Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние паратиреоидного гормона на механическую активность миокарда

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние паратиреоидного гормона на механическую активность миокарда"

российская академия наук

Институт физиологии им. акад. И.I I. Павлова

РГб од

на правах р> копией

Барабанова Та1ьяпа Альбертвна

ВЛИЯНИЕ ПАРАТИРЕОИДИОГО ГОРМОНА НА МЕХАНИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ МИОКАРДА

Специальность: 03.00.13 - Физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссеркщии на соискание ученой степени кандидата биологических наук

11аучный руководитель: докт. медицин, наук С.К. Чурииа. I{аучнми консультанг: докт. биологии, наук з.д.н. B.C. Мархасин

Санкт - Петербург 1996

Работа выполнена в Институте физиологии им. И.П. Павлова РАН

Научный руководитель: доктор медицинских наук С.К. Чурина

Научный консультант: доктор биологических наук, з.д.н. B.C. Мархасин

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

з.д.н. В.Г. Шаляпина акад. РАЕН, доктор медицинских наук, профессор P.C. Орлов

Ведущее учреждение: Санкт-Петербургский государственный университет

Защита диссертации состоится " ¡1" 1996 г.

в /V часов на заседании Диссертационного совета К 002.36.01 по присуждению ученой степени кандидата наук при Институте физиологии им. И.П. Павлова РАН по адресу: 199034, С.- Петербург, наб. Макарова, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института. Автореферат разослан " Х- P.cSÖ^ 1996 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат биологических наук

Э.А. Конза

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время установлена ключевая роль апьция, и в частности его активной ионизированной формы, во всех жизненно ажных функциях организма (Постнов Ю.В., 1978, Bogin Е. et а!., 1982;). Столь ажная роль ионов кальция в функционировании организма предопределила озникновение в процессе эволюции специфической системы тонкой регуляции го обмена. Такую функцию выполняет гормональная система регуляции альциевого метаболизма, где центральное место занимает паратиреоидный ормон (ПТГ) наряду с активной формой витамина Дз и кальцитоишшм.

По классическим представлениям органами-мишенями для ПТГ служат ость, почки и эпителий тонкого кишечника, причем для осуществления эффек-а ПТГ необходимым условием является его связывание с рецепторами мембраны клеток-мишеней с последующей активацией системы аденилатциклаза -1АМФ (Bogin Е. et al., 1982; Larno S et al. 1980), усилением входа Са2+ в клет-у (Allen D.G. et. al., 1984; Massry J.G., 1982) и инициацией внутриклеточных фоцессов. Вместе с тем накопившиеся к настоящему времени -жсперименталь-1ые данные свидетельствуют о возможном влиянии ПТГ на клетки тканей, не физнанных в качестве мишеней для его действия. Среди них можно отметить слетки крови (Massry J.G., 1982), железистой (Гамбарян А.К. и др., 1988, Држевецкая А.И., 1974) и нервной ткани ( Худовердян Д.Н. и др., 1992). мио-гиты гладкой (Скрыпшок З.Д., 1989; Anderson S. et al., 1983), скелетной Никушин В.Г. и др., 1988) и сердечной (Барабанова В.В. и др., 1989' Bogin Е. et il.,1980) мышц.

Одновременно с .установлением важнейшей роли ПТГ в регуляции гомео-;таза кальция, накоплен огромный материал, свидетельствующий о токсической золи этого гормона. ПТГ оказывает разрушающее действие на миокард (Bogni Е., 1980), почку (Слатопольска Э. и др., 1983; Massry J.G., 1982) и другие ткани ^Avram М.М. et al.,1979). Учитывая исключительную значимость ПТГ в формировании сердечно-сосудистой- патологии, представляется целесообразным исследование действия ПТГ на механическую активность миокарда в режиме, имитирующем условия нагружения интактного сердца. Моделирование на изо-пированном миокарде последовательности нагрузок в соответствии с каждой фазой сердечного цикла позволяет изучать влияние ПТГ на параметры сокращения и расслабления в строго контролируемых механических условиях, т.е. при фиксированных знаниях длины и нагрузки.....

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - исследование действия ПТГ на механическую активность и ритмоинотропные отношения в миокарде крыс в условиях измененного метаболизма кальция.

Задачи исследования:

1. Исследовать влияние ПТГ на механическую активность миокарда в изометрическом режиме и в режиме с физиологической последовательностью нагрузок.

- 2. Изучить особенности действия ПТГ на параметры механической активности миокарда в изометрическом и физиологическом режимах в гипер- и гипокальциевой среде и на фоне активации аденилатциклазной системы норад-реналином.

3. Исследовать влияние ПТГ на ритмоинотропные отношения в миокарде

крыс.

4. Исследовать особенности механической активности, ритмоинотропии миокарда крыс, инъецированных ПТГ в течение 6-8 дней (модель экспериментального гиперпаратиреоза).

Новизна полученных данных.

1. Впервые изучение влияния ПТГ на механическую активность миокарда крыс проводилось в физиологическом режиме механических нагрузок, позволяющем на изолированной мышце воспроизвести режим, имитирующий условия нагружения миокарда в интактном сердце.

2. Впервые исследованы особенности влияния ПТГ на механическую активность миокарда крыс в гипо- и гиперкальциевой среде и в условиях активации аденилатциклазной системы (АЦ-цАМФ) норадреналином в физиологическом режиме нагрузок.

3. Впервые было изучено действие ПТГ на процесс расслабления миокарда в условиях физиологического режимы нагрузок. Показано, что при всех ко-нечносистолических длинах паратиреоидный гормон уменьшал характерное время расслабления t3o, увеличивая относительную скорость расслабления.

4. Впервые исследовано влияние ПТГ на ритмоинотропные отношения е миокарде крыс. Установлено, что ритмоинотропные явления (связь " частота ■ сила", постстимуляционная потенциация, потенциация покоем) в миокарде крыс подвергаются существенным изменениям при действии ПТГ, причем этт изменения ярко выражены при всех условиях эксперимента. ПТГ, сглаживав частотную зависимость силы сокращений, вызывал наиболее яркий признак по ражения миокарда - подавление лестницы Боудича, снижение (вплоть до подав ления) постстимуляционной потенциации и потенциации покоем.

5. Впервые проведен сравнительный анализ действия ПТГ на механиче скую активность миокарда в опытах in vitro и in vivo у крыс, инъецированны: ПТГ в течение 6-7-8 дней. Показано полное совпадение изменений параметро]

механической активности миокарда крыс, инъецированных ПТГ в течение 6-7 дней, и в опытах, проведенных in vitro.

Научно-практическая значимость работы. Результаты работы способствуют углублению представлений о механизмах регулирующего влияния специфических кальций-регулирующих гормонов (КРГ) на обмен кальция и функциональную активность возбудимых тканей, у которых не выявлены специфические молекулярные рецепторы. Установленные механизмы регулирующего и токсического действия ПТГ на миокард могут служить основой рекомендаций по эффективному применению его в медицинской практике.

Идентичность данных, полученных при действий ПТГ в опытах in vivo и in vitro свидетельствует о правомерности исследования механизмов регулирующего и токсического действия ПТГ на препаратах изолированного миокарда.

Использование режима с физиологической последовательностью нагрузок позволило:

1. Выделить чисто расслабляющий (лузитропный) эффект ПТГ, не зависящий от инотропного влияния гормона;

2. Получить новые данные о влиянии ПТГ на параметры сокращения и расслабления.

Исследование влйяния ПТГ на ритмоинотропные отношения в миокарде позволило выявить внутриклеточные структуры, ответственные за токсическое влияние гормона.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания обьектов и методов исследования, четырех глав с изложением результатов экспериментов и обсуждения, выводов и списка цитируемой-литературы. Работа изложена на 165 страницах машинописного текста, иллюстрирована 29 рисунками и 6 таблицами. Список литературы включает 58 отечественных и 100 зарубежных авторов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всесоюзном симпозиуме "Физиология и патология сердца", (г. Киев, 1992), на III Международном симпозиуме по сравнительной электрокардиологии (г. Сыктывкар, 1993), на 1 сьезде нефрологов России (г. Казань, 1994), на IV конференции нефрологов Северо - Запада России с участием ведущих специалистов из западноевропейских стран (г. Иматри, 1995).

Публикации. По "материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 6 научных статей и 4 тезисов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено на тонких папиллярных мышцах правого желудочка сердца крыс длиной 2-3 мм и площадью поперечного сечения до 0,3 мм2.

В работе были использованы самцы крыс линии Вистар. Общее число э периментов -250. В настоящей работе исследовались крысы следующих групг

- крысы линии Вистар в возрасте 8-10 недель (п=40); 2 - крысы линии Виста возрасте 8 недель, получавшие ежедневно внутрибрюшинные инъекции пара реоидного гормона (ПТГ) (5 Ед на 100 г массы тела) в течение 6, 7 и 8 д| (п=15).

Установка для исследования механических свойств мын разработана творческим коллективом отдела биофизики Института физиоло! УрО РАН (г.Екатеринбург).

Сервосистема включает систему управления, позволяющую на изоли ванном миокарде моделировать характер нагружения сердечной мышцы в сс ветствии с каждой фазой сердечного цикла и с учетом механических обрап связей, существующих между сердцем и сосудистым руслом. Система упр ления установкой позволяет контролировать и задавать следующие мехаш ские режимы:

- уровень преднагрузки (имитация конечнодиастолического давлени желудочке);

- уровень постоянной составляющей постнагрузки (имитация конеч диастолического давления в выходящих сосудах сердца);

- уровень переменной составляющей постнагрузки (имитация той ча нагрузки для сердца, которая зависит от скорости и объема выбрасываемой лудочком крови и определяется импедансом сосудистого русла);

- уровень общей нагрузки (имитация конечно-систолического давлен! желудочке);

- скорость и форму диастолического растяжения (имитация парамет диастолического наполнения желудочка кровью из предсердия).

Папиллярные мышцы животных помещали в термостатическую р; чую камеру с проточным физиологическим раствором следующего состава: >

- 139,30 ; КС1 - 3,50; ЫаН2Р04 - 0,58;КА2НР04 -2,11; НаНС03- 1,79; гл* за - 8,33; СаСЬ -2,25; Мц504 - 0,63 ммоль/л. Буферные компоненты обеспеч ли рН=7,3±0,05. Скорость протока раствора была стабилизирована перист тическим насосом в пределах 5-35 см3/мин. Стабилизация скорости про' создавала постоянный уровень раствора в рабочей камере, что в итоге спосо вовало улучшению соотношения сигнал/шум датчика силы. Температуру твора поддерживали с помощью ультратермостата на уровне 29±0,5° С.

Эксперименты выполнены в изометрическом режиме и в режиме с фи логической последовательностью нагрузок.

\

А Б

Рис Л Механическая активность миокарда в различных режимах нагружения.

А - изометрический режим

Б - пример экспериментальной записи механического напряжения (Р) и длины (Ь) изолированной мышцы сердца крысы в физиологическом режиме механических нагрузок.

I - IV "соответствуют фазам сердечного' цикла (изоволюмичсского напряжения, выброса, изово.чюмиче-ского расслабления и диастолического наполнения):

1 - напряжение преднагрузки

2 - напряжение, при котором начинается укорочение

3 - конечносистолическое напряжение

4 - напряжение, которое соответствует давлению открытия

клапана между предсердиями и желудочками.

При регистрации сокращений в изометрическом режиме в качестве измеряемых параметров служили: максимум силы изометрического сокращения (Р0), время достижения максимума силы изометрического сокращения (ВДМ), характерное время расслабления 1зо (рис. 1). Последний параметр отражает время рассабления изометрического сокращения до 30% от его максимальной амплшу-ды.

Для более полной оценки сократимости миокарда, а также его способности к расслаблению использовали описанный выше физиологический режим.

В качестве меры механической функции .миокарда получали связь ко-нечносистолическая длина (Цс) - конечносистолическая сила (Ркс), а также

t3o, где t30 - характерное время расслабления изолированного миокарда в фазу изометрического расслабления (рис. 1).

■ При обработке материалов использовались стандартные параметрические методы статистики.

Оценку характера статистического распределения значений признаков производили с помощью коэффициентов асимметрии и эксцесса. Динамику (во времени) изменений Ро, t3o и ВДМ оценивали с помощью парного t-критерия Стьюдента. Влияние условий, в которых реализовалось действие ПТГ (гормон в чистом виде, с добавлением норадреналина, в гиперкальциевой среде, в гипо-кальциевой среде) анализировали с помощью однофакторного дисперсионного анализа. Оценку различий между разными условиями опыта выполняли с помощью критериев множественных различий: Стьюдента-Ньюмена Коулза (SNK), Тьюки (Т), Шеффе (S), а также методами максимального правдоподобия и наименьших квадратов (LSM).

Статистические расчеты выполнялись на ПЭВМ IBM 386/DX с использованием стандартных пакетов прикладного статистического анализа (Statgraphics v. 3.0 и др.).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Действие паратиреоидиого гормона на связь "длина-сила" миокарда

крыс.

В изометрическом режиме паратиреоидный гормон (7,5-10"8 М) оказывал выраженное отрицательное инотропное влияние на силу сокращений миокарда крыс контрольной группы.

Действие ПТГ на время достижения максимума оказалось двухфазным незначительное увеличение ВДМ на 3 мин действия гормона сменилось на 5 v 10 мин уменьшением длительности ВДМ.

При изучении механической функции миокарда в физиологическом режиме были получены дополнительные сведения о влиянии ПТГ на эту функцию. Введение ПТГ в перфузируемый раствор при любом фиксированном значении Lkc приводит к уменьшению силы сокращений. На 5 мин действш гормона тангенс угла наклона связи LKC-PKc уменьшается, что указывает на падение сократимости. При продолжающемся действии гормона, к 10 мин наблюдается углубление эффекта ПТГ, сопровождающееся дальнейшим падением сокра тимости миокарда (рис. 2).

Количественная величина эффекта ПТГ была наибольшей при исследо вании влияния гормона на миокард в физиологическом режиме нагрузок.

max

Рис. 2. Влияние ПТГ на связь длина - сила в контрольном растворе

1 - контрольный раствор

2-5 минут действия ПТГ

3-10 минут действия ПТГ.

1.1 .Действие паратиреоидного гормона в гиперкальциевой среде.

В изометрическом режиме ПТГ в условиях избытка ионов Са во внеклеточной среде (5,0-10 3 М) оказывал выраженный отрицательный инотропный эффект.

При исследовании действия ПТГ на механическую активность миокарда крыс в условиях избытка ионов Са во внеклеточной среде было показано, что в физиологическом режиме нагрузок при любом фиксированном значении LKC сила сокращений падает. В гиперкальциевой среде сохраняется обычный эффект ПТГ на силу сокращений: монотонное падение сократимости миокарда, приводящее к отрицательному инотропному эффекту.

Увеличение внеклеточной концентрации кальция на фоне выраженного эффекта ПТГ, не только препятствует дальнейшему развитию токсического действия ПТГ, но и приводит к частичному восстановлению сократимости миокарда.

1.2. Действие паратиреоидного гормона в гипокальциевой среде.

Добавление в перфузируемый гипокальциевый раствор (1,25-10 "3 М) ПТГ не вызывало изменения максимальной силы сокращений (Р0), регистрируемой в изометрическом режиме. Время достижения максимума несколько увеличивалось.

Исследование действия ПТГ на механическую активность миокарда крыс в условиях пониженного уровня Са во внеклеточной среде в физиологическом

режиме нагрузок показало, что при любом фиксированном значении Ькс сил сокращений незначительно возрастает. Таким образом, в гипокальциевой сред не наблюдается характерного для ПТГ отрицательного инотропного эффекта.

1.3. Действие паратиреоидиого гормона в условиях активаци, аденилатцикпазной системы порадрепалином.

Влияние паратиреоидного гормона на силу сокращения миокарда крыс изометрическом режиме на фоне стимуляции аденилатциклазы норадреналино! не проявлялся на 5 мин действия гормона, а на 10 мин отрицательный инотрои ный эффект ПТГ был значительно снижен. Добавление ПТГ на фоне предва рительного действия норадреналина приводило к уменьшению -ВДМ на 17-22° (в контроле оно составляло 10-12%).

При всех фиксированных Ькс предварительное введение норадреналина перфузируемый раствор уменьшало падение силы сокращений при действи ПТГ.

2. ДЕЙСТВИЕ ПАРАТИРЕОИДНОГО ГОРМОНА НА ПРОЦЕСС РАССЛАБЛЕНИЯ МИОКАРДА КРЫС

2.1. Действие ПТГ на процесс расслабления миокарда в изометрическая режиме.

В изометрическом режиме ПТГ в контрольном растворе вызывал заме^ ление релаксации миокарда. В гиперкальциевой среде, а также в условиях акта вации аденилатциклазы норадреналином, добавление ПТГ вызывало увеличени относительной скорости изометрического расслабления, т.е. ускорени релаксации. В гипокальциевой среде ПТГ не оказывал достоверного влияни на скорость изометрического расслабления миокарда (табл. 1).

Таблица 1

Влияние ПТГ на характерное время расслабления 1зо, %

Условия проведения эксперимента Объем выборки, п Контрольная величина до воздействия, % Время действия

5 мин 10 мин

контрольный раствор Кребса 10 100 112,26±0,71" 111,4±0,53"

гиперкальциевая среда 10 100 88,95+1,74" 87,84±1,35"

гипокальциееая среда 10 100 100,06+0,9 100,41+0,6

на фоне норадреналина 10 100 74,04+4,8* 71,92+4,3'

" -р<0,01

Рис. 3. Влияние ПТГ на связь длина - характерное время расслабления 1зо в контрольном растворе

2.2. Действие ПТГ на процесс расслабления миокарда в режиме с физиологической последовательностью нагрузок.

Полученные результаты показали, что лузитропное действие ПТГ в контрольном растворе сводится не к замедлению релаксации, как это было показано в изометрическом режиме, а к ускорению расслабления (рис. 3). Это принципиально новый факт.

В гиперкальциевой среде и в условиях активации аденилатциклазной системы норадреналином введение ПТГ в перфузируемый раствор уменьшает характерное время расслабления 1зо, т.е. увеличивает относительную скорость изометрической фазы расслабления.

В гииокальциевой среде ПТГ не оказывает достоверного влияния на расслабление при всех Ькс.

3. ВЛИЯНИЕ ПАРАТИРЕОИДНОГО ГОРМОНА НА РИТМОИНбТРОПНЫЕ ОТНОШЕНИЯ В МИОКАРДЕ

3.1. Действие ПТГ на стационарную' связь частота-сила.

Паратиреоидный гормон оказывает выраженное влияние на изменение связи частота-сила в миокарде крыс. Однако эти изменения различны в контрольном растворе, в гиперкальциевой среде и на фоне активации аденилатциклазной системы. В контрольном растворе ПТГ сглаживал частотную зависимость силы сокращений, вызывая подавление лестницы Боудича. В среде с увеличением внеклеточной концентрации Са2+ и на фоне добавления норадрена-лина, при действии ПТГ наблюдалась двухфазная зависимость силы сокращений

от частоты стимуляции и увеличение диастолического напряжения в гиперкал циевом растворе.

3.2. Действие ПТГна постстимуляциониую потенциацию.

ПТГ вызывает полное подавление постстимуляционной потенциации, я ляющееся признаком нарушения связи интервал-сила. Подавление постстим ляционной потенциации указывает на резкое снижение сократительной функщ миокарда под влиянием паратиреоидного гормона,

3.3. Действие ПТГ на потенциацию покоем,

ПТГ снижал или полностью подавлял потенциацию покоем в миокар, крыс (табл. 2). Однонаправленное действие гормона наблюдалось в гиперкал циевой среде, на фоне активации аденилатциклазной системы норадреналино а также при добавлении СаСЬ на 5 мин действия ПТГ.

Таблица 2

Влияние ПТГ на потенциацию покоем папиллярной мышцы ___крысы после трехминутной паузы_

Параметры Величина Отношения Отношения

условия амплитуды первых 15-х

эксперимента сокращений, . % сокращений, aja, сокращении, М),

1. Контрольный 136+10,5" 1.0 1,0

раствор Действие ПТГ:

2. В контрольном 98+5,0 0,74±0,05 0,74+0,05

растворе 3. В гиперкальци- 97+3,3 0,71 ±0,16 0,69±0,02

вой среде 4. На фоне 85+7,5" 0,81 ±0,02 0,76+0,05

норадреналина 5. На фоне 5 мин 95±5,0 0,70±0,05 0,70±0,05

действия ПТГ

** - р<0,01

величина выборки в каждой серии равна 8

Поскольку ключевую роль в ритмоинотропии миокарда выполняет С полученные данные свидетельствуют о повреждении этой структуры паратире идным гормоном.

4. ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МИОКАРДА КРЫС С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ГИПЕРПАРАТИРЕОЗОМ

Задачей настоящей части исследования явился сравнительный анализ дс ствия ПТГ на механические свойства и ритмоинотропию миокарда в опытах vitro и in vivo и при прямом действии гормона на препараты изолирование миокарда крыс. Кроме того, на папиллярных мышцах крыс получавших инъ«

ии ПТГ (5 Ед на 100 г массы тела) в течение б, 7 и 8 дней, исследовалось влия-ие рабочей концентрации гормона, используемой в опытах in vitro

4.1. Механическая активность миокарда крыс, ииъе11ированных ITT - изометрический режим.

У крыс, инъецированных ПТГ в течение 6 дней, изменения параметров зометрического сокращения соответствовали 10 мин действия ПТГ в концен-рации 7,5x10" Мв контрольном растворе.

У крыс, инъецированных ПТГ в течение 7 дней, уменьшение максималь-ой силы сокращений (Р0), регистрируемой в изометрическом режиме, несколь о превышает падение силы изометрических сокращений на 10 мин дейспшя 1ТГ в опытах in vitro у контрольных животных. Характерное время расслабле-ия Í30 увеличивалось, т.е. по сравнению с контролем относительная скорость зометрического расслабления значительно уменьшалась.

У крыс, инъецированных ПТГ в течение 7 дней наблюдалось значительное падение силы сокращений и замедление релаксации. Изменения этих пара-[етров изометрического сокращения количественно более выражены, чем изме-ения, регистрируемые на 10 мин действия ПТГ в опытах in vitro и in vivo

У крыс, инъецированных Г1ТГ в течение 8 дней, наблюдалось резкое падание сократимости миокарда. Максимальная сила сокращений, регистрируемая изометрическом режиме (Р0) уменьшалась на 80% по сравнению с контролем (арактерное время расслабления ¡з0 увеличивалось на 38-42%, т.е. релаксация начительно замедлялась. Время достижения максимума практически не изменяюсь но сравнению с контролем. Кроме того, у этих крыс, очевидно, выявляются ■ктопические очаги возбуждения, приводящие к выраженным экстрасистолам. Тодобные изменения сократимости отмечались во всех препаратах миокарда рыс, инъецированных ПТГ 8 дней, и свидетельствовали о развитии натологи-1еской активности.

4.2. Механическая активность миокарда крыс, инъецированных 1ТГ - физиологический режим нагрузок.

При изучении механической функции миокарда крыс, инъецированных ТТГ в течение 6 дней, было показано, что уменьшению сократимости сопутству-:т ускорение расслабления при равных значениях LKC по сравнению с контро-!ем. "Собственный" расслабляющий эффект ПТГ более выражен при меньших ¡начениях конечносистолической длины.

При изучении механической активности препаратов миокарда крыс, инье-щрованных ПТГ в течение 7 дней, было установлено уменьшение сократимо-;ти, которое сопровождалось ускорением расслабления.

Введение ПТГ в перфузируемый раствор вызывало меньшее падение со-сратимости препаратов миокарда крыс, инъецированных ПТГ в течение 7 дней -

13% по сравнению с препаратами миокарда крыс, инъецированных ПТГ в течение 6 дней. Характерное время расслабления tío монотонно уменьшалось, т.е относительная скорость расслабления увеличивалась при любом фиксированном значении ЬкС. При сравнении с контрольными опытами, где падение амплитуды сокращений при действии ПТГ составляло 55% и 75%^на 5 и 10 минута> соответственно^ было показано, что предварительное инъецирование крыс ПТГ (6 и 7 дней) значительно снижало выраженность отрицательного инотропногс эффекта действия ПТГ в опытах in vitro. Однако, суммарный эффект действш ПТГ на параметры сокращения миокарда у экспериментальных животных оказался таким же, как у контрольных крыс. Увеличение относительной скорост! расслабления при действии ПТГ наблюдается при любом фиксированном значении Lkc В контроле "собственный" расслабляющий эффект ПТГ проявляете; лишь при меньших конечносистолических длинах.

При изучении механической активности препаратов миокарда крыс, инъецированных ПТГ в течение 8 дней, не удалось полностью оценить сократи мость миокарда, а также его способность к расслаблению в физиологическое режиме в связи с резким снижением амплитуды сокращений миокарда и нарушением ритма сокращений.

Идентичность данных, полученных при действии ПТГ в опытах in vivo и ir vitro, а также влияние предварительных инъекций ПТГ крысам на последую щий эффект действия гормона в опытах in vitro свидетельствуют, во-первых, с прямом действии ПТГ на миокард и, во-вторых, о правомерности исследовани* механизмов регулирующего и токсического действия ПТГ на препаратах изоли рованного миокарда.

4.3. Ритмоинотропные отношения в миокарде крыс, инъецированны:

ПТГ.

Инъецирование крыс ПТГ приводит к значительным нарушениям связ! частота-сила. У крыс, инъецированных ПТГ в течение 6, 7, 8 дней, наблюдаете) подавление лестницы Боудича, отсутствие постстимуляционной потенциации Эти изменения являются признаками поражения миокарда и понижения его со кратительной активности. Полученные данные согласуются с результатами ис следования действия ПТГ в концентрации 7,5х10'8 М на связь интервал-сила i опытах in vitro . Однако в отличие от опытов, проведенных in vitro, у крыс, инъ ецированных ПТГ, наблюдается потенциация покоем.

ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование инотропного эффекта ПТГ в изометрическом режиме и режиме с физиологической последовательностью нагрузок выявило стойкое отрицательное иногропное действие гормона в контрольном растворе, в гиперкальциевой среде и на фоне активации аденилатциклазы норадреналином.

Установлено, что ПТГ вызывает наряду с уменьшением амплитуды изометрических сокращений замедление расслабления. Этот эффект гормона сложен для объяснения. Можно полагать, что ПТГ вызывает задержку Са2+ в цитоплазме и снижение скорости секвестрации ионов кальция из миофибриллярного пространства. Однако это предположение противоречит данным об активации паратиреоидным гормоном Са-АТФазы.

При исследовании влияния ПТГ в условиях физиологического режима нагрузок установлено, что в миокарде желудочка крысы паратгормон уменьшает силу сокращений, но одновременно при всех фиксированных Цс ведет к увеличению относительной скорости расслабления. Иными словами, действие ПТГ в сердечной мышце крыс сводится не к замедлению, а ускорению расслабления. Это принципиально новый результат.

Можно предположить, что ПТГ приводит к падению силы сокращения и ускорению релаксации рутем фосфорилирования тропонина, падения сродства тропонина к кальцию и ускорения распада кальций - тропониновых комплексов. Известно, что ПТГ вызывает укорочение длительности потенциалов действия (ПД), а длительность ПД прямо контролирует момент запуска электрогенного Са2+ - Na+ обмена, обеспечивающего направленный наружу отток кальция из кардиомиоциотон и, следовательно, момент начала расслабления. Можно полагать, что именно этот механизм ответственен за ускорение расслабления. Отсутствие ускорения расслабления при действии ПТГ на миокард в гипокальциевой среде, когда имеет место переход на натриевый тип электрогенеза и в цитоплазме снижен уровень ионизированного кальция, подтверждает зависимость скорости расслабления от поступления кальция в цитоплазму во время ПД.

Длительное влияние ПТГ на миокард, как и действие относительно высоких концентраций гормона в опытах in vivo, приводит к перегрузке CP кальцием, а прочное связывание его с анионами в ретикулуме делает недоступным Са2+ для электромеханического сопряжения. Перегрузка митохондрий кальцием, который видимо и здесь находится в прочно связанном состоянии, ингибирует активность дыхательных ферментов и приводит к внутриклеточному ацидозу (Massry J.G., 1982), т.е. к выраженному токсическому действию ПТГ. Последний факт отчетливо выражен у крыс, получавших инъекции ПТГ в течение 7-8 дней.

Влияние ПТГ на ритмоинотропные отношения изометрических сокращений в миокарде крыс свидетельствует об определяющем значении запасов Са2+

в CP б эффекте гормона. ПТГ снижал или полностью подавлял потенциащ1 покоем и постстимуляционную иотенциацию. Однонаправленное действие и блюдалось в гиперкальциевой среде и на фоне активации аденилатциклазш системы норадреналином. Этот эффект гормона может быть следствием утеш кальция из терминальных цистерн CP в интервалах между сокращениями и св детельствует об очень низкой сократительной способности миокарда.

Наиболее ярким признаком повреждения саркоплазматического ретик лума миокарда паратиреоидным гормоном является подавление лестницы Б удича и, как следствие, нарушение связи интервал-сила в стационарном режид Кроме того, при действии ПТГ в гиперкальциевой среде имело место увелич ние диастолического тонуса. Все эти явления могут быть следствием нарушен кальцийпоглощакицей и кальцийвыделительной функций СР. При увеличен! частоты стимуляции кальций "саркоплазмы" не успевает поглощаться ретикул мом и остается связанным с тропонином.

Известно, что при высоких частотах стимуляции у крыс вмес "отрицательной" регистрируется "положительная лестница". Появлен "положительной лестницы" является следствием повышения транссарколеммаг ного кальциевого тока по потенциалзависимым каналам L-типа и nocí дующего нагружения кальцием СР. ПТГ в гиперкальциевом растворе и на фо норадреналина при исследуемых частотах раздражения вместо "отрицательно вызывал появление "положительной лестницы". Мы полагаем, что в этих уел виях также имеет место избыточное поступление Са2+ как в саркоплазму, т и в CP, когда наряду с накоплением прочно связанного кальция сохраняет высокий уровень обменивающегося.

ВЫВОДЫ

1. Паратиреоидный гормон оказывает выраженное отрицательное ш тропное действие на миокард в контрольном растворе. Падение сократимое миокарда наблюдается при всех конечносистолических длинах.

2. Использование физиологического режима механических нагрузок г зволило выделить и расслабляющий эффект ПТГ. Лузитропное действие ПТ1 контрольном растворе сводится не к замедлению релаксации, как это было noi зано в изометрическом режиме, а к увеличению относительной скорости и: метрического расслабления.

3. Влияние ПТГ-на параметры механической активности миокарда оп] деляется уровнем внеклеточного кальция. В гипокальциевой среде не наблю, ется характерного для ПТГ отрицательного инотропного эффекта и изменеи относительной скорости изометрического расслабления. В гиперкальциевой с]

/

ie сохраняется обычный эффект ПТГ: монотонному падению сократимости со-[утствует ускорение" релаксации.

4. Предварительное введение норадреналиаа снижает отрицательное шю-ропное действие ПТГ. Относительная скорость расслабления увеличивается.

5. Ритмоинотропные отношения в миокарде крыс изменяются под влия-шем ПТГ: гормон сглаживает частотную зависимость силы сокращений; подлв-[яет лестницу Боудича; уменьшает постстимуляционную иотенциацию, потен-щацию покоем (вплоть -до подавления).

6. Изменения ритмоинотропных отношений в миокарде крыс под влипшем ПТГ свидетельствуют о нарушении депонирующей способности саркоплаз-татического ретикулума миокарда.

7. Предварительные инъекции Г1ТГ крысам в течение 6-7 дней вызывают вменения параметров механической активности миокарда, сходные с действием ТГГ в опытах in vitro. Однонаправленность изменений, полученных при дейст-ши ПТГ в опытах in vivo и in vitro свидетельствует, во-первых, о прямом дейст-)ии ПТГ на миокард и, во-вторых, о правомерности исследования механизмов регулирующего и токсического действия ПТГ на препаратах изолированного лиокарда.

8. Исследование влияния Г1ТГ на сокращение и расслабление миокарда в лрого контролируемых условиях, т.е. при фиксированных значениях длины и шгрузки, показали большую информативность метода физиологического режима по сравнению с режимом чисто изометрическим.

ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Барабанова Т.А. ЧуринаС.К. Паратиреоидный гормон и механическая истивность миокарда крыс при дефиците кальция и магния в питьевой воде.// Гез. докл. Всесоюз. симп. "Физиология и патология сердца". Киев, 1992.- С. 1516.

2. Барабанова Т.А., в соавт. с Мархасиным B.C., Никитиной Л В. и Чури-ной С.К. Особенности влияния паратиреоидного гормона на механическую активность миокарда крыс при дефиците кальция и магния в питьевой воде. '/ Физиолог, журн. СССР им. И.М.Сеченова 1992,- Т.78. - N.7.-С.71-77.

3. Барабанова Т.А. Действие паратиреоидного гормона на механическую активность миокарда крыс в условиях активации аденилатциклазной системы норадреналином.//Физ. журн. СССР им. И.М. Сеченова 1993.-Т.79.-N. 12,-С. 81-84.

4. Барабанова Т.А. Механическая активность сердца крыс при экспериментальном гиперпаратиреозе . // Тез. III Междунар. симпозиума по сравнительной электрокардиологии. - Сыктывкар, 1993,- С.94.

5. Барабанова Т.А. Сравнительный эффект действия паратиреоидногс гормона на механическую активность миокарда крыс в опытах in vivo и in vitro // Физиолог. Журнал СССР им. И.М. Сеченова. - 1994,- Т.80,- N.3.- С. 113-115.

6. Барабанова Т.А., Береснева О.Н., Иванова Л.И. и др. О механизмам токсического действия паратиреоидного гормона при хронической почечной недостаточности.// 1 съезд нефрологов России. - Казань. - 1994,- C.15I.

7. Барабанова Т.А., Береснева О.Н., Иванова Л.И. и др. О механизмах токсического действия паратиреоидного гормона при экспериментальной ХПН. // Научн. мед. журнал " Впервые в медицине". - 1995,- С. 16-17.

8. Барабанова Т.А., Балакина А.Ю., Береснева О.Н. и др. Возможные механизмы токсического действия ПТГ при хронической почечной недостаточности. // Тез. IV конфер. нефрологов Северо - Запада России с участием ведущих специалистов из западноевропейских стран. - г. Иматри, 1995.- С. 97.

9. Барабанова Т.А., Чурина С.К. Действие паратиреоидного гормоне на процесс расслабления миокарда. // Бюл. эксп. биологии и медицины. - 1996. • N4.-Т.121.-С. 410-413.

Подписано к печати 4.11.96. Заказ 304 Тираж 100 Объем I п.л. ЦОП СПГУ. 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова,б.