Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение мембрано-клеточных механизмов действия нетрадиционных антиаритмических препаратов

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Изучение мембрано-клеточных механизмов действия нетрадиционных антиаритмических препаратов"

« ЧРММЭ-брП* Ъ О-НЗПКЭ-ЗЦЪ ЪШи11Р11РП1*0-8 Пм»

1Л1Ш£31П/ ииро-иями <ШЛ.Ь8Ь»

ПО ичиъаиииг. <ЦВДШ1-МЭ-иМ1 тЦ'Ь'ПириЗЪЬРЬ адгопщиэ-зиъ &и.игыа-и. - пааизкь иыииъьаиъьгь пшпыплшмчгмге

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РА ЕРЕВАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МАЛАКЯН МАРГАРИТА ГАМЛЕТОВНА

ИЗУЧЕНИЕ МЕМБРАНО - КЛЕТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ

ДЕЙСТВИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ АНТИАРИТМИЧЕСКИХ

ПРЕПАРАТОВ

О Г> .'■) 3

и*. *» I,-•'»

I О-. 00.02 - БИОФИЗИКА

О-. 00.02 - 4Ь1,ии№2№Ц

ЦЬСшшриШш^шб ^и! П1 ^Ш.О П1а1ф рЫ^Ош&лф

^шшТ^шй шиифбиШ]! Ьи1|д15шй шшЬЦш[илишр;иШ

иьаитьр

ЬРЬЧИЬ- 1997

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ЕРЕВАН - 1997

Работа выполнена в лаборатории фармакологии и патофизиологии НИИ кардиологии им. Л. А. Оганесяна и в лаборатории биофизики мембран Республиканского научного центра радиационной медицины и ожогов Минздрава РА.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор С. А. Баджинян

доктор медицинских наук, профессор В. М. Самвелян

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, А. Е. Закарян

доктор биологических наук, А. В. Гюльханданян

Ведущая организация:

Институт тонкой органической химии НАН РА, г. Ереван

Защита состоится

ог>»

__ 1998 г. в часов на заседании

Специализированного Совета 051 при Ереванском государственном университете (375049, Ереван, ул. Алека Манукяна 1, ЕрГУ, биологический факультет)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ереванского государственного университета.

Автореферат разослан

"Л: XV '997 г.

Ученый секретарь Специализированного

Совета, кандидат биологических наук ^онян

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Нарушения ритма сердца - одно из наиболее частых и тяжелых осложнений различных сердечно - сосудистых заболеваний. Фибрилляция желудочков, как правило, является непосредственной причиной внезапной смерти. Поэтому потребность клиники в эффективных антиаритмических средствах различного спектра и механизмов действия очень велика.

Для успешного лечения нарушений ритма сердца необходимы достаточно точные знания о патогенетических факторах, лежащих в основе развития той или иной формы аритмии, а также о механизмах, определяющих действие препарата.

В настоящее время установлено, что антиаритмическое действие препаратов, принадлежащих к различным классам антиаритмиков, тесно связано с взаимодействием этих веществ с липидными компонентами клеточных мембран, и, в частности, с фосфолипидами. Фосфолиииды играют важную роль в жизнедеятельности клеток, обеспечивая их структурную целостность и работу мембраносвязанных ферментов. Продукты превращений этих липидов оказывают деструктивное повреждающее действие на биологические мембраны при различных патологиях сердечно-сосудистой системы. (Меерсон Ф. 3.1981; 1986; Suwalsky et al. 1993; 1995)

С учетом принятой в настоящее время гипотезы, что основным рецепторным участком связывания лекарственных соединений является фосфолипидный бислой, наиболее перспективным следует считать изучение модельных систем, липидный состав и функциональная организация которых максимально приближены к естественным биологическим мембранам. Литературные данные свидетельствуют, что антиарктмкческая активность хинидина, новокаинамида, пропранолола, лидокаина, а также ряда препаратов, обладающих антиаритмическими свойствами, коррелирует с влиянием этих соединений на проницаемость липидных мембран для катионов, что объясняется выраженной поверхностной активностью и липофильными свойствами исследуемых веществ (Прянишникова Н. Т. и др., 1981; Баджинян С. А. 1985)

Другой удобной моделью для изучения мембранных эффектов препаратов являются эритроциты. Простота организации эритроцитов позволяет изучать функциональные свойства плазматических мембран без помех, накладываемых внутриклеточными мембранными образованиями и органеллами, а также избежать искажений мембранных функций, которые могут возникать вторично в связи с сократительной активностью клеток. Имеются указания, что эритроциты проявляют сходство с мембранами кардиомиоцитов (Seeman, 1966, 1972) в том плане, что стабилизация эритроцитарных мембран к осмотическому гемолизу, наблюдаемая при действии различных антиаритмических препаратов, предположительно имеет некоторую молекулярную аналогию со стабилизирующими свойствами молекул этих соединений в возбудимых тканях.

Из литературы известно, что между фармакологической активностью веществ, обладающих транквилизирующими, антигистаминными, антиаритмическими, местноанестезирующими свойствами, и мембранными ответами эритроцитов имеется корреляционная связь (Seeman, 1966, 1972; Seeman, Weinstein, 1966; Wiethold ;t al. 1973; Godin, Garnett, 1979; Самвелян В. M., Дядюра Ж. А., 1977)

В настоящей работе использованы модельные фосфолипидные и зритроцитарные мембраны для изучения механизмов антиаритмического действия

ряда препаратов, обладающих противоотечными, противогипоксическими свойствами, известными по экспериментальным и клиническим данным.

Вещества с указанными эффектами выбраны не случайно. В кардиологической практике антигипоксанты, мочегонные и противоотечные средства широко применяются при лечении различных сердечно-сосудистых заболеваний. Мы исходили из предположения, что эти препараты при аритмиях могут оказывать коррегирующий эффект на ритм сердечной деятельности как за счет уменьшения отечности кардиомиоцитов и нормализации уровня асимметрии ионов снаружи и изнутри клеток, так и путем устранения в некоторой степени метаболических сдвигов в них. Это послужило основанием для проведения настоящего исследования с цепью установления неспецифического аятиаритмического действия группы веществ с противоотечными и противогипоксическими свойствами.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изыскание нетрадиционных антиаритмических веществ среди известных лекарственных средств и изучение мембранотропных эффектов этих препаратов.

Для исследования были отобраны следующие соединения: мочевина, тиомочевина, лазикс, рутин, пирацетам и цереброзид.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие основные задачи:

1. Исследовать антиаритмические свойства представленных соединений на моделях этиологически различных видов аритмий. Провести сравнительную оценку антиаритмической активности указанных соединений и известных противоаритмических веществ - хинидкка, ново каинам ид а, ивдерала и лидокаина.

2. Изучить антиаритмическое действие исследуемых препаратов на спонтанную сократительную активность миокардиальных клеток куриного эмбриона, а также определить непосредственное влияние этих соединений на кардиомиоциты, исключив экстракардиальиое воздействие.

3. В аспекте изучения мембрано-клеточных эффектов представленных соединений исследовать влияние этих препаратов на проводимость модельных бислойных мембран различного фосфолипидного состава для одно и двухвалентных катионов, установить участие фосфолипидных компонентов клеточных мембран в реализации антиаритмического действия.

4. Определить изменение пассивного выхода ионов К+ из эритроцитарных клеток и мембранного потенциала эритроцитов крови животных под влиянием изучаемых препаратов, сопоставить полученные показатели с антиаритмической активностью этих соединений.

5. Исследовать влияние тиомочевины, как наиболее активного антиаритмического вещества на функциональные свойства мембран кардиомиоцитов папиллярной мышцы, на электромеханическую активность миокарда и на механическую активность изолированного перфузируемого сердца.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертаиии:

1. Тиомочевина, лазикс, рутин, пирацетам и цереброзид, обладающие, согласно экспериментальным и клиническим данным противоотечными и противогипоксическими свойствами, обнаруживают четко выраженную

антиаритмическую активность, выявленную на этиологически различных типах модельных аритмий в опытах на целом животном и в культуре ткани.

2. Изучаемые в настоящей работе соединения оказывают модифицирующее действие на искусственные фосфолипидные бислои и на биологические мембраны, с изменением их структурно-функциональных свойств, что указывает на существенное участие липидной компоненты клеточных мембран в процессе реализации антиаритмических эффектов исследуемых препаратов,

Научная новизна работы. Впервые установлено, что за исключением мочевины все изучаемые соединения - тномочевина, лазикс, рутип, тшрацетам и цереброзид проявляют четкую антиаритмическую активность, выраженность которой варьирует на различных типах модельных аритмий.

Обнаружено, что тномочевина, лазикс и пирацетам оказывают модифицирующее действие на фосфолипидные мембраны, вызывая изменение их проницаемости для катионов Са2+, К+, N3+. Обнаружено, что наиболее активными акцепторами для изучаемых соединений являются

фосфатидилинозитоловые липиды: практически все препараты существенно снижают сопротивление мембран, сформированных из этих липидов.

Показано, что все исследуемые соединения, включая и контрольный препарат лидокаин, однозначно увеличивают пассивный выход ионов К+ из эритроцитов и снижают величину мембранного потенциала эритроцитарных клеток по сравнению с нормой.

Установлено, что тномочевина оказывает концентрационно-зависимое репрессивное действие на сократимость папиллярной мышцы, вызывает угнетение физиологических параметров сокращающегося изолированного сердца

Практическая значимость работы. Исследования по определению антиаритмической активности тиомочевины, лазикса, рутина, пирацетама и цереброзида открывают новые возможности их клинического использования. Изучение кардиотропных свойств представленных соединений может быть полезным в деле сочетанной целенаправленной патогенетической терапии этиологически различных форм нарушений ритма сердца. В целях повышения эффективности фармакологического воздействия, с учетом обнаруженной антиаритмической активности, можно рекомендовать применение этих препаратов в комбинации с классическими ангиаритмиками для уменьшения их дозы и снижения вероятности проявления их токсических эффектов.

Можно рекомендовать широкое клиническое использование тиомочевины и рутина в качестве антиаритмических средств.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и вошедшие в нее материалы были доложены и обсуждены на заседаниях Ученого Совета НИИ кардиологии (Ереван ¡985, 1987, 1997), Института патологии сердечно-сосудистых систем Литовской ССР (Каунас, 1989), на ряде Республиканских и Всесоюзных конференций: П съезд кардиологов Армении (Ереван, 1986), IV Всесоюзный съезд фармакологов (Ташкент, 1988), Всесоюзный съезд кардиологов (Пенза, 1991), на Международных форумах: 19 - Всемирном конгрессе по химии (Токио, 1988), Европейский конгресс "Ишемия миокарда, недостаточность сердца, аритмия" (Копенгаген 1997).

Публикации. Основные результаты исследований отражены в 12 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на страницах

машинописного текста, иллюстрирована 21 рисунком и 5 таблицами. Состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, пяти глав, содержащих изложение результатов собственных исследований и их обсуждение, заключения, выводов и указателя литературы, содержащего 198 источников.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Для • исследования антиаритмических свойств и механизмов были отобраны мочевина, тиомочевина, лазикс, рутин, пирацетам и цереброзид. Экспериментальные исследования проведены на 225 половозрелых белых беспородных крысах обоего пола, весом 130-220 г, 85 кошках, 28 морских

свинках, 120 эксплантатах миокардиальных клеток куриного эмбриона, модельных бислойных мембранах различного фосфолипидного состава.

Антиаритмическая активность изучаемых препаратов определялась на различных моделях экспериментальных аритмий, воспроизводимых внутривенным введением животным аритмогенных доз аконитина - 40 мкг/кг (акошшшовая модель аритмии), хлористого кальция - 200 мг/кг (хлористокальциевая модель), строфантина -500 мкг/кг (строфантиновая модель), а также на модели электрического раздражения предсердий и желудочков кошки (по методам Malinov et al. 1953; Rosenblueth, Ramos, 1947; Szekeres, Papp, 1975).

Определялись минимальные эффективные дозы веществ, устраняющие нарушение ритма сердца. Животные наркотизировались смесью уретан - хлоралоза (1 г/кг и 50 мг/кг, соответственно), содержались в условиях искусственного дыхания. ЭКГ регистрировалась во втором стандартном отведении.

Для определения прямого уардиотропного эффекта соединений изучалось воздействие различных концентраций препаратов на спонтанную сократительную активность эксплантатов миокардиальных клеток куриного эмбриона. Регистрировались фотоэлектрограммы сокращений кластеров эмбриональных клеток миокарда по видоизмененному методу Карапетян А.Е. и др. (1969 г.)

Исследовалось влияние веществ на ионную проводимость модельных бислойных мембран, сформированных по методу Meuller et al (1962) как из суммарных фосфолипидов мозга, сердца, эритроцитов, выделенных по методу Folch et al (1963), так и из отдельных фосфолипидных фракций - лецитина, кардиолипина, фосфатидилинозитола (стандартные, Харьковского завода бакпрепаратов).

Определялось изменение мембранного потенциала и пассивного выходного тока ионов К+ эритроцитов крови животных, получивших за 30-40 мнн до забора крови изучаемые препараты в эффективных антиаритмических дозах.

Мембранный потенциал эритроцитов вычисляли по методу, основанному на распределении водородных ионов снаружи и внутри клеток (Масеу et al., 1978 ). Выходной поток ионов К+ из эритроцитов определяли дважды по результатам нарастания концентрации ионов К+ в изотонической среде NaCl с помощью К+ - селективного электрода: сразу же после выделения эритроцитов и через 1 час инкубации в термостате при 37°С.

Проведено детальное исследование кардиотропного действия тиомочевины, как препарата с наиболее ярко выраженной антиаритмической активностью. Посредством микроэлектродной техники изучено влияние данного соединения на электрическую активность кардиомиоцитов папиллярной мышцы сердца животных, на электромеханическую активность миокарда и на электрофизио логические параметры сокращения изолированного перфорируемого сердца животных.

Полученные результаты сравнивались с данными контрольных классических антиаритмиков. Проводилась статистическая обработка результатов экспериментов с учетом критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Исследования показали, что за исключением мочевины, остальные изучаемые в работе препараты проявляют четко обозначенные антиаритмические свойства, выраженность и характер которых варьирует на моделях хлористокальциевой и аконитиновой аритмий и на модели электрического раздражения предсердий и желудочков сердца животных.

Обнаружено, что ни один из исследуемых соединений не активен на строфантиновой модели нарушений1 ритма сердечных сокращений. Сведения о сравнительной антиаритмической активности изучаемых веществ и контрольных традиционных антиаритмиков представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица I

Сравнительная антиаритмическая активность традиционных и нетрадиционных веществ (аконитиновая и хлористокальциевая модели экспериментальных аритмий)

Препараты Токсичность Аконитиновая модель Хлористокальциевая

ад so аритмии модель аримии

Миним. терап. А/а Миним. терап. Л/а

доза (мг/кг) индекс доза (мг/кг) индекс

М OB oXÜIi } * ЗМ «i Д5 312 50,0 + 2,0 6 24 50,0 ±2,5 6,24

Хинидин 187 2,5 + 0,1 74,8 2,0 ± 0,2 93,5

Индерал бб 2,0 ±0,1 32,5 2,0 ± 0,2 32,5

Лидокаин 135 0,5 ±0,1 270 0,3 + 0,02 450

'Гиомочсвина свыше 5000 34,0+1,6 147,1 38,3 ±1,7 133,4

Лазикс 300 47,5 ± 0,7 63,1 25,8 ± 0,3 11,6

Рутин 900 25,8 ± 0,4 30,6 20,0 ±0,1 45,0

Цереброзид 275 — 6,4 + 0,3 43,0

Пирацетам 10000 — — 292,7 ± 0,2 34,1

Примечание: (-) - отсутствие эффекта; п = 5; Р ( 0,05

Таблица 2

Сравнительная антиаритмическая активность традиционных и нетрадиционных веществ (модель электрического раздражения предсердий и желудочков сердца)

Препараты Электрическое раздражение Изменение порога фибрил. %

Миним. терап. А/а

доза (мг/кг) индекс предсердия желудочки

Новокаинамид 50,0 ± 2Д 6,24 + 62,5 + 9,5

Хинидош 3,0 + 0,2 62,3 + 10,3 + 56,5

Индерал 2,3 ± 0,1 28,7 + 22,1 + 13,8

Лидокаин 1,9 ±0,3 71 + 6,7 + 15,5

Тиомочевина 40,0 ± 0,1 125 + 11,4 + 34,4

Лазикс 20,0+1,1 15 — + 58,8

Рутин 30,0 ±0,1 30 + 4,0 + 18,9

Цереброзид 3,0 + 0,4 91,6 ♦ *

Пирацетам 300,0 ±0,2 33,3 +47,0 ----

Примечание: (-) - отсутствие эффекта; (*) эффект непостоянный. Р { 0,05; п = 5

Как видно из таблиц, антиаритмические индексы (ОД 50/ЭД 50) изучаемых препаратов довольно высокие, в отдельных случаях выше антиаритмического индекса контрольных веществ. Наиболее выделяется по активности тиомочевина, ангиаритмический индекс которой на всех моделях аритмий выше, чем у препаратов сравнения, уступая только лидокаину.

Исследования, проведенные на аконитиновой модели аритмии, показали наличие антиаритмической активности у тиомочевины (ЭД 50 - 34,0 + 1,5 мг/кг), лазикса (47,5 + 0,7) мг/кг, рутина (25,8 ± 0,4) мг/кг. Эти препараты эффективно купируют аконитиновые нарушения ритма сердечных сокращений,

характеризирующихся в основном нарушением функции возбудимости по тину суправентрикулярных и желудочковых экстрасистол. Цереброзид и пирацетам на этой модели аритмии не обнаружили активности.

На хлористокальциевой модели аритмии, представленной в виде различных типов желудочковых экстрасистол, нарушением функции проводимости, все изучаемые соединения оказались активными. Однако более всех выделялась тиомочевина, антиаритмический индекс которой был намного выше, чем у остальных препаратов. Антиаритмическое действие, наступающее сразу же после введения препарата в дозе 40 мг/кг, имело стабильный характер. Эффект сохранялся в течение всего периода наблюдения (1,5 - 2 часа), с постепенным развитием отрицательного инотропного действия. Отрицательный инотропный эффект был получен и под влиянием цереброзида, который в дозе 10 мг/кг полностью восстанавливал синусовый ритм сердечных сокращений на фоне глубоких хлористокальциевых нарушений ритма сердца.

Антиаритмическое действие пирацетама на хлористокальциевой модели аритмии, четко выраженное в дозе 300 мг/кг, сопровождалось значительным кардиотоническим эффектом (до 45% по сравнению с исходной величиной).

Как видно из таблицы 2, на модели электрического раздражения сердца животных только цереброзид не оказывал четкого аптнаритмического действия и не вызывал достоверного изменения чувствительности предсердий и желудочков.

На данной модели экспериментальной аритмии умеренную активность обнаружили тиомочевина и рутин, под воздействием которых наблюдалось повышение порога возбудимости как предсердий, так и желудочков. Однако антиаритмический индекс тиомочевины, полученный на модели электрического раздражения сердца, был намного выше, чем у остальных как исследуемых, так и контрольных препаратов. Но изменение чувствительности сердца, регистрируемые в опытах с введением животным лазикса (20мг/кг) и пирацетама (300 мг/кг), были наиболее сильно выраженными, хотя первый указанный препарат оказывал избирательное воздействие на желудочки, а второй - на ткань предсердий. При этом повышение порога возбудимости для лазикса составляло 58,8 %, а для пирацетама- 47,0%.

Исследование влияния изучаемых препаратов на спонтанную активность миокардиальных клеток куриного эмбриона показали наличие определенного прямого кардиотролного эффекта препаратов, за исключением лазикса. Под воздействием тиомочевины (начиная с концешрации 1 х 10 г/мл в среде и выше) и цереброзйда (с концентрации 1x10 "'О г/мл и выше) наблюдалось урежение ритма сокращений кластеров клеток эмбрионального миокарда, усиливающееся с повышением концентраций веществ. Рутин (1 х Ю'^г/мл) оказывал противоположное действие, вызывая учащение спонтанной сократительной активности кардиомиоцитов. С повышением концентрации препарата (1 х 10 "5 г/мл) наблюдалось замедление ритма сокращений с появлением некоторой аритмичности. Прямое кардиотропное действие пирацетама характеризовалось следующими особенностями: начиная с концентрации 1 х 10"^ г/мл и выше, препарат вызывал урежение ритма и угнетение амплитуды сокращений, причем в зависимости от концентрации степень отрицательного воздействия вещества была более выражена. На клеточных моделях аритмий, воспроизводимых аконитимом, хлористым кальцием и строфантином, изучаемые препараты не проявили активности, за исключением цереброзйда, который при концентрации 1х 10 г/мл и 1 х 10"^ г/мл восстанавливал нормальную сократительную активность с небольшим урежением частоты ритма (®9%).

Для изучения мембрано-клеточных эффектов препаратов было исследовано влияние этих соединений на проводимость бислойных модельных фосфолнпидных мембран для ионов В этой серии экспериментов

рутин и цереброзид не рассматривались, так как эти вещества в водной среде присутствуют в виде взвесей и при введении в раствор электролита, окружающий мембрану с двух сторон, происходило разрушение бислоя частицами веществ.

На рис. 1 показано изменение ионной проводимости модельных мембран под влиянием тиомочевины. Так, под воздействием препарата (1,3 х 10*4 М) не отмечалось существенных изменений проводимости фосфолипидного бислоя для двухвалентных ионов Са кроме мембран, сформированных из

фосфатидилинозитоловых липидов, проводимость которых для указанных катионов резко возрастала по сравнению с нормой.

Тиомочевина вызывала определенное изменение проницаемости фосфолипидных мембран и для одновалентных ионов К+ и Иа+. Значительное

□ Контр

И Опыт

Рис.1. Влияние тиомочевины (1.3 х 10 М) на проводимость модельных мембран различного фосфолишшного состава для ионов Са2+, К+, Na^ .

I

Са2+ К+ №+

□ Контр Ш Опыт

Рис.2. Влияние лазикса (3 х Ю^М) на проводимость модельных мембран различного фосфолипидного состава для ионов Са2+, К+, Ыа+.

! акошр. о Опыт

Рис.З. Влияние пирацетама (7 х 10"*М) на проводимость модельных мембран различного фосфолипидного состава для ионов Са2+. К-*, N3+.

Са2+

К+

Na+

I-

£

Л."

S 5 | 8 г S * £

т

8- |

□Komp.

О Опыт.

Рис.4. Влияние лидокаина(3.4 х 10"" М) на проводимость модельных мембран различного фосфолипидного состава для ионов Са2+, К+, Ыа+.

увеличение проводимости калиевых попов отмечалось в случае мембран, сформированных из общих фосфолипидов мозга и сердца, и из фосфатидилинозитоловых фосфолипидов.

В отношении ионов Ыа+ изменение проницаемости модифицированных тиомочевипой мембран наблюдались следующие эффекты: резкое увеличение проводимости ионов для мембран, сформированных из общих фосфолипидов

мозга и фосфатидилинозитоловых липидов, и сильное снижение проницаемости указанных ионов (до 2-х порядков) для кардиолининовых мембран.

Определенные изменения в проводимости фосфолшгадных мембран наблюдались и при воздействии лазикса (3 х 10"4 М) (рис.2). Так, препарат вызывал значительное увеличение проницаемости модельных мембран из суммарных фосфолипидов мозга и фосфатидилинозитоловых липидов для ионов Са2+. В отношении ионов К+ наблюдалось увеличение проводимости в случае мембран, сформированных из отдельных фосфолилидных фракций - лецитина и фосфатидилинозитода, и небольшое повышение сопротивления мембран из общих фосфолипидов мозга (на 0,5 порядка). Лазикс вызывал существенное увеличение проводимости ионов Ыа+ для мембран из общих фосфолипидов сердца и для фосфатидилинозитоловых мембран.

Изменение ионной проводимости мембран наблюдалось и под влиянием пирацетама (рис.3). Препарат в концентрации 7 х 10~4 М вызывал повышение сопротивления мембран из общих фосфолипидов мозга в отношении ионов Са 2+ и увеличение проводимости указанных ионов в случае мембран, сформированных из отдельных фосфолипидов - лецитина и фосфатидшшнозитола, причем изменение проводимости фосфатидилинозитоловых мембран было значительным (более чем на 2 порядка).

Проводимость модифицированных пирацетамом мембран по отношению к одновалентным катионам изменялась следующим образом: увеличение проницаемости фосфатидилинозитоловых мембран как для ионов К+, так и для ионов N8, и снижение сопротивление мембран из общих фосфолипидов мозга для ионов

Под влиянием контрольного препарата лидокаина были получены следующие результаты, отражающие изменения проницаемости модельных мембран различного фосфолипидного состава (рис.4). Лидокаин вызывал достоверное увеличение проводимости для ионов в случае мембран из общих

фосфолипидов эритроцитов и лецитиновых мембран. В отношении ионов К+ наблюдалось снижение проводимости почти для всех модельных мембран, кроме фосфатидилинозилотоловых, сопротивление которых уменьшалось при модификации лидокаином. Препарат также оказывал эффект на проницаемость фосфолипидных бислоев по отношению к ионам увеличивая проводимость мембран из общих

фосфолипидов сердца и эритроцитов, из фосфатидилинозитоловых липидов, но уменьшая проницаемость мембран из общих фосфолипидов мозга.

Полученные все данные обобщить и подвергнуть интерпретации в плане объяснения механизмов антиаритмического действия изучаемых препаратов представляется несколько затруднительным, однако однозначно выделяются эффекты соединений, выявленные на фосфатидилинозитоловых модельных мембранах.

Как видно из рисунков, отражающих экспериментальные данные, наиболее активными акцепторами исследуемых соединений являются фосфатидилииозитоловые липиды, проводимость которых под влиянием веществ значительно повышается и для одновалентных, и для двухвалентных катионов.

Очевидно, что взаимодействие изучаемых препаратов с элементами лнпидного бислоя мембран должно было способствовать появлению определенных изменений в параметрах функционального состояния клеток.

Поэтому для анализа изменения тонкой организации биомембран целесообразно было исследовать одновременно и параметры, характеризующие свойства клетки в целом. Особый интерес при проведении исследований такого рода представляют клетки крови, прежде всего эритроциты. Применительно к эритроцитам, нами было выбрано исследование мембранного потенциала по хлор-водородному градиенту и пассивный выход ионов калия из этих клеток.

Введение экспериментальным животным за 30-40 минут до забора крови тиомочевины, лазнкса, пирацегама и лидокаина в дозах, при которых проявлялся их антиаритмический эффект, вызывало появление определенных изменений в величине мембранного потенциала эритроцитов и пассивного выхода ионов К+ из этих клеток, зарегистрированные сразу же после выделения эритроцитов из крови подопытных животных. Полученные значения исследуемых параметров приведены в табл.3.

Таблица 3.

Влияние соединений на пассивный выход ионов К+ из эритроцитарных клеток и на мембранный потенциал эритроцитов.

Препарат Пассивный выход ионов К+ Мембранный потенциал (мВ)

сразу через 1 час

(мМ/лх клетка) (мМ / л х кл. х час)

Тиомочевина 2,6 ± 0,54 9,3 ± 0,99 - (8,7 ± 0,75)

Лазикс 2,1 ±0,12 5,2 ± 0,78 -(9,0 ±0,44)

Пирацетам 2,1+0,93 5,8+ 1,17 -(9,0 ±0,68)

Лидокаин 2,1 ±0,36 6,4 ± 0,42 -(9,4 + 0,87)

Норма 1,8 + 0,48 5,8 ± 0,36 - (13,1± 0,69)

п = 5; Р ( 0,05

Экспериментальные данные, приведенные в табл.3 показывают, что под воздействием изучаемых веществ наблюдаются довольно существенные изменения и мембранного потенциала эритроцитов, и пассивной проницаемости иокоз К+ из эритроцитов, наиболее выраженные в экспериментах с введением животным тиомочевины. Под влиянием препаратов происходило снижение абсолютного значения мембранного потенциала эритроцитов и усиление выходного тока ионов К+.

Однако определение пассивного выхода калиевых ионов из эритроцитов через 1 час после инкубации проб выявило, что этот показатель продолжает оставаться высоким для эритроцитов крови животных, получивших тиомочевину

(на 60,3 % по сравнению с нормой), и несколько большим по сравнению с контролем для эритроцитов крови животных, получивших лидокаин (на 10,3 %).

Лазикс вызывал некоторое подавление пассивного выхода ионов К+, а данные, полученные в пробах с пирацетамом, не показывали разницы с нормой.

Вероятно, при инъекции животным исследуемые соединения сразу же включаются во взаимодействие с различными мембрано-клегочными структурами, вызывают довольно мощное изменение их функциональных параметров, сопровождаемое, в частности, активацией синтеза простациклина (Оагау К. Р. й а1 1984), который, как известно, является мощным антиагрегантом и вазодилятатором и считается циркулирующим гормоном сердечно-сосудистой системы, постоянно регулирующим функциональное состояние системы сосудистая стенка - тромбоциты.

Обобщая полученные результаты, можно заключить, что обнаруженная антиаритмическая активность изучаемых в работе препаратов является следствием как их специфического, а именно - противоотечного,

противогипокгического эффекта, так и общего фармакологического действия лил веществ.

ВЫВОДЫ:

1. Впервые обнаружено, что тиомочевина, лазикс, рутнн, пирацетам и цереброзид, объединенные в одну группу по наличию противоотечного, противогипоксического действия, в опытах на животных проявляют четкую антнаритмичсскуто активность, выраженность и характер которой варьируют на различных моделях экспериментальных аритмий. Антиаритмический индекс этих соединений в отдельных случаях превышает таковой контрольных классических антиаритмиков.

2. Установлено прямое кардиотропное действие исследуемых соединений на клеточном уровне. Тиомочевина, пирацетам и цереброзид вызывают определенное урежение ритма спонтанных сокращений миокардиалъных клеток эмбрионального миокарда, рутин же, наоборот, вызывает их учащение.

3. На клеточных моделях антиарнтмическая активность обнаружена лишь у цереброзида, который в концентрациях ! х 10"-г/мл и 1 х 10"7 г/мл устраняет нарушеня ритма сокращений клеток эмбрионального миокарда, вызванные хлористым кальцием, с одновременным уменьшением частота и амплитуды сокращений.

4. Выявлено модифицирующее действие тиомочевины, пирацетама и лазнкса на проводимость плоских бислойных мембран, сформированных как из суммарных фосфолипидов мозга, сердца, эритроцитов, так и из отдельных фосфолипидных фракций. Обнаружена их избирательность к фосфатидилинозитоловым мембранам, проявляющаяся в увеличении ионной проводимости в среднем на два порядка.

5. Воздействие на целостный организм экспериментальных животных исследуемых препаратов в антиаритмических дозах (тиомочевина - 40 мг/кг, пирацетам - 300 мг/кг, лазикс - 50 мг/кг, лидокаин - 2 мг/кг) вызывает изменение мембранного потенциала эритроцитов по хлор-водородному градиенту и первоначальное усиление пассивного выхода ионоз К4" из эритроцитов с последующим угнетением данного параметра под влияние лазикса.

6. Обнаружена качественная корреляция между выраженными эффектами тиомочевины на функциональные свойства модельных и биологических мембран и ее антиаритмической активностью.

7. Выявлено, что тиомочевина в отличие от классических антиаритмических препаратов не воздействует на работу - каналов кардиомиоцитов. Тиомочевина подавляет как сократительную активность папиллярной мышцы, так и сократительную активность изолированного сердца.

иищ-езиъ uiipauphsu <um.bSf>

гю twuvrnwin» <nrb<numis\,bpb

ч-прбппльэзиъ ß-uiiru&u - р-адизт» iriibjtlbt'üUbbPh пьипнгъиитжге

Ul№fiOU4-№

4.uiGqmguij[iG puinbp' hail¡wiun¡ipií[-il¡ Lul¡ui[¡tlnLpjiuü [lûqùpij,

фпиЗ>Л1]ш//щlujpû, ünqhiwjjiß ршцшйрйЬр, ¡inúuij¡iQ uiügwübißmpjmü, [ínúíibpfi и/ша/iif шршш/гпир, puiijiuûpuijpO щптЬОдриц:

Ц^ишшшСрпи! типиМипфрф^ Ьй ü¡i 2ШРР huilpiiiujuimgiujtiû, hml¡mh[iu{0pulilj, ííjiquatínui qnpímipupjuiiSp odmijmö üJimgmpjniGGbpfi hmlimiunJ\piî{ilj huimljntpjm.QQbpiT

0[inií|Knuüjnipp, luiqjilpip, iqJipiugbmtuilQ, nniwJiQp, gbpbppnqjuip дтдшрЬрЬ^ bü puipáp LÍ>Ujm]u}nipjriLÜ' 4bpmljmCqGbini[ libûtpiiQfiGbpji uprnji IjdlinuiQbpfi Gnpiîuii n¡ipú[¡ tpuu)bpjîi5hûmmi mn}ip\5Jimj)i muipphp UnqbiGbpJi 4pui, рйц npniú uitfbGujpujpàp hmljmwnjipi5|ili JiQijbpup итшдфий t pfmújiquiújmpji úmn, U mjrj дтдшО^р Gmjüfiul) qbpuuquiGgnuî t шфийцш^шй ¡íLulpjjuinfipdfili ûjntpbp|i mjijujliufiQp:

<шишшш11ш0 t пштййипфрфи! QjmphpJi uiûi5]i2uiljuiG ^шрфптрпщ mqiibgmpjntÛQ P2?uij{iû 15ш1^шр1}шЩ1 ijjim: /ö-fintffiquiüjmpg, ujjipaigbmuiiïp U gbpUppnq]iqp lunmjiugGnuí hQ umriüüujjliü uipmuiùlpuûfi p2}i5Ûbpfi {iGpGuipnifu ljdrtjniiîûbpji nfipiSJi ijmdijmqhgniú, ¡iulj ппшфйр, цСцЬш^шпш^р' nfipilp haiáuituuil¡uiGnipjuiü úbúiugmú:

UnfipiJtimjJi p2r¿mj)iü iînrib[Gbp[i tjpui Ьш^шиифрОД mliuifnlnipjntû hmjmGiupbpiJbi. t lîjiuijû ghpbppnq]uj)i йпш, npp 1 x 10"8 q/ù]_ U 1 x lO'^q/fy linûgbQmpwgJimjnil t[hpmgCnii5 tp иршшйЦшй^ pgjijübpfi lj&lpin3Gbp{i nfipiîji JuuiGqiupnuíbpt;, LunuijmyiJuiö mnfipúnqUG uijûiqjiufi qnpànGnil, npiqjiujiû t lituigfmiiî{i pinpfiijp: U]imdmiíiuümlj Gljuimi|miï t njipûji huifîuiiuuiliuiGnipjuiG quiGquiijbgnui U uiiîuj[jimmi}{i фпррЬдпиЗ:

<uijuiGuipbpi(ui& t p¡inií¡iqmGjiup[i, |шф1(1ф, и[]1ршдЬшшй|) ¿¡ш^фВДшдйпг^ qnpönumpjniOp' шшррЬр ^nu^niJiuiJiijGbpJig Ijiuqüilmö únqbLUijfiü piuquiGpûbpli К+, Na+, Са2+ tmûGbpJi uiûgiuûbijYmpjmû i(pm:

<шишшип}ш& t Gpuiüg pQmpnqmliuiGnLpjmGp Ji huiCqhiq ^.nu$mui|iq}nliCnqJiinniujj{iû puiijuiûpGbpfi, npnQg JinûmjJiû uiGguiGUilmipjruCp dbàmûniiS t muniiSGmufipiJnq ii[iuigntpjmGQh|i{i uiqrçbgnipjiuG ûbppn:

<bwiuqnini{mi ûjniphpti huiliuiiuntipiifili qnquiûhpti Gbpqnpdniiîii tpuujbpJiiîbGmmL l]bGrjuiG{iûbp{i lîJiumGuiljuiû ojiquiGjiqiîJi i|piu mnuijuigüniú t tpfiuipngjiinûbpfi pixiqiuGpuij[ili iqninbüg]nu[{i üiJuiqbgniiS Ь ljuj[]inn5 fmGGbpfi mmufiij uipinuihnupji mdbi\mgnivî uijrj pjjijûbpjtg:

•imjmûmpbpilt'L t npuiljiujliü tyipbuuigJuiG Ijuiu} pfmiîJiquiGjmpfi hiuljuiumfipiJtil] ml¡in{ii|nipjujG U Gpui ûnijbimjJiG ni IjbûuuipuiGuiljuiG puir\uiGpGbpti ^niûliglinûuJL hujmtjnipjniGQbp}i 1}рш итшдфцй iupuiwhujjin[i¿ t^bljmGbpli üfijU:

llmhGuifununipjuiQ pbiiuijnil ЬршириршЦЦшй u^JuuimiuGjiGhpli gmgml}p

1. Самвелян В. М., Джанполадян Е. Г., Львов М. В., Алоян Г. А., Малакян М. Г. Корреляция между способностью веществ улучшать сокращение ишемизированного миокарда и устранять хлористо-кальциевые нарушения ритма сердца. /Кровообращение. XYIII. N5, 1985,с. II-15

2. Львов М. В., Малакян М. Г. Влияние известных противоаритмических веществ по динамику изменения порога возбудимости миокарда при экспериментальной аритмии. Кровообращение. XX, N2, 1987, с.З - 5.

3. Малакян М. Г., Есаян М. А. Антиаритмические свойства цереброзида и особенности его электрокардиографических изменений. Кровообращение. XX, N6, 1987, с.З-4.

4. Малакян М. Г., Давтян С. Б. Сравнительная оценка антигипоксической активности пирацетама и цереброзида. // Экспериментальная и клиническая медицина. 1988, NI, с. 45-48.

5. Самвелян В. М., Красников Н. Ф., Малакян М. Г. Антиаритмическое действие индометацнна в эксперименте. Кардиология. XXYffl, 1988, N2, с.87-90.

6. Малакян М. Г. Антиаритмические свойства некоторых веществ, не относящихся к традиционным химическим группам антиаритмиков. // Кровообращение. XXI, N 3, 1988, с. 19-20.

7. Самвелян В. М., Львов М. В., Малакян М. Г., Баджинян С. А. Некоторые механизмы действия нетрадиционных антиаритмичесхих веществ. // Тезисы VI Всесоюзного съезда фармакологов. - Ташкент, 1988.

8. Samvelian V. М., Badjinian S. A., Malakian М. Н. Some mechanisms of action of nontraditional antiarrhythmic drugs. //!SF JOCS World Congress. - Tokyo, 1988.

9. Самвелян В. M., Малакян М. Г., Баджинян С. А. Некоторые аспекты антиаритмического действия пирацетама. / Фармакология и токсикология. 1990, N6, с. 22-24.

10. Самвелян В. М., Малакян М. Г., Баджинян С. А. К механизму антиаритмического действия тиомочевины.//Тезисы съезда кардиологов. - ПензаЛ 991.

П. Малакян М. Г., Самвелян В. М., Баджинян С. А. Роль мембранотропных эффектов тиомочевины в механизме ее антиаритмического действия. Сборник трудов "Современные аспекты радиационной медицины" Ереван, 1995, с. 25 - 27.

12. Samvelian V. М., Malakian М. Н., Badjinian S. A. The role of membranothropic effects of Thiourea in mechanism of its antiarrhythmic action. // "Myocardial ischaemia, heart failure, arrhytmia" The European Heart House. 1997. Copenhagen.