Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменения содержания кальция в митохондриях миокарда в условиях нормо-, гипо- и гипертермии

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Изменения содержания кальция в митохондриях миокарда в условиях нормо-, гипо- и гипертермии"

Р Г Б ОД

На правах рукописи

ЗАМОСТЬЯНОВА Галина Борисовна

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАЛЬЦИЯ В МИТОХОНДРИЯХ МИОКАРДА В УСЛОВИЯХ Н0РМ0-, ГИПО- И ГИПЕРТЕРМИИ

03.00.13 — физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Казань 1996

Работа выполнена в Ижевской ордена Дружбы народов государственной медицинской академии

Научные руководители: заслуженный деятель науки РФ и УР, член-корр. АТН РФ, доктор медицинских наук, профессор Г. Е. Данилов; доктор медицинских наук, профессор А. Л. Ураков

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Н. И. Шлык; доктор медицинских наук, профессор Е. Е. Никольский

Ведущее учреждение: Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН, г. Москва ^

Защита состоится <с _ 1996 года

в «_» часов на заседании диссертационного совета К 113.19.02

Казанского государственного педагогического университета (420021, г. Казань, ул. Межлаука, д. 1).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного педагогического университета {ул. Межлаука, д. 1).

Автореферат разослан «. 1С > .. __ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета 1

кандидат биологических наук, доцент

И. Ш. Макалеев

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Изучение физиологии сердечно-сосудистой системы при воздействии различных факторов внешней среды, включая температурный, является одной из наиболее важных проблем современной биологии и медицины (Мурский Л.И., 1972; Удельнов М.Г., 1975; Каплан Е.Я. я соавт., 1990). Это научное направление получило в последние годы новое звучание в рамках общегосударственной программы "Медицина катастроф".

Температурный режим биологических тканей является одним из определяющих и универсальных факторов регуляции их метаболизма и функции в силу термозависимости всего живого и неживого в природе (Ураков А.Л., 1988). Значимость этого фактора особо велика для миокарда теплокровных животных и человека, а в нем - для метаболизма и функции митохондрий, которые оказались я последние годы в центре внимания молекулярной и клеточкой кардиологии (Чазов Е.И., 1980; 1984; Иоселиани Д.Г., 1991).

Состояние митохондрий миокарда тесно связано с обеспечением жизнеспособности сердечной мышцы не только в норме, но и в условиях ее ишемии (Сакс В.А., 1985; Шнейдер A.B., 1991). Ведущую роль для состояния самих митохондрий ученые отводят ионам кальция (Меерсон Ф.З., 1984; 1985). Чрезмерное накопление кальция в митохондриях ведет к их необратимому повреждению.

Тем не менее, исследованию содержания кальция в митохондриях интактного и ишемизированного миокарда в условиях гипо-, нормо- и гипертермии уделяется недостаточно внимания. Хотя предполагается, что гипотермия и другие способы ингибирования метаболизма повышают, а гипертермия и друтие способы стимуляции метаболизма понижают жизнеспособность ишемизированных тканей (Бояринов Г.А. и соавт., 1989; Онищенко H.A., Лубяко A.A., 1985; Ураков А.Л., 1992).

Малоизученным остается вопрос влияния медикаментозных средств на обмен кальция в митохондриях сердечной мышцы. В то see время, предполагается, что влиять на обмен кальция в этих органеллах могут производные изохинолина и фзнотиазина (Баранов А.Г., Ураков А.Л., 1979), действие которых на митохондрии может быть охарактеризовано как гипотермиоподобвое (Ураков А.Л., 1992).

В связи с этим исследование содержания кальция в митохондриях миокарда в условиях разных температурных режимов и под влиянием некоторых кардиотропных препаратов представляется нам весьма актуальным.

Исследования выполнены по плану НИР Ижевской государственной медицинской академии в рамках проблемы "Физиология и патология сердечно-сосудистой системы". Номер государственной регистрации работы 019 0000 4885.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования явилось выяснение роли различных температурных режимов и медикаментозных воздействий на процесс накопления кальция в митохондриях миокар' Да. /

В соответствий с целью работы были поставлены следующие задачи

1. Изучить динамику количества кальция в митохондриях миокарда в первые минуты его ишемии в условиях гипо-, нормо- и гипертермии.

2. Изучить динамику количества кальция в митохондриях миокарда в первые минуты острой ишемии в условиях нормотермяи после предварительного введения препаратов изохинолиновэго, фенотиазинового ряда и антагониста кальция верапамила.

3. Сопоставить выявленные закономерности динамики количества кальция в митохондриях яшемизярованного миокарда в условиях различных температурных режимов и действия различных лекарств и дать оценку этим закономерностям.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате проведенных исследований установлено, что различные температурные ренимы "оказывают существенное влияние на количество кальция в митохондриях ишемизированного миокарда. Обнаружено, что гипотермия замедляет, а гипертермия ускоряет динамику этого процесса. Кроме этого показано, что в условиях гипотермии митохондрии способны выдеркать гораздо большую кальциевую нагрузку, чем в условиях нормо- и гипертермии.

Установлено, что исследованные препараты такие способны оказать влияние на динамику количества кальция в митохондриях ишеми-зированного миокарда. Однако, антагонист калышя верапягал не способен изменять процесс накопления кальция в этих органеллах. Зато производные изохинолина (папаверин, но-шпа) и фенотиазина (этмозик, этацизин) ингибируют процесс накопления кальция митохондриями.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Результаты проведенных исследований существенно дополняют представления о физиологических процессах, происходящих в первые минуты ишемии, позволяя уточнить динамику количества кальция в митохондриях при различных температурных режимах, а также расширяя существуйте представления о стратегии защиты митохондрий от кальциевого поражения. Выявленные закономерности действия фармакологических препаратов на процесс аккумуляции кальция митохондриями позволил конкретизировать представления об антагонистах кальция по отношению к кардиомиоцитам и их митохондриям. Оказалось, что классический антагонист кальция верапамил, ингибирующий процесс транспорта кальция внутрь яардио-миоцитов, не способен затормозить процесс проникновения кальция внутрь митохондрий. В то же время, ингибиторы дыхания и окислительного фосфорилирования - производные изохинолина и фенотиази-на, не относящиеся к ингибиторам кальциевых каналов клеточных мембран, способны ингибировать процесс транспорта кальция внутрь

митохондрий.

Действие препаратов изохинолинового и фенотиазинового рядов на обмен кальция в митохондриях однонаправлено с действием гипотермии. В связи с этим сделано заключение о том, что сочетание подобных препаратов с охлаждением может рассматриваться как высокоэффективный способ фармакохолодовой защиты митохондрий и миокарда от кальциевого повреждения.

Теоретические выводы работы о влиянии гипотермии и противои-шемических средств на процесс аккумуляции кальция митохондриями миокарда включены в курс лекций по темам "Физиология сердца" на кафедре нормальной физиологии, "Ишемическая болезнь сердца" на кафедре патологической физиологии, "Антиангинальные препараты" и "Гипотензивные средства" на кафедре фармакологии Икевской государ( венной медицинской академии (акт о внедрении от 5 май 1995 года).

Основные положения .диссертации используются в научных исследованиях при определении концентрации кальция в биосредах экспериментальных животных на кафедре патофизиологии, при изучении механизмов поврекдения биоэнергетики миокарда и кровеносных сосудов на кафедре фармакологии Ижевской государственной медицинской академии (акт о внедрении от 5 мая 1995-года).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Различные температурные режимы (гипо-, нормо- и гипертермия) оказывают существенное влияние на процесс накопления кальция митохондриями изолированного сердца.

2. Гипертермия ускоряет, а гипотермия замедляет процесс накопления кальция в митохондриях миокарда.

3. Производные изохинолина и фенотиазина действуют на процесс аккумуляции ионов кальция митохондриями миокарда однонаправленно

с влиянием гипотермии сердечной мышцы, что позволяет охарактери-

эвать влияние этих средств как протекторное.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ, Основные результаты работы докладывались -обсувдались на республиканских конференциях молодых ученых Уд-пэтии (Икевся, 1981, 1982, 1983, 1988); на республиканской конвенции молодых ученых Башкирии (Уфа, 1983); на итоговых науч--хх. конференциях Ижевского государственного медицинского кнститу-а (Ижевск, 1985, 1987); на Всесоюзном шкале-семинаре "Научные ме-эды и технические средства защиты ишемизированных тканей" (Икевск, 286); на 13-й конференции патофизиологов Урала (Ижевск, 1989); а конференции "Современные проблемы медицинской химии я химико-збораторная диагностика" (Хабаровск, 1988); на Всесоюзном сим-эзиуме "Нарушения биоэнергетики в патологии и пути их восстанов-эния" (Москва, 1990); на 4-м Всесоюзном симпозиуме "Кровообраше-ие в условиях высокогорья и экспериментальной гипоксии" (Душан-е, 1990); на 2-м съезде физиологов Уральского региона "Физиоло-ические механизмы адаптации челойека и животных" (Сзердловск, 990).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 13 работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введе-ия, обзора литературы, изложения методов и результатов исследо-. ания, заключения, выводов и списка литературы. Диссертация изло-ена на 91 страницах машинописного текста, иллюстрирована Ю 'Исункамя и 8 таблицами. Список литературы включает 96 течественных и 5 4 иностранных источников.

I. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть работы включала в себя две серии пытов и была проведена на 540 беспородных белых крысах. В пер-ой серии опытов исследовалось содержание кальция в митохондриях (иокарда в условиях гипо-, нормо- и гипертермии при экспозиции

изолированных сердец при указанных температурных режимах в сроки от 5 до 40 минут. Во второй серии опытов исследовалась динамика количества кальция в митохондриях миокарда в условиях нормотер— мии, но под действием производных изохинолина и фенотиазина.

Кроме этого, в работе использованы образцы сердец 18 беспородных собак.

Для приготовления гомогената и выделения изолированных т~ тохондрий использоно по 3 г ткани сердечной мышцы. Митохондрий выделяли методом дифференциального центрифугирования ( с.Ноее-1ооп е.а1.,1948) на рефрижераторной центрифуге ЦЛР-1. Выделение проводилось в холодовой комнате при температуре 0 + 2° С.

Перед приготовлением гомогената ткань сердечной мышцы продавливалась через отверстия микроизмельчителя (диаметр отверстий равен 0,2-1 мм). Осаждение неразрушенных клеток, обломков их ядер и мембран производилось при 500 об/мин в течении 10 минут. Супернатант после этого центрифугировался повторно, но уже при 5500 об/мин в течение также 10 минут. Надосадочная жидкость сливалась, а осадок митохондрий разводился в 0,1-кратном объеме среды суспензирования по отношению к исходному весу ткани. После этого гомогенизация проводилась вручную в ручном гомогенизаторе.

Среда суспензировакия включала в себя 0,225 М маннит, 0,075 М сахароза, I мМ ЭДТА, 50 мМ тряс-(оксиметил-)-аминометан при рН 7,4.

Суспензия митохондрий хранилась при 0° С.

Исследование количества каяышя в митохондриях проводилось после растворения суспензии митохондрий пятикратным объемом концентрированной соляной кислоты (В.Прайс, 1976).

Количество белка в суспензии митохондрий определялось по методу Лоури при использовании бычьего альбумина в качестве стандарта при 750 ммк ( о.н.Ъоту, 1958).

Определеняе содержания кальция в выделенных митохондриях роводилось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приоре AAS- 1 фирмы Карл-Це2с Иена (Германия). Определение прово-илось в стехиометрическом пламени ацетилен-воздух.

Изолированные сердца помещались в физиологический раствор хло-ида натрия при избранном температурном режиме на исследуемый срок.

Исследованные нами фармакологические средства вводились внут-ибрюшшно за 30 минут до декапитации животных (декапитация прово-илась под эфирным наркозом). В работе использованы производные зохинолина (папаверин и но-шпа в дозе 4 мг/кг) (А.Г.Баранов,1970) фенотиазкна (этмозин в дозе 3 мг/кг, этацизин в дозе 0,5 мг/кг, энахлазин в дозе 5 мг/кг) (Л.В.Розенштраух и соавт., 1984), а акже верапамил в дозе 0,4 мг/кг(А..Флекенштейн, 1969).

Статистическая обработка результатов проведена методом варяа-ионной статистики при Р<0,05, а также с использованием критериев тьюдента. Все статистические расчеты проведены автором под конт-олем специалистов по вычислительной технике.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование количества кальция в митохондриях изолированно- ' о сердца при различных температурных режимах и сроках инкубации оказало существенные изменения динамики содержания этого иона в рганеллах (Рис. I).

Так, содержание кальция в митохондриях миокарда крысы в. конт-ольных опытах составило 0,165 + 0,00037 моль/кг белка митохондрий, условиях нормотермии (37° С) наблюдалось двухфазное изменение оличества кальция в органеллах. В первые 10 минут инкубации ко-ичество каяьция в митохондриях сохранялось на более или менее ста-ильном уровне и составляло при 5-минутной экспозиции 0,152 +

0,0002 моль/кг белка митохондрий (Р ^ 0,001), при 10-минутной экспозиции - 0,192 + 0,0002 моль/кг белка митохондрий (Р^: 0,001). Через 15 минут экспозиции количество кальция в митохондриях возрастало почти в 4 раза, достигая 0,65 + 0,0002 моль/кг белка митохондрий (Р 0,001). Через 20 минут экспозиции в этих условиях количество кальция снижалось почти до исходного уровня и составляло 0,193 + 0,0015 моль/кг белка митохондрий (Р-^ 0,001). К 30-й минуте экспозиции содержание кальция в митохондриях вновь возрастало почти в 3 раза, достигая значения 0,474 + 0,0002 моль/кг белка ■митохондрий (Р 0,001), а к 40-й минуте экспозиции количество определяемого иона снижалось ниже контрольного уровня, достигая значение 0,113 + 0,00045 моль/кг белка митохондрий (Р ч< 0,001).

Рис. I. Содержание кальция (моль/кг белка митохондрий) в изолированных митохондриях миокарда крыс при различных температурных

режимах и.сроках консервации сердца. Условные обозначения: *---*

при 37° С, а-а - при 42° С, о-а - при 20° С, о-в - при

10° С, •--о - при 5° С. (Р < 0,001).

- II -

Охлаждение сердец при их консервации существенно замедляло динамику накопления калылия в.митохондриях-миокарда. Так, охлаждение сердечной мышцы до 20° С вело к медленному возрастанию количества кальпия в органеллах от 0,227 + 0,00045 моль/кг белка митохондрий (к 5-ой минуте экспозиции) до 0,989 +, 0,0012 моль/кг белка митохондрий (Р < 0,001) (к 40-ой минуте экспозиции). Причем, калышевая емкость митохондрий повышалась более, чем в условиях нормотермик и гипертермии.

При охлакдении миокарда до уровня Ю°С первые 5 минут экспозиции не вызывали изменений содержания кальция в митохондриях по отношению к контролю (0,155 + 0,00035 моль/кг белка митохондрий), очень незначительно возрастало, это количество кальпия в органеллах вплоть до 20-й минуты экспозиции, достигая к этому сроку 0,322 + 0,00045 моль/кг белка митохондрий (Р < 0,001). Количество кальция существенно возрастало лишь к 30-ой и 40-ой минутам экспозиции, достигая значений 0,69 +0,0007 и 0,857 + 0,00035 моль/кг белка митохондрий соответственно (Р < 0,001).

Более глубокое охлаждение миокарда (до 5° С) еще более замедляло динамику накопления кальция в митохондриях на протяжении указанной экспозиции, однако к 40-ой минуте экспозиции количество кальция в этих органеллах оказывается также повышенным, достигая значения 0,936 + 0,00045 моль/кг белка митохондрий (Р < 0,001), что соответствует увеличению количества кальция по сравнению с контролем в 5,7 раза.

С другой стороны, повышение температурного режима сердца в период его консервации ускоряет динамику накопления кальция в митохондриях миокарда. Так, повышение температуры до 42° С уже на 5-ой минуте экспозиции проявлялось накоплением кальция в органеллах. Содержание кальция в этот период достигало значения 0,262 + 0,00025 моль/кг белка митохондрий (Р < 0,001). К 10-ой

- 12 -

минуте экспозиции количество кальция в органеллах достигало своего максимума - 0,63 + 0,00025 моль/кг белка митохондрий (Р < 0,001). В последующий период с 15-ой по 40-ую минуты экспозиции содержание кальция в митохондриях постепенно снижалось с 0,155 + 0,00025 до 0,093 + 0,00025 моль/кг белка митохондрий (Р < 0,001).

Таким образом, динамика содержания кальция в митохондриях сердца крысы при консервации в условиях нормотермии носит двух-, волновый характер, проявляясь максимальным количеством на 15-ой и 30-ой минутах экспозиции. В условиях гипертермии (42° С) и гипотермии (5, 10 и 20° С) волновой характер изменения количества кальция в митохондриях отсутствует. Гипертермия ускоряет, а гипотермия замедляет процесс накопления кальция в органеллах.

Аналогичные же результаты получены в опытах с миокардом собак: содержание кальция в митохондриях и ткани сердечной мышцы возрастало на протяжении консервации в условиях нормотермии более, чем в условиях гипотермии.

Исследование динамики кальция в митохондриях миокарда на . фоне предварительного введения животным фармакологических препаратов выявил следующие закономерности. Антагонист кальция ве-рапамил не защищает митохондрии от чрезмерного накопления ими кальция, зато препараты с малонатподобным действием на митохондрии - производные изохинолина и фенотиазина - ингибируют процесс захвата кальция этими органеллами и даже повышают кальциевую емкость митохондрий, то есть повышают устойчивость этих органелл к повреждающему действию на них ионов кальция.

Исследование динамики количества кальияя в митохондриях изолированного миокарда в условиях нормотермии выявляет двух-волновый характер этого процесса с максимальным содержанием кальция на 10-ой и 20-ой минутах экспозиции (Рис. 2), что свидетельствует об отсутствии у этого препарата способности заиш-

дать эти органеллы от аккумуляции ими кальция. Более того, при внимательном исследовании полученных результатов мокло убедиться з том, что верапамил ускоряет момент наступления первого и второго таков максимального количества кальция в изучаемых оргавеллах на 5-10 минут.

Рис. 2. Содержание кальция (моль/кг белка митохондрий) в изолированных митохондриях миокарда крыс при консервации сердца в ус-товиях нормотермии (при 37° С) на фоне предварительного введения кивотным верапамила в дозе 0,4 мг/кг. Условные обозначения:

*---х - при 37° С в контроле, •-* - при 37° С на фоне пред-

зарительного введения верапамила. (Р <0,001).

Исследование динамики содержания кальция в митохондриях миокарда ^при его консервация в условиях нормотермии на фоне предварительного введения животным папаверина и но-шпы (производных азохинолина) выявило способность этих фармакологических средств замедлять динамику накопления и высвобождения этого иона в орга-аеллах.(Рис. 3).

[са2+].МОЛь/кГ 1.0 '

0,2

0.4

0,6

0,8

0

5 10 15 20 25 30 3 5 40 мин

Рис. 3. Содержание кальция (моль/кг белка митохондрий) в изо лированных митохондриях миокарда крыс при консервации сердца в ус ловиях нормотермии (при 37° С) на фоне предварительного введения животным производных изохинолина в дозе 4 да/кг. Условные обозначения: х---х - при 37° С в контроле, а-а - при 37° С на фоне предварительного введения папаверина, я-в - при 37° С на

фоне предварительного введения но-шпы. (Р<0,001).

Однако, если папаверин замедлял интенсивность роста количества кальция в митохондриях и интенсивность потери этими орга-неллами кальция после его аккумуляции, приводя к сглаживанию кривой, отображающей двухволновой характер динамики количества кальция, то но-шпа по сути устраняла двухволновой характер закономерности. Более того, под действием но-шпы митохондрии однонаправле-но аккумулировали кальций на протянении всего периода наблюдения, увеличивая кальциевую емкость этих органелл. В частности, к 40-ой минуте экспозиции содержание кальция в органеллах достигало 0,875 + 0,0008'моль/кг белка митохондрий (Р<0,001), что в 7,7 разг

превышает уровень кальция в этот период времени в контроле.

Производные фенотиазина - этмозин,"этациз;га и нонахлазин приводили к однофазной динамике накопления кальция в митохондриях изолированного сердца при его консервации. (Рис. 4).

Ряс. 4. Содержание кальция (моль/кг белка митохондрий) в изо-лированпых митохондриях миокарда крыс при консервации сердца в условиях нормотермии (при 37° С) на фоне предварительного введения животным производных фенотиазина (Зтмозина в дозе 3 мг/кг, этаци-зина в дозе 0,5 мг/кг и нонахлазина в дозе 5 мг/кг). Условные

обозначения: м-* - в контроле, о--• - на фоне'действия эт-

мозина, о--о - на фоне действия этацизина, А-д - на фоне

действия нонахлазина. (Р <0,001).

В частности, этмозин повышает кальциевую емкость митохондрий в период первого пика максимума его содержания, но исключает развитие второго пика максимума накопления кальция, приводя к снижению количества кальция в митохондриях к 40-ой минуте экспозиции до 0,08 + 0,0002 моль/кг белка митохондрий (Р <0,001), что

-16 -

ниже аналогичного показателя в контрольной серии опытов.

Введение этацизина существенно задерживало процесс накопления кальция в митохондриях сердечной мышцы. Так, на протяжении первых 15 минут экспозиции количество кальция в органеллах почти не отличалось от контрольных значений. Лишь на 20-ой минуте выявлено повышение содержания кальция до 0,319 + 0,0005 моль/кг белка митохондрий (Р <0,001). Однако и в дальнейшем количество кальция вновь снижалось: к 30-ой минуте - до уровня 0,118 + 0,0002, а к 40-ой минуте - до уровня 0,106 + 0,0002 моль/кг белка митохонд рий.

Таким образом, введение этацизина замедляет процесс накопления кальция в митохондриях изолированного сердца в период его консервации.

Введение животным нонахлазина ведет к замедлению процесса накопления и высвобождения кальция в органеллах с одновременным уменьшением кальциевой емкости органелл. Причем, повышенное количество кальция в митохондриях, наблюдаемое к 15-ой минуте экспозиции, сохранялось под действием нонахлазина еще на протяжении 15 минут. Лишь к 40-ой минуте экспозиции содержание кальция начинало постепенно снижаться, достигая значения 0,256 + 0,0004 моль/кг белка митохондрий (Р < 0,001).

Таким образом, нонахлазин способствует медленному накоплению меньшего, чем в контроле, количества кальция митохондриями, но длительному последующему его удержанию органелламя.

Поскольку наиболее эффективным воздействием на динамику содержания кальция в митохондриях обладает этацизин, дальнейшие исследования возможной роли фармакологических препаратов в условиях гипотермии проведены именно с этим препаратом.

Безопасным температурным режимом для сердечной мышцы является охлаждение ее до 20° С. В связи с этим роль сочетанного влияния этацизина и гипотермии исследована при охлаждении сердца до 20° С.

- 17 -

Проведенные исследования показали, что этацизин замедляет динамику количества кальция в митохондриях консервируемого сердца крысы как в условиях нормотермии (при 37° С), так и в условиях гипотермии (при 20° С).(Рис. 5).

Рис. 5. Содержание кальция (моль/кг белка митохондрий) в язо-лированшшх митохондриях миокарда крыс при консервации сердца в условиях нормо- (х-х) и гипотермии (при. 20° С) (д-л) в контроле и на фоне предварительного введения кивотным этацизина в дозе 0,5 мг/кг (к---х - в условиях нормотермии, а---а - в условиях гипотермии) (Р<0,001).

В частности, в условиях гипотермии этацизин с увеличением времени экспозиции сердца в физиологическом растворе все более и более уменьшал количество накапливаемого митохондриями кальция по сравнен™ с этими показателями, получешши без влияния препарата.

С другой стороны, нагревание изолированного сердца крысы до 42° С приводилок резкому ускорению динамики накопления кальция в митохондриях и достижению максимума аккумуляции этого иона в первые 5-10 минут экспозиции.

Итак, гипо- и гипертермия оказывают существенное влияние на динамику количества кальция в митохондриях изолированного сердца крысы. Гипертермия ускоряет, а гипотермия замедляет процесс аккумуляции кальция органеллами.

Елокатор кальциевых каналов клеточной мембраны верапамил не янгибирует транспорт кальция внутрь митохондрий, зато динамика накопления кальция в этих органеллах претерпевает существенные изменения под влиянием препаратов с маяонатподобным действием - производных лзохинолина и фенотиазина, которые замедляют аккумуляции и (или) потери кальция митохондриями. Наиболее активным препаратом в этом отношении оказался этаиизин. Действие этого препарата более всего напоминает собой динамику количества кальция при гипотермии. Исследование сочетанного влияния гипотермии и этацизина позволило выявить способность этого средства потенцировать протекторное действие гипотермии на процесс аккумуляции кальция органеллами.

Детальный анализ полученных данных позволяет выявить еще одну особенность действия исследованных препаратов и гипотермии: они не только замедляют процесс накопления кальция органеллами, но и повышают устойчивость митохондрий к его поглощению. То и другое повышает кальциевую емкость митохондрий, то есть повышает способность митохондрий к поглощению ими такого повышенного количества кальция, которое без участия названных воздействий приводит их к разрыву и последующему выходу кальция наружу (потере кальция органеллами).

Данные об изменчивости кальциевой емкости митохондрий под влиянием гипотермии и антиангинальных препаратов позволяет предположить о возможности протекторного воздействия при кальциевом поражении митохондрий не только за счет замедления процесса погло-

щения ими кальция, но к за счет повышения устойчивости этих орга-нелл к повреждающему,действию этого иона.-

То и другое, в конечном итоге, ведет к замедлению процесса выхода кальция из митохондрий в цитоплазму, то есть - к уменьшению концентрации кальция в цитоплазме кзрдпомиоцитов. Это обстоятельство автоматически должно снизить возбудимость и сократимость сердечной мышцы, а также повреждающее влияние повышенных количеств кальция на другие внутриклеточные структуры.

ВЫВОДЫ

1. В условиях нормотермии количество кальция в митохондриях изолированногонеперфузируемого сердца крысы постепенно возрастает, достигая своего максимума к 15-ой минуте экспозиции.

2. Понижение температуры изолированного неперфузируемого сердца крысы до 5, 10 или 20° С замедляет динамику накопления кальция его митохондриями более чем в 2 раза.

3. Повышение температуры изолированного неперфузируемого сердца крысы до 42° С ускоряет процесс накопления кальция его митохондриями.

4. ВЕедение в организм животных бяокатора кальциевых каналов верапамила не угнетает динамику количества кальция в митохондриях изолированного сердца, что свидетельствует о различии механизмов транспорта кальция на уровне клеточных и митохондриальных мембран.

5. Введение в организм животных ингибиторов митохондриальной функции - препаратов с маяонатподобным действием: производных изо-хкнолина (папаверина н но-шпы) и фенотиазина (этмозина, этацизина и нонахлазина), снижает интенсивность процесса аккумуляции кальция митохондриями изолированного сердца.

6. Этацизин усиливает ингибирующее действие гипотермии на

процесс аккумуляции кальция митохондриям» миокарда.

7. В отличие от гипертермии папаверин, но-шпа, этмозин, эта-цизин, нонахлазин и охлаждение сердца оказывают однонаправленное влияние на процесс аккумуляции кальция митохондриями изолированного сердца, снижая интенсивность этого процесса.

8. Холодоподобное действие производных изохинолина и фенотиа-зина на процесс аккумуляции кальция митохондриями миокарда указывает на возможное митохондриопротекторное значение их фармакологической активности и участие этого механизма в реализации общего кардиопротекторного эффекта этих препаратов в клинике.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ураков АЛ., Ушнурцев O.A., Могирева И.Н., Замостьянова Г.Б. Способы изучения обмена Н+ и Са2+ в митохондриях миокарда// Сб. научных статей. - Ижевск, 1981. - С. 6 - 7.

2. Замостьянова Г.Б., Ушнурцев С.А. Метод изучения обмена Н+

о ,

и Ca в митохондриях миокарда// Сб. научных статей, - Ижевск, 1982. - С. 7.

3. Ураков А.Л., Ушнурцев С.А., Замостьянова Г.Б. О влиянии гипотермии и антиангинальных препаратов с малонатподобным действием на гликолиз и окислительное фосфорилирование миокарда// Фармакология и токсикология, 1983. -Ji I. - С. 51 - 54.

4. Ураков А.Л., Баранов А.Г., Ушнурцев С.А., Замостьянова

Г.Б. Биофизические аспекты антиангинаяьного действия папаверина// Сб. научных статей. - Уфа, 1983. - С. 134.

5. Замостьянова Г.Б., Ураков А.Л. Влияние этмозина и этаци-зина на скорость аккумуляции митохондриями ионов кальция// М.,

1986. - Деп. в ВИНИТИ, № 8209.

6. Замостьянова Г.Б. Влияние температуры ишемизированного миокарда на содержание кальция в его митохондриях// Сб. научных статей. - Ижевск, 1987. - С. 36 - 37.

7. Замостьянова Г.Б., Ураков А.Л. Фармакологическая возможность ограничения энергозависимой аккумуляции калыда митохондриями /племизированного миокарда// Фармакология и токсикология, 1989.

- т. 52. - № 4. - С, 27 - 29.

8. Замостьянова Г.Б. Возможность фармакологической регуляции внутриклеточного обмена кальция в ir,ионизированном миокарде// Сб. научных статей ХШ конф. патофизиологов Урала. - Ичевск, 1989.

- С. 26.

9. ГогинаН.А., Замостьянова Г.Б. Атомно-абсорбпионное спектрофотометрическое определение кальция в митохондриях ишеми-зированного миокарда// Сб. научных статей Удгу. - Ижевск, 1988.-С. 10.

10. Ураков А.Л., Замостьянова Г.Б. Случайность и закономерность, бесполезность и целесообразность изменений биоэнергетики

в условиях патологии// Cd. научных докладов Всесоюзного симпозиума "Нар.утение биоэнергетики в патологии и пути их восстановления

- Москва, 1990. - С. 30.

11. Замостьянова Г.Б., Ураков А.Л. Роль температурного реки ма органов и тканей в развитии их устойчивости к тякелой гипоксии // В кн.: Кровообращение в условиях высокогорья и экспериментальной гипоксии. - Душанбе, 1990. - Часть I. - С. 146.

12. Лидер В.А., Черенкова И.В., Севертахина Т.В., Замостьянова Г.Б. Направленность метаболизма и состояние структуры митохондрий в условиях дефицита в организме витаминов К или Е// Тез. докл. II съезда физиологов Уральского региона. - Свердловск, 1990. -С. 200.

13. Ураков А.Л., Замостьянова Г.Б., Пинегин A.B. Угнетение метаболизма как универсальный способ временной защиты кизнеспосос ности пораженного биологического объекта// Сб. научных статей. -Ижевск, 1995. - Т. ХХХШ. - Часть П. - С. 17 - 19.