величина якої складала 67,6?7,1 % (n=11, p?0,05) відносно
рівня тонусу препаратів, створеного НА (3х10-7 М) (рис. 3, А). На
відміну від цього, попередня 20-ти хвилинна блокада гліколізу ДОГ (10-3
М) в комбінації із піруватом (10-3 М) не впливала на розвиток
гіпоксичної констрикторної реакції попередньо скорочених НА інтактних
препаратів легеневих артерій. Величина транзиторної констрикторної та
наступної дилататорної реакцій у відповідь на гіпоксію складала при
цьому 37,0?8,0 % й 32,19?6,4 % (n=11) відповідно, та не відрізнялась від
амплітуди гіпоксичних реакцій, зареєстрованих на препаратах не
оброблених ДОГ (p?0,05) (рис. 3, A).

Рис. 3. Вплив монойодацетату (МІА, 10-5 М) та 2-деоксі-D-глюкози (ДОГ,
10-3 М) застосованих в комбінації з піруватом (10-3 М) на розвиток
викликаних гіпоксією (рО2=10-20 мм рт. ст.) скоротливих реакцій
гладеньких м’язів інтактних (А, n=9-13) та деендотелізованих (Б, n=9-13)
препаратів легеневих артерій щурів. Тонус препаратів представлений у
відсотках від рівня тонусу, створеного норадреналіном (3х10-7 М). ? —
р?0,05.

Результати цих досліджень свідчать про те, що селективна блокада
гліколізу МІА ефективно усуває ГЛВ. Той факт, що ДОГ не впливає на
розвиток гіпоксичної констрикції легеневих артерій може бути пов’язаний
з дією проміжних продуктів гліколізу, які утворюються на ділянці між
ланками, в яких МІА та ДОГ пригнічують гліколіз. Оскільки ДОГ є
селективним блокатором фосфоглюкоізомерази, а МІА –
гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази, то таким проміжним продуктом
гліколізу, що здатний впливати на розвиток ГЛВ може бути
фруктозо-1,6-дифосфат [T.M. Jurgens, C.D. Hardin, 1996; D.R. Finder,
C.D. Hardin, 1999].

Аплікація МІА не впливала на гіпоксичні реакції попередньо скорочених НА
деендотелізованих препаратів легеневих артерій, які відповідали на
гіпоксію дилатацією з амплітудою 62,4?5,8 % (n=9, p?0,05) (рис. 3, Б).
Так само аплікація МІА не впливала на гіпоксичну транзиторну констрикцію
попередньо скорочених НА інтактних препаратів легеневих артерій за умов
блокади міоендотеліального електричного зв’язку 18?-гліциретиновою
кислотою (2х10-5 М). Амплітуда транзиторної констрикторної відповіді
препаратів легеневих артерій на гіпоксію складала при цьому 8,4?2,8 %
(n=8, p?0,05). Амплітуда наступної релаксації складала 17,3?7,8 % (n=8,
p?0,05).

Отримані нами результати свідчать про те, що гіпоксична легенева
вазоконстрикція пов’язана із гліколізом, оскільки його блокада в
інтактних препаратах легеневих артерій повністю відміняє констрикторну
реакцію на гіпоксію. Однак той факт, що МІА не впливає на гіпоксичні
реакції деендотелізованих легеневих артерій може бути свідченням того,
що в підтриманні ГЛВ приймають участь пов’язані із гліколізом
метаболічні зсуви в ендотеліальних клітинах.

Рис. 4. Вплив монойодацетату (МІА, 10-5 М) та 2-деоксі-D-глюкози (ДОГ,
10-3 М) в комбінації з піруватом (10-3 М) на розвиток викликаних
гіпоксією (рО2=10-20 мм рт. ст.) скоротливих реакцій гладеньких м’язів
інтактних (А, n=8-13) та деендотелізованих (Б, n=8-13) препаратів аорти
щурів. Тонус препаратів представлений у відсотках від рівня тонусу,
створеного норадреналіном у концентрації 3х10-7 М.

Застосування 18?-гліциретинової кислоти показує також, що гліколіз
залучений у формування міоендотеліальних електричних сигналів, які
можуть виникати під дією гіпоксії в ендотелії, зумовлюючи констрикторний
вплив ендотелію на стінку легеневих артерій під дією гіпоксії, можливо
за рахунок деполяризації їх плазмолеми. Участь гліколізу у формуванні
деполяризаційних сигналів на мембрані ендотеліоцитів легеневих артерій
може полягати у змінах внутрішньоклітинної концентрації АТФ, які
впливають на активність потенціал–залежних К+–каналів [S.L. Archer, E.
Michelakis, 2002] або АТФ–чутливих К+–каналів [A. Olschewski et al.,
2002]. Разом з цим, наші дані свідчать про те, що ендотеліальний
компонент ГЛВ, який пов`язаний із гуморальним впливом ендотелію на ГМК
частково також може залежати від гліколізу.

Інтактні препарати грудної аорти, попередньо скорочені НА (3х10-7 М) в
присутності МІА (10-5 М) в комбінації з піруватом (10-3 М) відповідали
на гіпоксію розслабленням з амплітудою 73,4?3,8 % (n=8) яка не
відрізнялась від величини гіпоксичної реакції препаратів не оброблених
МІА (p?0,05) (рис. 4, А). Селективна блокада гліколізу ДОГ (10-3 М) в
комбінації з піруватом (10-3 М) також не впливала на розвиток
гіпоксичної дилататорної реакції препаратів аорти, амплітуда якої
становила 91,4?4,3 % (n=8, p?0,05) (рис. 4, А). Одночасна аплікація МІА
та ДОГ в комбінації з піруватом не впливала на гіпоксичну дилатацію
препаратів аорти (рис. 4, А). Величина дилататорної реакції становила
при цьому 69,4?2,4 % (n=12, p?0,05). Ці результати свідчать про те, що
розслаблення ГМК стінки системних судин під дією гіпоксії не залежить
від гліколізу. Деендотелізовані препарати грудної аорти в присутності
МІА та пірувату у відповідь на гіпоксію також реагували розслабленням,
яке складало 79,7?8,4 % та не відрізнялось від амплітуди гіпоксичної
реакції інтактних препаратів (n=9, p?0,05) (рис. 4, Б). МІА також не
впливав на розвиток викликаної гіпоксією транзиторної вазоконстрикції
інтактних препаратів аорти в присутності 18?-гліциретинової кислоти,
величина якої становила 7,0?11,7 % (n=6, p?0,05) із наступним
розслабленням амплітудою 100,0?0,0 % (n=6, p?0,05).

2

H

v

x

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

$

&

(

*

,

.

0

2

F

?$?TH

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

@

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

;??oe3/4vAxAzA–A?AaEzOe»

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

»

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

hue

>оліз не приймає участі у механізмах формування гіпоксичної дилатації,
які можуть бути пов`язані із впливом ендотелію на тонус ГМК, принаймні з
гуморальним. Разом з тим, ці дані показують, що саме гліколіз може бути
тим фактором, який сприяє формування деполяризації ендотеліоцитів
легеневих артерій під дією гіпоксії, і тим самим визначає відмінність
гіпоксичних реакцій легеневих та системних судин.

Вплив блокади електронно-транспортного ланцюгу (ЕТЛ) на розвиток
гіпоксичних реакцій гладеньких м’язів стінки артерій легеневого та
системного кіл кровообігу. Зміни судинного тонусу під дією гіпоксії
можуть бути опосередковані механізмом, незалежним від функціонування
ЕТЛ, як джерела аеробного енергоутворення. При цьому в ролі гіпоксичних
сенсорів можуть виступати оксидази мітохондріального ЕТЛ, через
підсилення утворення РВК, які у свою чергу розглядаються, як вторинні
посередники гіпоксичної дії на судинну стінку [R.D. Jones et al., 2000;
G.B. Waypa et al., 2001]. З метою з`ясування ролі ЕТЛ у формуванні
гіпоксичних реакцій стінки магістральних артерій легеневого та
системного кіл кровообігу ми досліджували вплив блокатору ЕТЛ ротенону
на розвиток гіпоксичних реакцій стінки ізольованих препаратів легеневих
артерій та грудної аорти щурів.

Аплікація ротенону в концентрації 2х10-8 М викликала зниження тонусу
стінки інтактних препаратів легеневих артерій з амплітудою 45,1?6,6 %
(n=9) від рівня вихідного тонусу, створеного дією НА (3х10-7 М).
Попередня 20-и хвилинна блокада ЕТЛ ротеноном (2х10-8 М) викликала
зникнення гіпоксичної констрикторної відповіді інтактних препаратів
легеневих артерій та розвиток дилатації з амплітудою 50,2?3,6 % (n=8,
p?0,05) (Рис. 5, А).

Рис. 5. Вплив ротенону (2х10-8 М) на розвиток викликаних гіпоксією
(рО2=10-20 мм рт. ст.) скоротливих реакцій гладеньких м’язів ізольованих
препаратів легеневих артерій (А, n=8-13) та аорти (Б, n=8-13) щурів.
Тонус препаратів представлений у відсотках від рівня тонусу, створеного
норадреналіном у концентрації 3х10-7 М. ? — р?0,05.

Аналогічним чином за умов блокади ротеноном ЕТЛ реагували на гіпоксію
деендотелізовані препарати легеневих артерій. Амплітуда дилататорних
реакцій при цьому не змінювалась у порівнянні із амплітудою гіпоксичних
реакцій деендотелізованих препаратів за відсутності ротенону, та
становила 44,6?2,6 % (n=6, p?0,05). Попередня 20-хвилинна аплікація
ротенону разом із блокатором міоендотеліального електричного зв’язку
18?-гліциретиновою кислотою (2х10-5 М) також призводила до зникнення
констрикції інтактних препаратів легеневих артерій під дією гіпоксії.
Амплітуда дилататорних відповідей становила при цьому 53,4?9,6 % (n=8,
p?0,05) (Рис. 6, А).

Результати цієї серії досліджень свідчать про те, що розвиток ГЛВ
залежить від ЕТЛ, оскільки ротенон викликає реверсію констрикторної
гіпоксичної реакції легеневих артерій на дилататорну. Разом з тим, ми
можемо бачити, що гіпоксичне розслаблення ГМК легеневих артерій в
присутності ротенону зберігається як за умов деендотелізації, так і за
умов блокади міоендотеліального електричного зв’язку. Ці дані є
свідченням того, що ЕТЛ залучений у процеси формування як гуморальної
ендотеліальної компоненти ГЛВ, так і електричних сигналів, що можуть
виникати на мембрані ендотеліоцитів під дією гіпоксії та поширюватись по
міоендотеліальному електричному зв’язку на мембрану ГМК, викликаючи їх
скорочення.

Залучення ЕТЛ до розвитку гіпоксичних констрикторних реакцій легеневих
артерій може бути наслідком зростання за гіпоксичних умов відношення
НАДН/НАД+, що призводить до стану, коли, проксимальні ділянки ЕТЛ, як
правило, повністю відновлені, тоді як частина флавопротеїдів та
цитохромна ділянка залишаються в значній мірі окисленими [B.M. Babior,
2004].

Рис. 6. Вплив ротенону (2х10-8 М) на розвиток викликаних гіпоксією
(рО2=10-20 мм рт. ст.) скоротливих реакцій гладеньких м’язів ізольованих
препаратів легеневих артерій (А, n=8-13) та аорти (Б, n=8-13) щурів в
присутності 18?-гліциретинової кислоти (18?-ГК, 2х10-5 М). Тонус
препаратів представлений у відсотках від рівня тонусу, створеного
норадреналіном (3х10-7 М). ? — р?0,05.

Зміни цитозольного окисно–відновного стану в наслідок послаблення
окислення НАДН із накопиченням відновлених агентів викликає зростання
утворення РВК, які здатні впливати на мембранний потенціал клітини [A.
Olschewski et al., 2004]. За цих умов джерелом РВК можуть ставати
О2–чутливі оксидази проксимального відділу ЕТЛ [G.B. Waypa et al.,
2001], зокрема, його комплекс ІІІ [S. Raha et al., 2000]. РВК, що можуть
утворюватися в ендотеліоцитах під дією гіпоксії здатні викликати
деполяризацію їх плазматичної мембрани внаслідок пригнічення
потенціал–залежних К+–каналів [S.L. Archer et al., 2004].

Попередня 20-и хвилинна аплікація ротенону (2х10-8 М) зменшувала
амплітуду дилататорних реакцій інтактних препаратів аорти у відповідь на
зниження рівня оксигенації буферного розчину. Амплітуда гіпоксичного
розслаблення ГМК становила при цьому 42,6?5,0 % (n=9, p?0,05) (Рис. 5,
Б). Ротенон також зменшував амплітуду дилататорних гіпоксичних реакцій
деендотелізованих препаратів аорти під дією гіпоксії (58,9?5,1 %, n=9,
p?0,05). Разом з тим, блокада ротеноном ЕТЛ на фоні блокади
міоендотеліального електричного зв`язку 18?-гліциретиновою кислотою
(2х10-5 М) призводила до зменшення амплітуди гіпоксичних дилататорних
реакцій, яка при цьому також відрізнялась від амплітуди гіпоксичних
реакцій інтактних препаратів аорти, не оброблених ротеноном. Амплітуда
вазодилатації становила при цьому 33,2?2,8 % (n=6, p?0,05) (Рис. 6, Б).
Результати цих досліджень свідчать про те, що як і констрикторна реакція
легеневих артерій, гіпоксична дилатація аорти частково може
опосередковуватись ЕТЛ, оскільки зменшується в присутності ротенону.
Разом з тим, дані, отримані на деендотелізованих та оброблених
18?-гліциретиновою кислотою препаратах аорти свідчать про те, що
гіпоксична системна вазодилатація залежить від ЕТЛ лише у ГМК.

Вплив фосфатидилхолінових ліпосом на розвиток гіпоксичної легеневої
вазоконстрикції.

Як показали результати досліджень, викладені у попередньому розділі, до
розвитку ГЛВ також залучений ЕТЛ. Його участь у цьому процесі може бути
опосередкована насамперед дією РВК, джерелом яких за гіпоксичних умов
може виступати ЕТЛ [N.S. Chandel, P.T. Schumacher, 2000; G.B. Waypa et
al., 2000]. Виходячи з цього положення, інгібіторний вплив ротенону на
розвиток ГЛВ, який показано нами, може бути пов`язаний із пригніченням
утворення РВК внаслідок блокування ЕТЛ. Відомо, що одним із проявів
оксидативного стресу в клітині є дестабілізація реактивними кисневими
радикалами мембранних структур, та зміна внаслідок цього їх
функціонального стану [F. Simon et al., 2004; M.J. Oursler et al.,
2005]. З метою дослідження можливих шляхів усунення цих ушкоджень через
підсилення утворення РВК, а також для встановлення можливості дії РВК на
клітинну мембрану ГМК легеневих артерій за умов гіпоксії, нами були
застосовані фосфатидилхолінові ліпосоми (ФХЛ, препарат Ліпін).

Рис. 7. Вплив фосфатидилхолінових ліпосом (ФХЛ, 50 мкг/мл) на розвиток
викликаних гіпоксією (рО2=10-20 мм рт. ст.) скоротливих реакцій
ізольованих препаратів легеневих артерій щурів. Тонус препаратів
представлений у відсотках від рівня тонусу, створеного норадреналіном
(3х10-7 М). ? — р?0,05; n=13-15.

Як відомо, ФХЛ завдяки своїм мембранопротекторним властивостям здатні
відновлювати функції клітинної мембрани, що ушкоджується внаслідок
підсилення вільно–радикальних процесів при гіпоксії, тобто є потужними
антиоксидантами [В.П. Пожаров и др., 1990; А.В. Стефанов и др., 1996].

Попередня 20-ти хвилинна аплікація ФХЛ в концентрації 50 мкг/мл в наших
дослідах призводила до зникнення констрикторної відповіді ГМК
ізольованих препаратів легеневих артерій на гіпоксію (рис. 7). Величина
дилататорної реакції становила при цьому 32,8?6,0 % (n=15, p?0,05).
Отримані результати свідчать про те, що ФХЛ попереджують розвиток
констрикторної реакції легеневих артерій у відповідь на гіпоксію і таким
чином можуть розглядатися як можливий ефективний засіб фармакологічної
корекції ГЛВ.

З іншого боку, ці дані можуть свідчити про активну роль ЕТЛ у розвитку
констрикторної реакції гладеньких м’язів легеневих артерій на гіпоксію
за можливою участю мембрано-ушкоджуючої дії РВК.

ЗАКЛЮЧЕННЯ

Як свідчать результати наших досліджень та дані інших дослідників,
констрикторна реакція легеневих артерій, що лежить в основі розвитку
ессенціальної гіпоксичної легеневої гіпертензії є притаманною артеріям
легеневого кола кровообігу. Як нами показано в експериментальних умовах,
ГЛВ носить характер швидкого транзиторного вазоспазму з наступним
падінням судинного тонусу (див. рис. 1, А). Ця властивість
підкреслюється нашими дослідженнями на аорті, де спостерігається
розвиток дилататорної гіпоксичної реакції (див. рис. 1, Б). Наші
дослідження показують, що розвиток ГЛВ повністю залежить від ендотелію,
оскільки не відтворюється після деендотелізації легеневих артерій (див.
рис. 3, Б). При цьому, механізми ГЛВ, які пов`язані з ендотелієм,
повністю визначають різницю у гіпоксичних реакціях судин легеневого та
системного кіл кровообігу.

За нашими даними, модулюючий вплив ендотелію на тонус ГМК легеневих
артерій при гіпоксії, так само як і аорти, є багатокомпонентним і
складається принаймні з двох основних компонентів гуморальної та
електричної природи. Застосування нами селективної блокади
міоендотеліального електричного зв’язку 18?-гліциретиновою кислотою
свідчать про участь електричних сигналів від ендотелію до ГМК у
формуванні гіпоксичної реакції стінки судин легеневого та системного кіл
кровообігу (див. рис. 2). Електричні сигнали, що можуть виникати під
дією гіпоксії на плазматичній мембрані ендотеліоцитів легеневих артерій
та поширюватись на мембрану ГМК за участю міоендотеліального
електричного зв`язку, є головним компонентом розвитку ГЛВ. Про
центральну роль ендотелію у визначенні різноспрямованості гіпоксичних
реакцій судин легеневого та системного кіл кровообігу, також свідчать
наші дані про те, що автентичною реакцією на гіпоксію ГМК артерій обох
кіл кровообігу є їх розслаблення (див. рис. 3, Б та рис. 4, Б).

Як показують результати наших досліджень із використанням селективних
блокаторів гліколізу та ЕТЛ головну роль у розвитку ГЛВ відіграють
енергоутворюючі клітинні системи. Оскільки блокада гліколізу МІА
призводить до зникнення констрикторної реакції легеневих артерій у
відповідь на гіпоксію (див. рис. 3, А), ми можемо стверджувати, що
розвиток ГЛВ повністю залежить від гліколізу. Разом з тим, наші
дослідження показали, що на відміну від гіпоксичної констрикції
легеневих артерій, дилатація системних судин під дією гіпоксії від
гліколізу не залежить (див. рис. 4, А). Ця особливість легеневих артерій
може бути пов’язана з адаптаційними механізмами, що забезпечують
підтримання судинного тонусу в умовах постійного коливання рівня рО2.
Чутливість ГЛВ до блокаторів гліколізу може бути наслідком
компенсаційного підвищення активності гліколізу за умов гіпоксії при
обмеженні окисного фосфорилювання (ефект Пастера).

Як також свідчать результати наших експериментів, розвиток ГЛВ залежить
від механізмів, що пов`язані із гліколізом в ендотелії легеневих
артерій. При цьому, гліколіз залучений до механізмів формування
гуморальних та електричних сигналів від ендотелію до ГМК під дією
гіпоксії. Порівнюючи ці дані із даними, отриманими нами на препаратах
аорти (див. рис. 4, Б), ми можемо сказати про те, що різноспрямованість
гіпоксичних реакцій артерій легеневого та системного кіл кровообігу у
формуванні якої ендотелій приймає безпосередню участь, може визначатися
саме відмінностями у функціонуванні гліколізу в ендотелії різних
судинних регіонів.

Поряд із гліколізом до формування ГЛВ залучено також і ЕТЛ мітохондрій,
оскільки, за нашими даними, його селективна блокада ротеноном викликає
зникнення констрикторної гіпоксичної відповіді гладеньких м’язів
препаратів легеневих артерій (див. рис. 5, А). При цьому, дослідження
впливу ротенону на розвиток гіпоксичної реакції деендотелізованих
препаратів легеневих артерій свідчить про залучення саме ендотеліального
ЕТЛ у розвиток ГЛВ. Мітохондріальний ЕТЛ в ендотеліоцитах легеневих
артерій, як показали результати наших експериментів з блокадою ЕТЛ за
присутності селективного блокатору міоендотеліальних електричних
зв`язків 18?-гліциретинової кислоти (див. рис. 6, А), залучений до
формування електричних сигналів в ендотелії, які поширюючись на
плазматичну мембрану ГМК легеневих артерій можуть викликати їх
скорочення за умов зниження рО2.

Поряд з цим, результати наших досліджень також свідчать, що дилатація
системних судин під дією гіпоксії залежить від ЕТЛ лише у ГМК. При
цьому, однак, ми можемо припустити, що ЕТЛ приймає участь у формуванні
як констрикторних гіпоксичних реакцій легеневих судин, так і
дилататорних гіпоксичних реакцій судин системного кола кровообігу.

Основним механізмом, за яким мітохондріальний ЕТЛ в ендотеліоцитах може
бути залучений до розвитку ГЛВ є зростання при гіпоксії утворення ним
РВК. Залучення цього процесу до механізмів ГЛВ може опосередковуватися
порушеннями під дією РВК структурно-функціонального стану плазматичної
мембрани клітин стінки легеневих артерій, зокрема, ендотеліоцитів.
Виявилося, що застосування ФХЛ, які мають виражені мембранопротекторні
властивості, вищевказаний механізм може мати місце при формуванні
модулюючого впливу ендотелію на ГМК легеневих артерій за умов гіпоксії.
РВК, що утворюються в ендотелії під дією гіпоксії, можуть викликати
деполяризацію плазматичної мембрани, яка електротонічно поширюючись на
мембрану ГМК легеневих артерій за участю міоендотеліальних електричних
зв`язків здатна викликати їх скорочення.

Таким чином, гліколіз та ЕТЛ в ендотелії легеневих артерій за умов
гіпоксії є критичними ланками розвитку ГЛВ. Не менш важливою ланкою у
цьому процесі виявляються електричні комунікації між ендотелієм та
гладеньком`язовим шаром легеневих артерій, сигнали по яких можуть
запускати констрикторну реакцію ГМК.

Аналізуючи отримані нами експериментальні результати дії блокаторів
гліколізу, ЕТЛ та міоендотеліальних електричних зв`язків, можна
стверджувати, що ланки, на які спрямована їхня дія можуть бути мішенню
для фармакологічної корекції вазоспазму легеневих артерій при гіпоксії.
Однак, необхідно зазначити, що застосовані нами класичні блокатори
гліколізу та електронно-транспортного ланцюга є дуже токсичними
сполуками і не можуть бути використані з такою метою. Разом з тим
отримані дані намічають реальну перспективу щодо біоскрінінгу
нетоксичних речовин з подібною дією та створення на їх основі
фармакологічних агентів, спрямованих на усунення ГЛВ, як головного
чиннику розвитку гіпоксичної легеневої гіпертензії. Альтернативно
застосовані нами ФХЛ (препарат ліпін, що давно використовується в
клініці) виявились також ефективним по відношенню до усунення ГЛВ і
можуть бути запропоновані для фармакологічної корекції головної причини
ессенціальної гіпоксичної легеневої гіпертензії – ГЛВ. Отримані нами
дані є підгрунтям для проведення розгорнутого доклінічного вивчення
антигіпоксичної протекторної дії ФХЛ (Ліпіну) на легеневі артерії.

ВИСНОВКИ

В роботі на основі експериментальних досліджень вперше показано, що
гліколіз та мітохондріальний електронно–транспортний ланцюг в
ендотеліальних клітинах, а також міоендотеліальні електричні зв’язки
приймають безпосередню участь у розвитку гіпоксичної легеневої
вазоконстрикції, а фосфатидилхолінові ліпосоми запобігають її
формуванню.

На ізольованих препаратах легеневих артерій встановлено, що
констрикторна реакція їх гладеньких м’язів при гіпоксії (рО2=10-20 мм
рт. ст.) не відтворюється після деендотелізації, що свідчить про участь
ендотелію у розвитку вазоконстрикції. Деендотелізація препаратів грудної
аорти не впливає на розвиток гіпоксичного розслаблення гладеньких м’язів
її стінки.

Селективний блокатор міоендотеліальних електричних зв’язків
18?-гліциретинова кислота (2х10-5 М) на 37,9% (р?0,05) зменшує амплітуду
гіпоксичної констрикції гладеньких м’язів легеневих артерій та
перетворює розслаблення гладеньких м’язів грудної аорти на констрикцію.
Це свідчить про участь електричних сигналів від ендотелію до гладеньких
м’язів у формуванні гіпоксичних реакцій стінки судин легеневого та
системного кіл кровообігу.

Блокатор гліколізу монойодацетат (10-5 М) в комбінації з піруватом (10-3
М) усуває гіпоксичну констрикторну відповідь нативних препаратів
легеневих артерій, що свідчить про участь гліколізу у цьому явищі. Ця
комбінація не впливає на реакцію гладеньких м’язів аорти при гіпоксії.
Отже, дилататорна реакція артерій системного кола кровообігу на гіпоксію
не залежить від гліколізу.

Блокада мітохондріального електронно–транспортного ланцюгу за допомогою
ротенону (2х10-8 М) усуває гіпоксичну легеневу вазоконстрикцію та
зменшує дилатацію препаратів грудної аорти на 21,7% (р?0,05). Це вказує
на безпосередню участь електронно–транспортного ланцюгу у формуванні
типових відповідей легеневих артерій та аорти при гіпоксії.

Застосування комбінацій 18?-гліциретинової кислоти (2х10-5 М) із
монойодацетатом та ротеноном усуває констрикторну компоненту відповіді
на гіпоксію препаратів легеневих артерій та аорти. Це свідчить про
участь гліколізу та мітохондріального електронно–транспортного ланцюгу у
формуванні електричних сигналів від ендотелію до гладеньких м’язів.

Застосування фосфатидилхолінових ліпосом (препарат Ліпін), що мають
антиоксидантні та мембраностабілізуючі властивості, в концентрації 50
мкг/мл попереджує розвиток констрикторної компоненти реакції гладеньких
м’язів легеневих артерій на гіпоксію.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Кізуб I.В., Павлова О.О., Сагач В.Ф., Соловйов А.І. Сучасні уявлення про
механізми впливу гіпоксії на тонус кровоносних судин // Фізіол. журн. –
2002. – Т. 48, №1. – С. 112-122.

Кізуб I.В., Павлова О.О., Пасічніченко О.М., Соловйов А.І. Вплив
18?-гліцирретинової кислоти на скоротливі реакції гладеньких м’язів
судинної стінки при гіпоксії // Вісн. Київ. ун-ту. Біологія. – 2003. –
Вип. 40. – С. 127-129.

Кізуб I.В., Павлова О.О., Соловйов А.І. Роль міоендотеліального
електричного зв’язку у формуванні скоротливих реакцій судинної стінки
під дією гіпоксії // Львів. мед. часоп. – 2003. – Т.9, №2. – С.51-53.

Кізуб I.В., Соловйов А.І., Мойбенко О.О., Стефанов О.В. Вплив блокади
гліколізу та міоендотеліального електричного зв’язку на розвиток
скоротливих реакцій стінки легеневих артерій та аорти щурів під дією
гіпоксії // Фізіол. журн. – 2003. – Т. 49, №4. – С. 42-47.

Павлова О.О., Кізуб I.В., Соловйов А.І. Роль ендотелію у формуванні
скоротливих реакцій судинної стінки під дією гіпоксії // Мед. хімія –
2003. – Т. 5, №3. – С.103-106.

Кізуб І.В., Соловйов А.І. Вплив блокади міоендотеліального електричного
зв`язку на розвиток гіпоксичних реакцій стінки легеневих артерій та
аорти щурів // Матеріали V Української конференції молодих вчених,
присвяченої пам`яті академіка В.В. Фролькіса (Київ, 23 січня 2004 р.). –
Київ: Ін-т геронтології АМНУ. – 2004. – 218 с.

Kizub I.V., Soloviev A.I. Role of glycolysis and myoendothelial gap
junctions in the development of hypoxic pulmonary vasoconstriction
(Proceedings of the Second International Symposium “Smooth Muscle
Physiology and Biophysics”, Ukraine, Kyiv, October 28-31, 2003) //
Neurophysiol. – 2003. – V. 35, №413. – P. 351.

АНОТАЦІЯ

Кізуб І.В. Фармакологічний аналіз впливу блокаторів гліколізу та
електронно-транспортного ланцюгу на гіпоксичну констрикцію легеневих
артерій (експериментальне дослідження). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за
спеціальністю 14.03.05. – фармакологія. – Інститут фармакології та
токсикології АМН України, Київ, 2005.

В експериментах на ізольованих препаратах легеневих артерій та аорти
щурів досліджували вплив блокаторів гліколізу та
електронно-транспортного ланцюгу на розвиток гіпоксичних реакцій
гладеньких м’язів стінки судин легеневого та системного кіл кровообігу.

Селективна блокада гліколізу та електронно-транспортного ланцюгу
викликала зникнення гіпоксичної лгеневої вазоконстрикції. Гіпоксична
констрикція препаратів легеневих артерій також зникала після їх
деендотелізації. Крім того, блокада гліколізу зменшувала гіпоксичні
реакції препаратів легеневих артерій із заблокованим міоендотеліальним
електричним зв`язком, тоді, як блокада електронно-транспортного ланцюгу
на фоні блокади міоендотеліального електричного зв`язку повністю усувала
гіпоксичну легеневу вазоконстрикцію. Фосфатидилхолінові ліпосоми, що
мають мембранопротекторні властивості, в дозі 50 мкг/мл також повністю
усували гіпоксичну констрикцію препаратів легеневих артерій. Результати
наших досліджень свідчать про те, що констрикція легеневих артерій, яка
викликана гіпоксією повністю залежить від ендотелію. При цьому, в
розвиток гіпоксичної легеневої вазоконстрикції залучені гліколіз та
електронно-транспортний ланцюг в ендотеліальних клітинах. Це може бути
пов`язано із формуванням деполяризуючих електричних сигналів до
гладеньких м`язів, обумовлюючи констрикторний вплив ендотелію на стінку
легеневих артерій за гіпоксичних умов.

Ключові слова: гіпоксія, легеневі артерії, аорта, ендотелій,
міоендотеліальний електричний зв`язок, гліколіз, електронно-транспортний
ланцюг.

АННОТАЦИЯ

Кизуб И.В. Фармакологический анализ влияния блокаторов гликолиза и
электронно-транспортной цепи на гипоксическую констрикцию легочных
артерий (экспериментальное исследование). – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по
специальности 14.03.05. – фармакология. – Институт фармакологии и
токсикологии АМН Украины, Киев, 2005.

В экспериментах на изолированных препаратах легочных артерий и аорты
крыс исследовали влияние блокаторов гликолиза и электронно-транспортной
цепи на развитие гипоксических реакций стенки сосудов легочного и
системного кругов кровообращения.

Гипоксия (рО2=10-20 мм рт. ст.) вызывала транзиторную констрикторную
реакцию препаратов легочных артерий, тогда, как препараты аорты отвечали
на гипоксию дилатацией. Гипоксическая вазоконстрикция полностью исчезала
после деэндотелизации препаратов легочных артерий сапонином (0,1 мг/мл)
и частично уменьшалась после блокады миоэндотелиальной электрической
связи 18?-глицирретиновой кислотой (2х10-5 М). Дилатация препаратов
грудной аорты под действием гипоксии не изменялась после их
деэндотелизации но переходила в констрикцию в присутствии
18?-глицирретиновой кислоты.

Селективная блокада гликолиза монойодацетатом (10-5 М) в комбинации с
пируватом (10-3 М) вызывала исчезновение гипоксической констрикции
препаратов легочных артерий, однако не влияла на гипоксическую дилатацию
аорты. При этом монойодацетат не влиял на гипоксические реакции
деендотелизированных и обработанных 18?-глицирретиновой кислотой
препаратов легочных артерий. Блокада гликолиза не влияла на
гипоксические реакции ни деэндотелиированных, ни обработанных
18?-глицирретиновой кислотой препаратов грудной аорты. Селективный
блокатор гликолиза 2-деокси-D-глюкоза (10-3 М) в комбинации с пируватом
(10-3 М) не влиял на развитие гипоксической констрикторной реакции
препаратов легочных артерий и гипоксической дилатации препаратов аорты.

Селективная блокада митохондриальной электронно-транспортной цепи
ротеноном (2х10-8 М) устраняла гипоксическую легочную вазоконстрикцию,
однако не влияла на гипоксическую реакцию деэндотелизированных
препаратов легочных артерий. Вместе с тем, блокада миоэндотелиальной
электрической связи 18?-глицирретиновой кислотой (2х10-5 М) приводила к
исчезновению гипоксической легочной вазоконстрикции. Ротенон уменьшал
гипоксическую вазодилатацию интактных и деэндотелизированных препаратов
аорты, но отменял их небольшую гипоксическую констрикцию в присутствии
18?-глицирретиновой кислоты. Фосфатидилхолиновые липосомы, обладающие
мембранопротекторными свойства, в дозе 50 мкг/мл также полностью
устраняли гипоксическую констрикцию препаратов легочных артерий, что
может свидетельствовать в пользу возможности применения
фосфатидилхолиновых липосом (препарат Липин), как средства
фармакологической коррекции гипоксической легочной вазоконстрикции.

Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что вызванная
гипоксией констрикция легочных артерий, как и гипоксическая дилатации
аорты, является эндотелий-зависимой. Основной составляющей
констрикторного влияния эндотелия на гладкие мышцы легочных артерий при
гипоксии могут быть электрические сигналы, возникающие на мембране
эндотелиоцитов и распространяющиеся по миоэндотелиальным электрическим
связям. При этом в развитие гипоксической легочной вазоконстрикции
вовлечен гликолиз в эндотелиальных клетках, где он может быть связан с
формированием деполяризующих электрических сигналов к гладким мышцам,
обуславливая констрикторное влияние эндотелия на стенку легочных артерий
в условиях гипоксии. Звенья патогенеза гипоксической легочной
вазоконстрикции, связанные с гликолизом, электронно-транспортной цепью и
миоэндотелиальными электрическими связями могут быть мишенью для
фармакологической коррекции развития вазоспазма легочных артерий в
условиях гипоксии.

Ключевые слова: гипоксия, легочные артерии, аорта, эндотелий,
миоэндотелиальная электрическая связь, гликолиз, электронно-транспортная
цепь.

SUMMARY

Kizub I.V. Pharmacological analysis of glycolysis and electron transport
chain blockers influence on pulmonary arteries hypoxic constriction
(experimental study). – Manuscript.

Dissertation for scientific degree of candidate of biological sciences
on specialty 14.03.05 – pharmacology. – Institute of Pharmacology and
Toxicology Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kiev, 2005.

The effects of glycolysis and electron transport chain blockade on rat
pulmonary artery contractile activity were studied under hypoxic
condition in intact, denuded and myoendothelial electrical coupling
blocked isolated vascular rings. The glycolysis and electron transport
chain blockade led to reversion of hypoxic contraction. Pulmonary
arteriy hypoxic constriction was abolished after denudation. Moreover,
glycolysis blockade decreased pulmonary artery hypoxic responses after
myoendothelial gap junction blockade whereas electron transport chain
blockade with myoendothelial gap junction blockade completely abolished
hypoxic pulmonary vasoconstriction. Phosphatidilcholyne liposoms with
membrane protector effect in 50 mkg/ml concentration also completely
abolished hypoxic pulmonary vasoconstriction suggesting that electron
transport chain contribute to hypoxic pulmonary vasoconstriction via
reactive oxygen species formation at hypoxic condition. The data suggest
that pulmonary artery hypoxic contraction is endothelium-dependent and
it is likely that glycolysis and electron transport chain in endothelium
cells contribute to hypoxic pulmonary vasoconstriction via
myoendothelial gap junction by means formation and conduction of
depolarizing electrical signals from endothelial cells to smooth muscles
that caused their contraction under hypoxia.

Key words: hypoxia, pulmonary artery, endothelium, myoendothelial gap
junction, glycolysis, electron transport chain.

PAGE \* Arabic 2

Похожие записи