Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние гипотермии на Са-насос саркоплазматического ретикулума при экспериментальной тотальной ишемии миокарда крыс

ВАК РФ 03.00.22, Криобиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние гипотермии на Са-насос саркоплазматического ретикулума при экспериментальной тотальной ишемии миокарда крыс"

3Г8 ОД

АКАДЕМІЯ -НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ проблем ггювіожі’і З ТА

*-На правах рукопису

ЯРЫИШ Наталія Василівна

ВПЛИВ ГІПОТЕгМІ З НА Са - НАСОС САРКОШІАЗШІГИЧНОГО РЕТИШУМУ ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІЯ ТОТМЬНІЙ ІШЕМІЇ МІОКАРДА ЩУРІВ

03. 00. 22 - КріОбіОДОГіЯ

- АВТОРЕФЕР А.Т . '

дисертації на здобуття наукового ступеня, кандидата (Яологічних наук

м. Харків - 1993

- г -

Робота виконана на базі проблемної лабораторії кафедри

- о _

госпітальної терапії Харківського медичного інституту

• Науковий керівник:

чжек - кореспондент АН України,професор А. М. Белоус , Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук,в. н. с. Г. Ф. йггунов доктор біологічних наук, зав. відділом А. И. Божков Провідна організація: Інститут біохімії ім. А. В. Падал і на АН України (и-Кигв)

. Захист відбудеться X! 1993 р. о /3годині на засіданні спеціаліаованоі ради Д 016.60.01. при Інституті проблем кріо-бюлогії та кр і о медицини АН України ( 312015, м. Харків, вул. Переяславська, 23 ).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту проблем крюбіології та кріомедищни АН України.

Автореферат розіслано " " л 199^. р.

Вчений секретар спеціаліаованоі ради, доктор медичних наук, професор

А. Н. Гольцев

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕШ. Регуляція, клітинного метаболізму під впливом зовнішніх сигналів здійсниться за здасте різних медіаторів. до яких відносяться й і.оні: Са. голова? рс-ль у ць проте і відіграють системи. функція яких поЕ’яєана :: змінст.

концентрації цих іоків в клітині І Ритов, 198S; Д*вія»кйй, 1990). ■

Однією а найбільш досліджених систем активного транспорт;,-йонів є Са - насос саркоплазмзтичного ретикулуму (СР). За умов патологічного стану ( у випадках ішемії) спостерігається підвищення рівня цих іонів, що призводить до деградації структури та порушення скорочувальної фікції міокарда.

Для захисту міокарду від дії факторів ішемії ефективним є використання знижених температур,що понижують споживання енергетичних ресурсів міокарда (Hess,l98l; Jennings,1989), сприяють пригніченню протеолізу білкового компоненту Са-насоса CP (Kimito,1989), а також підвищують .стійкість серця до дефіциту кисню. ' . ■ ‘

. Основна маса .досліджень, . стосовано механізмів функціонування Са - насосів, виконана на СР скелетних -м'язів (Архипенко,1982; Курський,1989; Fabiato,1983; Nelson,1986). Стан Са2+- транспортуючої системи СР за умов ішемії міокарду досліджено значно менш ( Левиць кий, 1981; Булгаков, 1988; Feher, 1988). Вивчення впливу гіпотермії на ішемізований міокард дало неоднозначні дані. Деякими авторами за умов глибокого охолодження виявлені порушення у функціонуванні мембран міоцитів (Бояринов, 1981),-хоч дані інших дослідників продемонстрували як наслідок гіпотермії добре збережекня клітинних мембран та відсутність змін Са^- залежної АТОвзко: активності

в умовах значного порушення здатності СР де поглинання Са (Біленко,1933; Hess,1984). Hess (1981) і Fukurcto (1987) виявили значне поглинання йояіе Са після 60 - хвилинної тс -тальної гіпотермічної ішеміі. Гіпотермій. безумовне, позитивне, впливає на пошкоджений ішемією міокард, але молекулярним механізмам її впливу на Са^- транспортуючу функцію С? у даних

' 4 - . , • .

патологічних умовах присвячені лише поодинокі роботи (Біленко, 1S89; Булгаков, 1988; Fukumoto,1987; Baker,1983).

Виходячи в вищесказаного, актуальним є з'ясування механізмів дії на Са2- насос СР, яке дозволяє підібрати найбільш терапевтично ефективні режими знижених температур для пролонгування початку пошкоджуючої необоротної дії ішемії на міокард. Крім того, актуальність цієї роботи зумовлюється ще й відсутностю робіт, присвячених вивченню стану Са2- насосу СР міокарду на протязі всього гіпотермічного інтервалу ( від + 37°до 0°С) в умовах розвитку гіпоксичного синдрому, як основного тригеру тотальної ішемії органа.

Таким чином, нечисленність і неоднозначність даних літератури відносно стану структури та функції Са2- насосу СР при ішемічному пошкодженні міокарду в умовах гіпотермії визначають актуальність цього дослідження, присвяченого з'ясуванню молекулярних механізмів пошкодження серця при ішемії в умовах знижених температур. ■

МЕТА РОБОТИ Метою даної роботи було визначення впливу різних режимів гіпотермії на функціональний стан Cs?-. насосу. СР при експериментальній тотальній ішемії (автолізі) міокарду щурів. ' . _

Задачі дослідження. ^

1. Визначити температурну залежність пошкодження Са - насосу СР за умов трталькг-і ішемії міокарда.

2. Дослідити інтенсивність- процесів ГОЛ у мембранах СР щлі гіпотермічній шеми міокзрда (in situ та in vitro).

3. Еивчити роль процесів протеолізу у пошкодженні мембран СР при гіпотермічній ішемії міокарда ( in situ та in vitro).

4. Визначити фосфоліпідний склад мембран. СР за умов нормо - та гіпотермічної ^шемії міокарда щгрів.

5. В;івчити Са - та кофеїн - залежне інгібування акумуляції йонів Са везикулами СР після нормо- та гіпотермічної ішемії.

. НАУКОЕА НОВИЗНА. У роботі вперше здійснене дослідження зміни стану білкового і ліпідного компонентів на функцію Са^'1’-насосу мембран СР при ішемії міокарда шурів в умовах гіпо-* термії різної глибини. Показано, лр використання .гіпотермії в інтервалі температур від + 37°до + 10° С дгя зниження дії ішемії не впливає на рівень ЇДІ, але зменшує рівен-ь лізофосфа-ткднлхоліну в мембранах серцевого СР. Еперше одержані дані

Мі

[носно позитивної діі охолодження на Са'- та кофеІн -ваші механізми регуляці: функції Са"1 насоса 0? га умов іше-: міокарда аури.

ТЕОРЕТИЧНЕ ТА ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ РОВОТЛ Теоретичне ічення дослідження’ складається з розширення наїж; уявлені цяосио механізмів, аміни функції мемЬрая С? в удавах яопкг.-?ння серця. Виявлено фазовий характер змін функції Са*"--анспортуючої системи ішемзговангго міокарда в умова:: г і Пермі ї.' Перш фаза змін спостерігаються в інтервалі температур д + 37°ж> + 25°С та характеризується порушенням процесу лог-нання Са ‘’везикулами серцевого СР, інгібуванням Са2+- АїФззног живності , підвищенням вмісту вторинних продуктів ПОЛ порівно з контрольними серцями. .

Друга фаза відповідає інтервалу температур від + 25°до 5° С та характеризується захисною діє» на Саг- транспортуючу і Са -АТФавну активності СР міокарда цурів, збереженням .‘ханізмів регуляції вигаду Са2з СР, а також інгібуванням лро-юлізу і фосфолі долізу." - :

фактична цінність одержаних результатів полягає в на-кового обгрунтсванні застосування гіпотермії як протекторного аеобу ефективного захисту мембран СР при тотальній ішемії іокарда щурів. Відсутність впливу гіпотермії протягом усього ослідженого інтервалу температур (+ 37 - + 10° 0) на вміст торинних продуктів ПОЛ в мембранах СР дозволяє рекомендувати оєднане застосування гіпотермії та антиоксидантів для колекції порушення функцій СеҐ- насосу ішемізованого міокарда.

• - ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ, ВИНЕСЕНІ' НА. БАХКСТ '

.. В інтервалі температур-від + 37°до + 25 С гіпотермій упо-зі льнюєл процеси, щр призводять до пошкодження Са -транспортуючої системи мембран СР міокарда (фосфоліполіз,протеоліз, порушення Са^+- і кофеїн - залежних механізмів регуляції). ^

2. Гіпотермія в інтервал» температур від + 25°до + 5'С чинить захисну дію на Са2- насос СР міокарда щурі® У наслідок зниження рівня ■ лізофосфоліпідів, інгібування ендоиротеоліву, часткового збереження регуляційний. механізмів транспорту йонів Са.

АПРОБАЦІЯ РОБОТИ Основні положення дисертації було викладено у доповідях на Міжнародній конференції " Досягнення і перспективи розвитку крюбіології та кр і оме дядини” ( 10 -12

- 6 - ' ' лютого 1S88 p. , и. Харків) та на науковому семінарі Харківсько го НДІ терапії АШ України (1990 р.)- -

■ ПУБЛІКАЦІЇ. По матеріалах дисертації опубліковано 6 на укових робіт. .

О'БВМ ТА СТРУКТУРА РОБОТІ! Дисертація викладена на 13' сторінках, вона містить 21 рисунок, і 1 таблицю. Робота складається із " Вступу", "Огляду літератури", розділів "Матеріал і методи", "Результати досліджень", "Обговорення' результатів", "Закінчення", "Висновки". Бібліографія включає 209 посилані на вітчизняні та зарубіжні праці. • .

' ' ЗМІСТ РОБОТЕ „

Розділ 1. Тема: " Вплив гіпотермії на Са - насос саркоплаз-

мах ичного регикулуму при експериментальній тотальній ішемії міокарда шурів" (огляд літератури).

Розділ 2. Матеріали та методи дослідження.

У дослідах використовувались щури - самці лінії Вістар віком 3-8 мєсяців, щр утримувалися на стандартній дієті.

2.1. Моделювання пошкодження міокарда.

1. Тотальний автоліз. іЦурів умертвляли цервікальним

зміщенням. Серця ІЗ грудної порожнини ПОМІЦЗЛЯ в 0,9% розчин

NaCL та піддавали інкубації протягом 1 години при + 37°,+ 33°

+ 28°,+ 25% + 20°, +15°, + 10°та + S °С. Штім серця

гомогенізували.

2.а. Виділення препаратів.

1. Одер.чаняя гомогенату сердець. Серця гомогенізували в Е

- кратному об’ємі середовища, котре містило 40 мМ тряс''- HCL (pH 7,4), 5 тМ азиду натрію, 100 мМ KCL, за допомогою гомогеяізатора "Folytron" при температурі D0- + 4°С, Гомогенат зразу використовували для вимірювання швидкості поглинання кальцію СР і для виділення ізольованої фракції СР.

3. Отримання фракції мікросом із сердець щурів проводили

за Jones frt al. (1981). Всі операції одержання мікросом проводили при 0°- т 4° С. , '

2.3. Методи вимірювання.

1. Вимірювання швидкості поглинання й:>н;в Са. Швидкість поглинання Са вимірювали sa допомогою "а"'1'- селективного електроду ( фірма "Orion Research", кат.N 3S2Q) у середовищі, яке містило 100 мМ KCL, 6 mM МдСЬ^бН.^О , 5 vM NaM^, 10 mM трис

- HCL ( pH. 7.0), 15 мМ оксалату калію, 5 мМ АТФ, різні

шентрації Са та різні концентрації кофеїну при температурі ?°С. ЯК АТФ - регенеруючу систему використовували 5 мМ креа-їфосфат та О. 5 Од / мл креагинфосфокінази. Реекцію ікшійо-ю додаванням 200 мкл 20% гомогенату сердець або 150 - іюс г білку мл сєредоЕипр.

2. Вимі рюзання АТФбзно: активності мікросом. Загальну Івану активність реєстрували фотометрично за ступенем нзкс-їєння Он, який зизначали за методом Фіске - СуСбороу (1925).

- АТФаану активність визначали у середовищі з додаванням Ш ЕГТА. Активність Са - АТФази розраховували за різницею

* загальною'та АТФазнов активністю.

3. Вимірювання АТФазної активності мікросом у присутності шсшу.

Еивчали зміну АТФазноі активності мікросом у середовищі,

мало той же, склад, щр і в п. 2.3.2., тільки з добавкою шепну у співвідношенні 1:10 до концентрації білку мікросом. щентрація -.інгібітора трипсину до концентрації трипсину падала 30:1 для зупинки.реакції. Запускали реакцію додаванням *«М АТФ і 100 мкг білку СР / мл середовища..

4. Визначення кількості _ ТБК - .активних продуктів у

«йранах СР міокарда за Еладимировим (1972). .

5.. Визначення кількості фосфоліпідів у мембранах СР.

- Фос фолі піди розділяли методом тонкоиарової хроматографії, Кейтсом (1979).

6.- Концентрацію вільного ,Са +розраховували за Fabiato,

Mato (1979). .

7. Концентрацію білку визначали модифікованим - методом

^рі (1951), як стандарт використовуючи бичачий сироватковий ьбумін. .

8: Статистичну обробку результатів здійснивали за методом 'юдента - Фішера .

2.4. Реактиви. У дослідах використані реактиви: KCL,

2L. СаСІр, сахароза, MgOL^SHgO - фі рми "Anala' R" (BdK): ко-їн, МзН^- фірми "Sigma"; іонофор А23187 - фірми "СаІЬіо-?!г"; іонообмінна смола "СЬеіен 100", бичачий сироватковий ьбумін - фірми "Біо-три", ЕГТА, трипсин, соєвий гібітор трипсину - фірми "Reanal".

Інші реактиви вітчизняного виробництва, марки ОСЧ. Усі зчини готувалися на бідистильованій воді.

' - Ь - ■

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ- І IX ОБГОБОРЕНЩ.

Вивчення температурної залежності шеидкості поглинанні йонів Са везикулами Сї міокарда in situ після 60 - хвилинної нормотермічяої ішемії показало трикратне зниження досліджуване ШВИДКОСТІ (рис. 1), кр продовжує зменшуватися при зниженні температури від + 33°до + 25°С порівняно з нормотермією. У випадку такого незначного охолодження молитве порушення упоряд кованості ліпідів у мембрані, шр , в свою чергу, може впливат на функції мембранозв’язаних білкіг-. . ■

У температурному інтервалі + 25°- + 15°С ми спостерігали

О, . -

збільшення Са - транспортуючої активності везикул СР, яке виникає, очевидно, в результаті захисного ефекту гіпотермії на досліджувані мембрани. •

У подальшому ми досліджували за умов знижених температур вплив основних патогенетичних процесів, які активізуються при ішемії, на Са2+- транспортуючу функцію мембран СР міокарда шу-

ріВ. .

Одним із провідних патогенетичних процесів при ішемії є ендопротеоліз. В експериментах in vitro на везикулах CF із контрольних сердець в присутності трипсину показано, шр інкубація мікросом при + 37°С призводить до значного зниження Са -АТ^азної активності . У випадку зменшення температури інкубації до + 28° С спостерігається зниження активності основного ферменту СР в порівнйнні з контрольними значеннями. При температурах інкубації нижче + 28°С Са - АТЕазна активність знову підвивається, а при + 20°С вірогідно не відрізняється від контролю. ’ ' ■ . .

Е умовах in situ^BjraBiiaeTbca подібна температурна . за -я»жнїсть активності Са^2- АТФази (рис. 2). Зниження Са2-АТФазної активності при норштермічній іиемії, на нашу думку, пов'язано з активацією протеолітичних ферментів у даних експериментальних умовах. Можна припустити, що зміна активності Са,М* - АТїази СР пов'язана аі зміною ліпідного компоненту мембран через те,, .пр цей фермент має чутливість навіть до незначних змін мікров’язкості ліпідного подвійного шару. Існує критичне значення в’язкості, при якому ц?^ параметр починає лімітувати активність Са,+м£+- АТ&ги иі-мбран СР, іпр може пояснити , принаймі частково, зниження Са^ АТФазноі активності при температурах ішемії від •+ 33°до +25°С.' Зниження

К 37 33 25 25 25 15

ТЕМПЕРАТУРА ІШЕМІЇ, 0 С

Fife. 1. Залежність швидкості поглинання іонів Са серцевим сар-коплазматичяш ретикулумомвід температури ішемії К - контроль

* - р < 0.05 ПС’ відношенню до контролю § ОЛЗО

g’0.02? -

З к- 37 33 28 2S 2) 15 10 5

S 2+ ТЕМПЕРАТУРА ІІЯШІЇ, °С ?ис.2. Залежність Са - АТФазної активності мембран гз^копл^г-

матичного р?тішулуму сердець щурів від гемк-ратда іе»чі

К - контроль

т*г - г.- < О. Do ПО 51 ДНГ'ШгННЮ до контролю-

температури нижче + 25°С мояе привести до кластеризаці і та латерального розподілу ліпідіе, ідо підвищує пасиЕну вибіркову проникливість мембран Сї. У цих умовах збільшується витікання сі?+ ар транспортується їв СР чере-э систему пасивного транспорту ээ допомогою пасивної дифувіі. Витікаючий Са“ реактивує ? + 2+ ■

Са", - АТФазу, іцр виявляється , як здається, а підвищенні

активності ферменту. Збільшення Са - АТЗазноі активності моле відбуватися через зміну стану самого ферменту, числа його активних молекул, оскільки показано, що зменшення температури

,2+,2+

пригк-Дйїь до гміни характеру розщеплення Са, !*%' - ніч»ги <-г.

Таким чином, у процес: кормо- тз гіпотермічної ішемії проходить зміна функціональної активності Са; .чіЕази ,

«на обумовлена, можливо, порушенням Фізико - хімічних властивостей ліпідів мембран СР міокарда, зміною активності самих протеолітичних ферментів або порушенням стану чи доступу ферменту для ендопротеаэ.

ксплазмзтичяого ретикулуму із сердець щурів аа умов різних температурах ішемії та,інкубації in vitro по осі абцис: А -температура інкубації,®С Б - температура ікємії,°С

мг бідну ■

В - вміст Щк, нмоль ЩА/ мг білку А -Щ ; Е -□ ' '

х - р<0.05 по відношенню до рівня при ішемії + Э7 °С

о

Б

ТШІЕРАТУРА,0 с

А

Рис. 3. Вміст і швидкість накопичення ВДА в мембранах сар-

по осі ординат: А - шеидкісті накопичення Щк, ■ нмоль/ хвил*-

- 11 -

У регуляції метаболізму ліпідів біомємбрач важлива роль належить процесам ПОД У наших експериментах мембрани СР із контрольних сердець піддавалися інкубації з прооксидантною системою Ге2++ аскорбат при різник температурах (рис. ЗА). Зниження температури середовища інкубації мембран СР із контрольних сердець ВІД + З73 до + 10°С призводить до пониження швидкості накопичення ТБК - активних продуктів. При температурах інкубації вище + 15°- +■ 20°С реєструється більша швидкість накопичення МДА, що пов’язано , можливої зі зміною фізичного стану ліпідного бішару. Очевидно, щр при. ішемії серця за умов гіпотермії накопичення перекисних продуктів у мембранах СР будуть не таким значним, як у випадку яорштермічної ішемії. Дійсно, інкубація контрольних СР при температурі нихче + 37°С продемонструвала зниження швидкості накопичення МДА, що , на нашу думку, мусило б корелювати з підвищенням швидкості транспорту . везикул СР при гіпотермічних температурах (рис. 1; ЗА). '

Подальші наші експерименти показали, що кількість ендогенних ТБК - активних продуктів в СР із сердець,ішемізованих лри різних температурах, подібна (рис. ЗБ). ГОЛ, явно, дає пев-

24-

ний внесок у зниження Са - транспортуючої активності СР не ТІЛЬКИ при нормотермічної/, зле й при гіпотермічному автолізі. Можливо, при гіпотермічній тотальній ішемії серця створюються умови, за яких може виникзу-ги дисбаланс у швидкостях клітинних реакцій. За умов іп зіЬи при зниженні температури зменшується активність антиоксидантної та, в той ж час, прооксидантної системи. Внаслідок виникнення дисбалансу між цими двома системами кількість МДА практично не відрізняється за показниками при всіх вивчених температурах. •

Такім чином, захисна дія гіпотермії за умов ішемії на Са2-+

- насос СР міокарда щурів викликана не зміною кількості-вторинних продуктів ПОЛ, а інгібуванням деяких інших патогенетичних процесів. -

' Сосфоліпіди , масові зміни яких спостерігаються при ішемії, відносяться до основних структурних компонентів біологічні:-; мембран.

Бормотермічна ішемія (при 4- 37 0 С) призводить до

збільшення кількості лівофосфатидилхоліну (ЛФЗС) в мембранах СР більш, ніж в 1,7 раза (кількість дано в % від сумарного вмісту

фосфодіпідів). Це може бути викликано активізацією фосфоліпаг або процесів ГОЛ. Вміст ЛФХ в мембранах СР після гіпотермічної ішемії знижується порівняно а нормотермічною ішємієя. Подібне зниження кількості ЛФХ порівняно в кількістю його в мембранах . СР із нормотермі чно іиемігованого серця може бути пов'язане г уповільненням процесу фосфолішшзу при гіпс-термічни-: .температурах порівняно в нормотермі чною ішемією (+о7ьС). Дані відносно накопичення лівоформ знаходяться у прямих стосунках а і зниженням Са^- транспортуючої функції СР (.рис. 1).

Після нормотермічної ішемії (+ 37°С) відбувається збільшення кількості фосфатидилінозитолу (ФІ) в мембранах СР порівняно в контролем . Очевидно, це пов'язане 8І зниженням активності Ш - фос<$оліпааи С в умовах.ішемії, щр було відмічено Эсгжет^г (1987;. При зниженні температури ішемі ї спостерігається тенденція до зменшення вмісту даного фосфоліпіду, який досягає при + 15°С приблизно БО % від кількості ФІ при нормотермічній ішемії . Можливо, при.охолодженні посилюється розпад даного фосфоліпіду, необхідного для створення цитоплазматичних іногктол - три - та діфосфатїв. ■ .

Що стосується решти, фракцій фосфоліпідів мембран СР, слід відзначити зниження кількості фосфатидилхоліну (Ш) та збільшення кількості , фосфатидияетаноламіну-(ФЕА) порівняно з аналогічними фракціями в мембранах контрольного СР післ^. годинної' нормотермічної ішемії .••.У мембранах СР здійснюється оборотний процес перетворення ФЕА в ФХ Зміщення^зів^говаги в бік зворотної реакції призводить до інгібування Са,К& - АТОааи СР. Даний процес можна розглядати також як один із факторів, знижуваючих Са^+-. транспортуючу активність ферменту. При охолодженні спостерігається та ж тенденція, проте збільшення вмісту ЕЕА і зменшення ФХ менше, ніж у випадку нормотермічної ішемії. . •

Усі відмічені наш процеси, а саме : ГОЛ, накопичення

ЛФХ, зміна фосфодіпідного складу - можуть призвести до емік: ліпідного компоненту мембран та до підвищення її пасивної проникливості. Наслідком цього вважається порушення^ функці і Сг

- насосу везикул СР міокарду. Краще збереження Са - транспортуючої активності мембран СР спостерігається при температура: нижче + 25°- + 20°С , очевидно, внаслідок гальмування ендопро-теоліау та фосфоліполізу. •

' 13 - ч Порушення функціональної активності Оа - насосу при іше-п; міокарда виникає не тільки через зміну структурної . суцільності мембран в результаті активізації основних пато-■енетичних процесів, але й внаслідок: порушення механізмів

іегуляці і Са - транспортуючої системи. -

0\. ■

Ми вивчали роботу Са - насосу в гомогенаті із нормо- і

іпотермічних сердець при 15 мкМ вільного Са, концентрації

лизької до такої в ішеміговзяому міокарді, та при 1,5 мкМ в

ередовищі вимірювання, ідо відповідає оптимальній концентрації

ля роботи Са - насосу. З гомогена^ шемізованих сердець при

няжнні концентрації еовнїшгого Са від 15 до 1,5 мкМ виникає

етивізація швидкості поглинання іонів Са приблизно на 17 %,

о менше, кі.ч у контрольній групі, в якій Са - транспортуюча

ктизність підвищується в 2, 5 рази , В гіпотермічних умовах зі

иекиенням концентрації зовнішніх іонів Са від 15 до 1,5 мкМ

етивізація поглинання С^+С? приблизно на 40 % більша, ніж піс-

п гіпотермічної ішемії ( р < 0,05). Очевидно, отримані

■ 2*-

гзультати обумовлені захисною дією охолодження на Са -

їгуляці» транспорту йонів везикулами СР. Цожяа припустити, що

гимуляція С^- насосу СР концентрацією Са / ідо виникає поза

ґЗикуламя, Фізіологічно передбачена ■ та необхідна для

гакціонуваяня цього процесу за умов концентрації Са^яка по-

мйно змінюється. Порушення скорочування серця при ішемії могке

ти зумовлене, шркайменс^ частково, відміченими наш по-2+ р. тпеннями Са - залежної регуляції транспорту Са.

Для підтвердження цього припущення наш були проведені ‘слідження впливу другого агенту,, що викликає активацію Са+-іналі'в,- кофеїну, на швидкість поглинання йонів Са з нормо -: гіпотермічних сердець. При концентрації Донів Са в середо-:лу вимірювання 1,5 мкМ концентрація кофеїну (І.мМ) в наших юзах приводить до максимального інгібування швидкості пог-нання С^"\рда. 4}.. В контрольній та гіпотермічно ішемі-ваній групах ця концентрація кофеїну знижує швидкість анспорту йонів.Са приблизно на 45 %. При нормотермічній іше-ї. ( + 37 *С) спостерігається зменшення швидкості поглинання ", викликаного кофеїном, майже на 60 2.^ При значно нижчих нцентраціях ко<£еїну ( 1 мкК) транспорт Сз в СР пригнічується усіх 3 групах. Однак і тут величина інгібування в гомогенах іа контрольних та гіпотермічно і демізованих сердець на 10 -

КОНЦЕНТРАЦІЯ КОФЕЇНУ, мМ -

Рис. 4. Залежність швидкості поглинання юків Са саркоплаема-

2+ ■

тичним ретикулумс'м при концентрації Са 1,5 шМ від конце-нтрацзі кофеїну 1 - К - контроль; 2 - + 5°С ; 3 - + 37°С .

* - Р < 0.05 ПО ВіДНОЕЄНКВ до контролю

Рис. Б. Еалемвість швидкості поглинання іонів Са саркопльема-

2+

тичнкі ретккулумом при концентрації Са 1с ігкіі нід концентрації ксфеїну 1-й - контролі; 2 - + 5°С; -3 - * З?°С .

* - р < 0.05 па відношенню до контролю __ •

15 % менше, ніж інгібірування після нормотермічної ішемії. Дані, отримані наші, вказують на те, що для максимального пригнічування поглинання йояіз Са С? із авго-лізовзного серця (* 37°С) потрібна менша концентрація кофгїну , ніж для

подібного процесу в СР із контрольних сердець. Очевидно,Щр Б ішемізованому міокарді порушені механізми регуляції викиду С-з?* чи, мохливо, Се?+ - транспортуюча система С? після

нормотермічної ішемії (Ильи чутлива до дії кофеїну.

' При більших концентраціях Са“^+(рие.5) спостерігається подібна залежність ешидкост ї поглинання йонів Са- від концентрації кофеїну, проте, ефект кофеїну має тенденцію до знижння, особливо порівняно З ВІДПОВІДНИМИ ШВИДКОСТЯМИ транспорту Са* виміряними у гомогенаті при малих концентраціях Са^та ішемігованих при + 37°С сердець ( рис.4,5; криві "З"). Порівняння залежності транспорту Са вегикуламзі СР сердець, підданих гіпо^рмічно: ішемії ( + 5 °С), зід ріаних

концентрацій Са дозволяє відзначити, ир при всіх концентраціях кофеїну не спостерігається статистично вірогідної відміни (рис. 4,5; криві ’’2").

Таким чином, механізм викиду Са .із СР автолізоваяого серця більш чутливий, НІ я із СР контрольного серця, до зовнішньої концентрації йо.чів Са та до невеликих концентрацій кодеїну, ар призводить до уміял функціональних характеристик Са - транспортуючої активності, а також до збільшення чутливості пЬ відношенню до будь - якого впливу, що викликає викид іонів Са із цистерн СР міокарда щурів. Глибока гіпотермія ( 5°С ) дозволяє частково застерегти цих порушень.

Таким чином, протекторна дія гіпотермії на функцію Са -транспортуючої системи СР кардіомюцигів-за умов'тотальної іве-мії здійснюється внаслідок гальмування ендопротеолізу, фосфолі полізу та в результаті часткового запобігання порушення регуляторних механізмів функціонування С§¥- насосу зазначених мембран. ■

’ ВИСНОВКИ „ .

2+

1. Протекторна дія гіпотермії на Са - насос СР при то -тзльній ішемії міокарда здійснюється шляхом інгібування процесів ендопротеолізу та Фоефояіполізу і позитивного впливу на регуляційні Са - і кофеїн - ралеяні механізми.

2. Виявлено фазовий характер .змін Са'"'*'- транспортуючої

- 15 - - ■

системи ішеміеованого міокарда в умовах гіпотермії.

3. При гіпогерш і в інтервалі температур від + 37°до + 2Б°С виявлено гальмування -процесу поглинання йоніб Са везикулами СР міокарда інгібування Са“- АГФеаної активності, підвисання вмісту вторинних продуктів ІЗОЛ. ,

4. Гіпотермія в інтервалі температур від + 25сдо + 5°С

чинить захисну дію на Са+- транспортуючу активність СР міокарда щурів аа рахунок інгібування процесів протеолізу і ^осфзліполіау та спричиняє стабілізуючий'ефект на С^+- та кофеїн - залежні механізми регуляції Са^- насосу ретикулярних мембран. . ■ ’

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІГ SA Т21Ш ДИСЕРТАЦІЇ

1. - БроЕкович Е. М., іїрі&т Е В. Исследование механизмов защит-"~~

^>4. .

ного действия гипотермии на Са" - насос саркоплазматического ретикулума при автолізе миокарда - Укр. бкохіім. дурк. - 1589. -N 6. - С.' 58 -61. , .

2. Ерозкович 5. Ы., Ярмш Н. Е. Лерекисное окисление липидов ари гилотермической защите мембран саркоплазмзтического ретикулума ишемизированного миокарда. - Криобиология.- 1930. -Н 1,- С., 21

- 24. . . • • . . '

3. Малая Л. Т., Бровкович В. Ы. , Ярмшп Е Б.. Влияние • ,

кофеина -и Сз"'+на Са^- транспортирующую активность сарко- /■' плагмагического ретикулума в гомогенате из норме - -и «изотермически ишемизированных’сердец крыс. - Криобиология. - 1991.- . К 1. - С. 1S - 23. ’ ' . . . '

4. Малая Л. Т., Белоус А. К., Яртш К Е., Еровковкч В. №. .

?+ ‘

З&сяедование структуры и функции Са -насоса сарколлазматичес-кого ретикулума при гилотермической ишемии миокарда крыс. -Докл. АН Украины. - 1SS2. - фэЕр. - К. 2. - С.144 - 147.

5. Малая Л. Т., Бровкович Е. Е , Лазарева С; А., Бахова JL К.,

.Яршш Е Е. Гипотермическая защита мембран ишемизированного миокарда. - Тег. докл. международной конференции "Достижения у. перспективы развития криобиологии и криомедицины". -Харьков, 1988. - С. Ш - 112. . .

6. Ярмьш Е Б., Бровкович Б. U. ■ Механизмы защитного действия

гипотермии на Са'£+- насос саркоплазмзтического ретикулума при экспериментальной ишемии миокарда крыс. - Тез. докл. 2 -ой международной конференции "Успехи современной криобиологии” .

- Харьков, 19S2. - С. 210. .