Consilium medicum начало :: поиск :: подписка :: издатели :: карта сайта

Кардиологический вестник  
Том 02/N 2/2007 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Участие активных форм кислорода в модуляции гипотензивного эффекта динитрозильных комплексов железа


К.Б.Шумаев, А.Ф.Ванин*, В.Л.Лакомкин, В.П.Мох, Л.И.Серебрякова, О.В.Цкитишвили, А.А.Тимошин, А.В.Максименко, О.И.Писаренко, Э.К.Рууге, В.И.Капелько, Е.И.Чазов

Институт экспериментальной кардиологии *Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН

Цель работы. Изучение взаимодействия активных форм кислорода с динитрозильными комплексами железа (ДНКЖ) в опытах in vitro и in vivo.
Материалы и методы. Действие ДНКЖ и пероксида водорода (H2O2) изучали на изолированных полосках аорты, изолированных сердцах крыс, а также на наркотизированных крысах. В отдельной серии у крыс изучали действие ДНКЖ на размер инфаркта миокарда после перевязки коронарной артерии.
Результаты. В опытах in vitro показано образование ДНКЖ в среде, содержащей ферритин (источник железа) и доноры оксида азота (NO). Скорость реакции определялась соотношением свободных субстратов. Супероксид в присутствии избытка оксида азота стимулировал образование ДНКЖ, а при низкой концентрации NO вызывал распад этих комплексов. Распад ДНКЖ замедлялся при наличии в среде флавоноидов или антиоксидантных ферментов. На полоске аорты пероксид водорода уменьшал и укорачивал вазодилататорный эффект ДНКЖ. Введение H2O2 в коронарные сосуды изолированного сердца или же внутривенно наркотизированным крысам сопровождалось отчетливым снижением артериального тонуса. Введение ДНКЖ непосредственно перед лигированием коронарной артерии, сочетавшееся с обычным продолжительным снижением срАД, уменьшало и риск развития аритмии, и реперфузионное повреждение миокарда.
Заключение. Величина и длительность гипотензивного эффекта ДНКЖ в значительной степени определяются уровнем активных форм кислорода.
Ключевые слова: cупероксид, пероксид водорода, оксид азота, артериальное давление, инфаркт миокарда.

K.B. Shumayev, A.F. Vanin*, V.L. Lakomkin, V.P. Mokh, L.I. Serebryakova, O.V. Tskitishvili, A.A. Timoshin, A.V. Maksimenko, O.I. Pisarenko, E.K. Ruuge, V.I. Kapelko, E.I. Chazov
Institute of Experimental Cardiology
*N.N. Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Involvement of active oxygen forms in the modulation
of the antihypertensive effect of iron dinitrosyl complexes

Aim. To study the interaction of active oxygen forms with iron dinitrosyl complexes (IDNC) in in vitro and in vivo experiments.
Materials and methods. The effects of IDNC and hydrogen peroxide (H2O2) were studied on isolated rat aortic strips, isolated rat hearts, and anesthetized rats. A separate series was used to evaluate the effect of IDNC on the extent of myocardial infarction after ligation of the rat coronary artery.
Results. The in vitro experiments indicated the production of IDNC in the medium containing ferritin (a source of iron) and nitric oxide (NO) donors. The rate of the reaction was determined by the ratio of free substrates. Superoxide in the presence of excess NO stimulated the formation of IDNC and, at a low concentration of NO, disintegrated these complexes. The disintegration of IDNC became slower when the medium contained flavonoids or antioxidative enzymes. On the aortic strip, H2O2 lowered and shortened the vasodilator effect of IDNC. Administration of H2O2 into the coronary vessels of the isolated heart or intravenously to the anesthetized rats caused a noticeable arterial tone reduction. Administration of IDNC just before coronary arterial ligation, which was accompanied by a usual prolonged decrease in mean blood pressure, reduced the risk for arrhythmia and diminished reperfusion-induced myocardial damage.
Conclusion. The magnitude and duration of the antihypertensive effect of IDNC are largely determined by the level of active oxygen forms.
Key words: superoxide, hydrogen peroxide, nitric oxide, blood pressure, myocardial infarction.

Среди известных доноров оксида азота (NO, нитроксида) в последнее время значительное внимание привлекают низкомолекулярные или связанные с белками комплексы железа. Динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ, общая формула {(RS-)2 Fe+(NO+)2}) являются одной из форм депонирования NO [1]. Однако в крови они распадаются в пределах 1 ч с выделением нитроксида, оказывающего длительное гипотензивное действие [2, 3]. Предполагают, что ДНКЖ разрушаются под действием супероксида и других активных окислителей аналогично мононитрозильным комплексам железа с дитиокарбаматом [4]. Очевидно, что накопление активных форм кислорода (АФК) в крови или сосудистых клетках может оказать существенное влияние на эффективные концентрации NO. В связи с этим первой задачей данной работы было изучение взаимодействия ДНКЖ и АФК в модельных системах in vitro и выяснение влияния АФК на эффекты ДНКЖ на изолированном сосуде.
   Усиленное взаимодействие NO и супероксида, ведущее к образованию пероксинитрита, играет существенную роль в развитии толерантности к нитратам [5]. Однако применение супероксида и пероксида водорода на разных объектах давало неоднозначные результаты: наблюдали как снижение, так и повышение артериального тонуса [5–10]. По этой причине второй задачей работы являлось изучение действия пероксида водорода (H2O2) на изолированное сердце и крыс in vivo.
   В свою очередь, усиленное образование NO снижает потребление кислорода митохондриями [11, 12], а следовательно, и образование свободных радикалов кислорода. Это может быть критическим фактором предупреждения реперфузионных повреждений миокарда, когда образование АФК происходит наиболее интенсивно. Показан защитный эффект нитроглицерина, ди- и мононитратов при лечении острого коронарного синдрома, инфаркта миокарда (ИМ) и сердечной недостаточности [13]. В связи с этим еще одной задачей данной работы было выяснение способности внутривенного введения ДНКЖ, наряду со снижением артериального давления (АД), уменьшать необратимые повреждения кардиомиоцитов на модели региональной ишемии и реперфузии миокарда крыс in situ.   

Материалы и методы
   
Динитрозильные комплексы синтезировали по разработанному А.Ф.Ваниным способу [3]. Методика измерения ДНКЖ с помощью электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) была аналогична изложенной в указанной статье. Белковые динитрозильные комплексы получали, добавляя низкомолекулярные ДНКЖ с фосфатными лигандами в растворы альбумина и гемоглобина. Использовали следующие реагенты: аскорбат натрия, тиосульфат натрия, восстановленный L-глутатион, H2O2, донор оксида азота PAPA/NONO, ксантин и ксантиноксидазу, супероксиддисмутазу (СОД) и TIRON (все производства “Sigma”), терт-бутил гидропероксид (“Aldrich”), 5-диэтоксифосфорил-5-метил-1-пирролин-N-оксид (“Oxis”).
   Опыты на изолированных полосках аорты крыс проводили в растворе Кребса при 37о. Регистрировали изометрическое напряжение полосок преобразователем UC-2 при предварительном сокращении, вызванном стандартной концентрацией норадреналина (10-7 М).
   Опыты с введением Н2О2 in vivo проводили на самцах крыс Вистар массой 300–350 г, находившихся под кетаминовым наркозом (100 мг/кг). Вводили катетеры в сонную артерию и яремную вену. Регистрировали частоту сердечных сокращений (ЧСС) и среднее АД (срАД) при помощи усилителя “BIOGRAPH-4” (Санкт-Петербургский университет аэрокосмического приборостроения) и аналого-цифрового преобразователя “NIUSB 6009” (США). H2O2 (0,8%) вводили внутривенно со скоростью 0,4 мл/мин в течение 5 мин дважды с 20-минутным интервалом, в промежутке (10 мин) выполняли контрольное введение физиологического раствора в том же объеме или введение биферментного конъюгата антиоксидантных ферментов – супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы в дозе 1,3–1,6 мг/кг. Метод получения биферментного конъюгата описан нами ранее [14], содержание белка в конъюгате составляло 5%, а его специфическая (удельная) активность по СОД – 56 Ед/мг, а по каталазе – 145 Ед/мг препарата.
   Изучение кардиопротекторных свойств ДНКЖ проводили на крысах-самцах Вистар массой 300–450 г, находившимися под кетаминовым наркозом (100 мг/кг веса внутрибрюшинно). Искусственную вентиляцию легких осуществляли комнатным воздухом с добавлением кислорода, с частотой 60–80 в 1 мин, под постоянным контролем кислотно-щелочного баланса (“ABL-30”, “Radiometer”, Копенгаген). Регистрировали давление в сонной артерии (“Мингограф-804”, “Siemens Elema”). Инфаркт миокарда моделировали 40-минутной окклюзией ветви передней нисходящей коронарной артерии и последующей 60-минутной реперфузией по методу Kitakaze и соавт. [15]. В опытной серии непосредственно перед началом региональной ишемии внутривенно болюсом вводили ДНКЖ с цистеиновым лигандом (1:20), растворенный в 0,5 мл физиологического раствора, в дозе 81,6 мг/кг. В предварительных опытах было выяснено, что такая доза ДНКЖ вызывает продолжительное снижение срАД, указывающее на вазодилататорный эффект образующегося NO. В контроле перед началом ишемии внутривенно вводили физиологический раствор без ДНКЖ в эквивалентном объеме. В конце опыта в яремную вену вводили болюсом 2% раствор Эванса синего для идентификации интактной зоны левого желудочка (ЛЖ). Гистохимическую локализацию зоны риска (ЗР) и ИМ проводили, окрашивая срезы ЛЖ 2-, 3-, 5-трифенилтетразолий хлоридом. Площади ИМ и ЗР определяли методом компьютерной планиметрии с помощью программы “Imagecal”. В каждой группе рассчитывали (в %) отношение ЗР/масса ЛЖ (ЗР/ЛЖ) и ИМ/ЗР [16].
   Статистическую обработку данных проводили с помощью t-критерия Стьюдента. Результаты представлены как M±m.

Результаты
   
Образование и стабильность комплексов. Комплексы образуются при смешивании естественных компонентов метаболизма клеток – источников железа и нитросоединений, однако весьма важным является вопрос, могут ли они образовываться в естественных условиях в клетках. В опытах in vitro при наличии источника железа – ферритина, источника NO – GSNO (нитрозоглутатиона) и глутатиона в качестве лиганда происходит образование ДНКЖ, о чем свидетельствовало увеличение сигнала ЭПР (рис. 1). Добавление к среде PAPA/NONO гораздо более эффективного донора NO, чем GSNO, существенно не повлияло на кинетику образования ДНКЖ, что указывает на ионы железа как на наиболее вероятный фактор, лимитирующий в этих условиях скорость формирования ДНКЖ. Супероксид, образуемый при добавлении к смеси ксантина и ксантиноксидазы, практически не влиял на образование ДНКЖ с участием GSNO, но значительно (приблизительно в 3 раза) увеличивал скорость образования ДНКЖ в присутствии PAPA/NONO, т.е. при избытке NO (см. рис. 1).
   В той же среде, но при сниженной скорости образования ДНКЖ из-за очень низкого содержания глутатиона (в 15 раз меньше, чем в среде, соответствующей кривой 1 на рис. 1), добавление к среде энергизированных митохондрий (в присутствии сукцината) как генератора супероксида в 2 раза повышало скорость образования ДНКЖ (рис. 2). В этих условиях добавление антимицина А – ингибитора bc1-сегмента (комплекса III) митохондриальной дыхательной цепи, блокирующего перенос электрона от цитохрома b566 на окисленный коэнзим Q и резко усиливающего образование супероксида, на порядок повышало скорость образования ДНКЖ (см. рис. 2).
   В то же время при усиленном образовании АФК при отсутствии доноров нитроксида распад ДНКЖ значительно ускорялся (рис. 3). Особенно быстро распад происходил при наличии в среде хелатора железа ДТПА (см. рис. 3, а). Участие супероксида в разрушении комплексов подтверждается резким замедлением распада при добавлении в указанную среду СОД, нейтрализующей супероксид (см. рис. 3, а и 4, б), или каталазы, нейтрализующей образующийся при дисмутации супероксида H2O2 (см. рис. 4, б). Применение ловушки TIRON позволяет проследить за кинетикой снижения уровня супероксида (см. рис. 4, а). Кроме того, распад комплексов в присутствии супероксида может быть значительно замедлен низкомолекулярными антиоксидантами – кверцетином в микромолярных концентрациях (см. рис. 3, б) или аскорбатом в миллимолярных концентрациях (см. рис. 4, б).
   Попавшие в кровоток ДНКЖ быстро связываются с белками, что значительно повышает их устойчивость к аутоокислению (см. рис. 4, б). Однако генерация супероксида тоже усиливала распад комплексов, связанных с гемоглобином или альбумином. Влияние антиоксидантов на устойчивость связанных с белками ДНКЖ оказалось избирательным – аскорбат замедлял распад ДНКЖ, связанных с гемоглобином (рис. 4, б) или альбумином, в то время как кверцетин оказывал подобное действие только на комплексы, связанные с альбумином, но не с гемоглобином. Эти результаты продемонстрировали различия в эффективности антиоксидантов в водной и белковой среде, что предоставляет экспериментатору возможность выбора соответствующего антиоксиданта в зависимости от условий и задачи введения ДНКЖ.
   Действие Н2О2. Далее влияние АФК на реализацию эффекта ДНКЖ было изучено на изолированном сосуде, предварительно сокращенном норадреналином. На этом объекте ДНКЖ с цистеином (1:2) вызывали зависимое от дозы расслабление, имевшее двухфазный характер (рис. 5). Добавление Н2О2 (100 мкМ) повышало исходный тонус сосуда, на этом фоне эффект тех же доз ДНКЖ был ослаблен и значительно укорочен. При добавлении к исходному раствору СОД (25 Ед/мл) – фермента, трансформирующего нативный супероксид в Н2О2, продолжительность вазодилататорного ответа увеличивалась, а скорость восстановления тонуса снижалась примерно в 2 раза. Сочетание СОД и каталазы еще больше удлиняло время гипотензивного эффекта.
   В связи со способностью Н2О2 изменять тонус сосуда и модулировать эффект ДНКЖ, действие Н2О2 в широком диапазоне концентраций было испытано на изолированном сердце, работавшем в изоволюмическом режиме. Низкие концентрации H2O2 (до 100 мкМ) снижали тонус коронарных артерий, степень снижения зависела не только от концентрации, но и от исходного срАД. При повышенном срАД (около 100 мм рт. ст.) введение H2O2 снижало срАД примерно на 20 мм рт. ст, в то время как при низком срАД (55 мм рт. ст.) оно снижалось всего на 5 мм рт. ст. Более высокие концентрации Н2О2 – выше 200 мкМ – всегда повышали срАД.
   Первое введение Н2О2 наркотизированным крысам вызывало двухфазную реакцию срАД (рис. 6). Повышение срАД в первой фазе происходило при неизменной ЧСС. Второе введение Н2О2 вызывало быстрое и глубокое снижение срАД, останавливавшееся только с прекращением введения H2O2 (рис. 6). Восстановление срАД происходило медленно, и исходный уровень не достигался даже через 40 мин. Промежуточное введение физраствора не оказывало влияния на срАД, а введение конъюгата СОД и каталазы значительно уменьшало величину и длительность последующего гипотензивного эффекта Н2О2.
   Ишемия и реперфузия миокарда in vivo. В исходном состоянии срАД составляло 95±7 мм рт. ст., а ЧСС – 225±7 уд/мин-1. Введение ДНКЖ наркотизированным животным сопровождалось быстрым и глубоким снижением срАД, начинавшимся через 14±1 с и достигавшим минимального значения (57±4 мм рт. ст.) через 36±4 с (рис. 7). Далее происходило довольно быстрое повышение срАД, и уже через 2 мин оно достигало 87±3 мм рт. ст. Вторая фаза снижения срАД начиналась через 5 мин, и к концу ишемии, а также в период реперфузии срАД оставалось достоверно ниже, чем в контроле. В большинстве случаев (кроме двух) у животных после введения ДНКЖ снижению срАД предшествовала другая кратковременная (длительностью 1–4 с) реакция – повышение срАД на 8–20 мм рт. ст. с одновременным снижением ЧСС в среднем на 10%. В контрольной группе введение физиологического раствора не повлияло на срАД и ЧСС. В обеих группах на 8–15-й мин региональной ишемии наблюдались нарушения сердечного ритма. Их длительность была существенно меньше на фоне введения ДНКЖ и составила в среднем 170±10 против 445±30 с в контроле (p<0,001).
   Морфометрический анализ срезов ЛЖ после реперфузии не выявил отличий в ЗР между группами (см. таблицу). Однако размер ИМ был достоверно меньше в группе животных, получивших ДНКЖ непосредственно перед наложением лигатуры. Таким образом, использованная доза ДНКЖ, оказывавшая обычное вазодилататорное действие, достоверно уменьшала и риск развития аритмии, и реперфузионное повреждение миокарда. 

 

Рис. 1. а – кинетика формирования ДНКЖ в среде, содержащей 30 мМ восстановленного глутатиона (GSH), 150 мМ фосфатного буфера и 0,2 мкг/мл ферритина; б – типичный спектр ЭПР ДНКЖ с глутатионовым лигандом.

Рис. 2. Образование ДНКЖ в реакционной среде.

Рис. 3. Ингибирование распада цистеиновых ДНКЖ в условиях ферментативной генерации супероксида под действием CОД (а) или кверцетина (б).

Рис. 4. а – генерация радикала TIRON супероксида в системе ксантин–ксантиноксидаза при постоянной аэрации (спектры 1–3).

Рис. 5. Влияние Н2О2 (100 мкМ, пунктирная кривая) на гипотензивный эффект ДНКЖ (сплошная кривая) в концентрациях 1 мкМ (-6) и 10 мкМ (-5) на изолированной полоске аорты крысы.

Рис. 6. Действие Н2О2 на срАД у наркотизированной крысы.
Показаны два введения Н2О2, между которыми вводили физраствор (ФР) или конъюгат СОД и каталазы (COD-КАТ).

Рис. 7. Влияние ДНКЖ (81,6 мг/кг), введенных внутривенно крысам перед 40-минутной окклюзией передней нисходящей коронарной артерии и последующей 60-минутной реперфузией на срАД (n=12).

Таблица. Влияние введения ДНКЖ крысам перед окклюзией передней коронарной артерии на размеры зоны риска и инфаркта миокарда левого желудочка.

 

ЗР/ЛЖ, %

ЗИ/ЗР, %

Контроль

38,7±6,3

48,0±3,9

ДНКЖ

37,7±2,9

36,9±1,1*

Представлены M±m для серий из 8 опытов. Размеры зоны риска (ЗР) выражены в % к весу левого желудочка (ЗР/ЛЖ), а размер зоны инфаркта миокарда (ЗИ) – в % к зоне риска (ЗИ/ЗР).
* Величина достоверно отличается от контроля (p<0,02).

  

Обсуждение
   
Полученные результаты свидетельствуют о том, что действие АФК на эффект ДНКЖ является неоднозначным. Супероксид выступает не только как необходимый элемент образования ДНКЖ, но и как его регулятор. С одной стороны, супероксид, генерируемый ксантиноксидазой либо энергизованными митохондриями, стимулирует образование ДНКЖ, особенно при высокой концентрации свободного нитроксида. Поскольку указанные компоненты являются естественными метаболитами, полученный результат означает, что ДНКЖ могут образовываться в клетках при умеренном окислительном стрессе и, тем самым, формировать собственный внутриклеточный пул NO. Эти данные согласуются с концепцией А.Ф.Ванина [1, 4], рассматривающего ДНКЖ как форму запасания NO в клетках. Преимущество ДНКЖ перед NO в этом плане, очевидно, состоит в увеличении длительности эффекта, поскольку NO представляет собой молекулу с кратким периодом жизни (3 с). В процессе образования ДНКЖ в клетках, по-видимому, участвует и стимулируемое супероксидом высвобождение ионов железа из его внутриклеточных депо [17]. С другой стороны, вполне вероятно, что наряду с синтезом ДНКЖ происходит их деструкция под действием O-2, проявляющаяся особенно при низком уровне NO. Из этого следует, что для образования ДНКЖ необходим определенный баланс между интенсивностью генерации супероксида, содержанием NO и “свободного” железа.
   Образующиеся в крови ДНКЖ легко связываются с белками, что сильно замедляет выход нитроксида и обеспечивает длительное вазодилататорное действие in vivo [2, 3]. Наличие подобного эффекта на изолированном сосуде или сердце позволяет предположить, что при отсутствии белков плазмы ДНКЖ могут связываться и с белками эндотелиальных клеток или/и действующим началом могут быть соединения, находящиеся в динамическом равновесии с ДНКЖ, в частности нитрозотиолы. Как показали наши данные, длительность жизни ДНКЖ в крови в высокой степени зависит от уровня АФК. Низкомолекулярные антиоксиданты – флавоноиды, аскорбат, а также антиоксидантные ферменты замедляют распад ДНКЖ и пролонгируют их вазодилататорный эффект, а H2O2 укорачивает его. Таким образом, концентрация высоко- и низкомолекулярных динитрозильных комплексов железа может регулироваться АФК и, в свою очередь, влиять на них.
   Действие H2O2 на сосудистый тонус оказалось сложным. Он уменьшал сосудорасширяющий эффект ДНКЖ на изолированном сосуде, но повышал исходный тонус. Это согласуется с наличием повышенного уровня пероксида в крови у крыс с гипертонией, индуцированной большим потреблением соли [18], и у больных артериальной гипертонией, причем между концентрацией пероксида и уровнем АД существует положительная корреляция [19]. В опытах на изолированном сердце он в умеренных концентрациях, как правило, оказывал гипотензивное действие, которое было в прямой зависимости от исходного уровеня срАД. Данный эффект реализуется через высвобождение нитроксида, и блокада образования последнего сочетается с ухудшением сократительной функции сердца в условиях окислительного стресса [8]. Однако снижение тонуса коронарных артерий под влиянием H2O2 происходило плавно и достигало пикового значения примерно через 10 мин, после чего развивалось еще более медленное восстановление. Такая динамика отличается от действия нитратов или ДНКЖ. Возможно, что в данной ситуации, когда из-за высокой скорости перфузии сердца образование нитроксида и так уже близко к максимуму [20, 21], включается другой механизм – образование зависимого от эндотелия гиперполяризующего фактора. Показано, что H2O2, образующийся в эндотелиальных клетках, вызывает расслабление гладкомышечных клеток, связанное с открытием зависимых от Са2+ К+-каналов [22].
   Еще более сложным оказывается эффект H2O2 в опытах in vivo. Разница между первым и вторым введением Н2О2 может быть связана с симпатической активацией, возникающей при первом введении и сопровождающейся подъемом срАД и ЧСС [6]. Снижение срАД при втором введении можно объяснить активацией эндотелиальной NO-синтазы [7]. Вместе с тем динамика срАД при втором введении напоминала действие ДНКЖ [3]. Применение антиоксидантных ферментов значительно уменьшало эффект. Аналогичным наблюдавшемуся в наших опытах эффектом обладает FeSOD, преобразующий нативный супероксид в пероксид [10].
   Способность ДНКЖ взаимодействовать с супероксидом и, тем самым, снижать окислительный стресс послужила одной из причин применения ДНКЖ при ишемии и реперфузии сердца, когда процесс образования АФК значительно усиливается. Введение ДНКЖ снижало частоту нарушений ритма во время региональной ишемии и значительно уменьшало размеры ИМ при реперфузии у крыс in vivo. Ранее в клинических исследованиях было показано, что внутривенное введение нитратов снижает размеры ИМ и смертность пациентов с острым коронарным синдромом [23, 24]. Цитопротекторные свойства доноров NO – L-аргинина и SPM-5185 (нитропроизводного цистеина) – были изучены при проведении кардиохирургических операций [25, 26]. Включение этих соединений в состав раствора для кровяной кардиоплегии ограничивало размеры ИМ и улучшало восстановление сократительной функции сердца.
   Уменьшение ишемического и реперфузионного повреждения сердца под действием фармакологических доноров NO может быть обусловлено комплексом защитных механизмов. Во-первых, NO способен обратимо ингибировать цитохромоксидазу (комплекс IV дыхательной цепи) и, тем самым, снижать поглощение кислорода [11, 12]. Во-вторых, стимуляция NO растворимой гуанилатциклазы, сопровождающаяся образованием цГМФ, снижает Са2+ ток L-типа и уменьшает концентрацию цАМФ [27]. В-третьих, введение ДНКЖ сопровождалось значительным снижением срАД, что уменьшало нагрузку на сердце. Все эти механизмы снижают потребление кислорода и потребность в энергии ишемизированных миоцитов, что является физиологически значимым во время ишемии и ранней реперфузии [12, 28]. В-четвертых, недавно было показано, что NO, вызывая деполяризацию внутренней митохондриальной мембраны, способен уменьшать повреждения кардиомиоцитов благодаря снижению перегрузки митохондрий ионами Са2+ [29]. Эти данные свидетельствуют о том, что NO способен воздействовать на критический компонент ишемического-реперфузионного повреждения миокарда – дисбаланс между сниженным производством энергии и ее потреблением в ишемизированных кардиомиоцитах. Наконец, митохондрии способны регенерировать NO из продуктов окисления ДНКЖ (вероятнее всего, из нитрита), что может повышать концентрацию NO в зоне ишемического поражения и способствовать восстановлению кровотока.
   Гибель миоцитов при реперфузии может быть вызвана не только их некрозом, но и активацией их запрограммированной смерти – апоптоза. Известны несколько механизмов, посредством которых NO ингибирует апоптоз миоцитов. Один из них обусловлен S-нитрозилированием каспаз-1 и -3, приводящим к снижению их активности, другой сопряжен с образованием цГМФ и сопутствующим уменьшением перегрузки миоцитов Са2+, опосредующей апоптоз, третий включает индукцию цитопротекторных белков теплового шока (HSP 70 и 32) [13]. Таким образом, образующийся из ДНКЖ нитроксид способен блокировать оба основных пути гибели клеток.
   Защитный эффект ДНКЖ при реперфузии может также быть связан с другими компонентами комплекса. Благодаря наличию сульфгидрильной (-SH) группы в структуре цистеина этот компонент ДНКЖ способен проявлять антиоксидантные свойства и уменьшать ишемическое и реперфузионное повреждение сердца [30]. Кроме того, входящий в состав ДНКЖ полисахарид декстран при реперфузии может восполнять функцию белков плазмы, поддерживая осмотическое давление в интерстиции, и, тем самым, предохранять ишемизированные кардиомиоциты от осмотического шока [31]. Вклад каждого из них в уменьшении гибели клеток от ишемии и реперфузии предстоит выяснить в дальнейшем.
   

Работа частично поддержана (РФФИ гранты №06-04-48203а, №06-04-08002-офи, 06-08-00011, №05-04-49751).

Литература
1. Vanin AF, Stukan RA, Manukhina EB. Physical properties of dinitrosyl iron complexes in relation with their vasodilator activity. Biochim Biophys Acta 1996; 1295: 5–12.
2.
Галаган М.Е., Орановская Е.В., Мордвинцев П.И. и др. Гипотензивный эффект динитрозильных комплексов железа на бодрствующих животных. Бюл. ВКНЦ 1988; 2: 75-80.
3. Лакомкин В.Л., Тимошин А.А., Ванин А.Ф. и др. Длительный гипотензивный эффект стабильных динитрозильных комплексов железа у бодрствующих нормотензивных и гипертензивных крыс. Кардиологич
. вестн. 2006; 1 (1): 42–7.
4. Vanin AF, Huisman A, Stroes ESG et al. Antioxidant capasity of mononitrosyl-iron-dithiocarbamate complexes: implications for NO trapping. Free Radic Biol Med 2001; 30 (8): 813–24
5. Hanspal IS, Magid KS, Webb DJ, Megson IL. The effect of oxidative stress on endothelium-dependent and nitric oxide donor-induced relaxation: implications for nitrate tolerance. Nitric Oxide 2002; 6 (3): 263–70.
6. Huang HS, Stahl GL, Longhurst JC. Cardiac-cardiovascular reflexes induced by hydrogen peroxide in cats. Am J Physiol 1995; 268 (5 Pt 2): H2114–24.
7. Bharadwaj L, Prasad K. Mediation of H2O2-induced vascular relaxation by endothelium-derived relaxing factor. Mol Cell Biochem 1995; 149–150: 267–70.
8. Valen G, Skjelbakken T, Vaage J. The role of nitric oxide in the cardiac effects of hydrogen peroxide. Mol Cell Biochem 1996; 159 (1): 7–14.
9. Bryan RM Jr, Steenberg ML, Marrelli SP. Role of endothelium in shear stress-induced constrictions in rat middle cerebral artery. Stroke 2001; 32: 1394–400.
10. Aleksic T, Jovovic D, Miloradovic Z, et al. The effects of iron-containing superoxide dismutases on haemodynamic parameters in spontaneously hypertensive rats. Acta Physiol Hung 2006; 93 (4): 285–92.
11. Clementi E, Brown GC, Foxwell N, Moncada S. On the mechanism by which vascular endothelial cells regulate their oxygen consumption. Proc Natl Acad Sci USA 1999; 96 (4): 1559–62.
12. Loke KE, McConnell PI, Tuzman JM et al. Endogenous endothelial nitric oxide synthase-derived nitric oxide is a physiological regulator of myocardial oxygen consumption. Circ Res 1999; 84 (7): 840–5.
13. Moncada S, Palmer RMJ, Higgs EA. Nitric oxide: physiology, pathophysiology, and pharmacology.
Pharmacol Rev 1991; 43: 109–42.
14. Максименко А.В., Тищенко Е.Г. Модификация каталазы хондроитинсульфатом. Биохимия
1997; 62 (10): 1364–8.
15. Kitakaze M, Takashima S, Funaya H et al. Temporary acidosis during reperfusion limits myocardial infarct size.
Am J Physiol 1997; 272: H2071–8.
16. Писаренко О.И., Студнева И.М., Серебрякова Л.И. и др. Защита миокарда крыс селективным ингибитором Na+/H+ обмена и ишемическим прекондиционированием. Кардиология 2005; 45 (2): 37–44.
17. Biemond P, Swaak AJ, Van Eijk HG, Koster JF.
Superoxide dependet iron release from ferritin in inflammatory diseases. Free Radic Biol Med 1988; 4: 185–98.
18. Swei A, Lacy F, DeLano FA, Schmid-Schonbein GW. Oxidative stress in the Dahl hypertensive rat. Hypertension 1997; 30 (6): 1628–33.
19. Lacy F, O'Connor DT, Schmid-Schonbein GW. Plasma hydrogen peroxide production in hypertensives and normotensive subjects at genetic risk of hypertension. J Hypertens 1998; 16 (3): 291–303.
20. Kuo L, Chilian WM, Davis MJ. Interaction of pressure- and flow-induced responses in porcine coronary resistance vessels. Am J Physiol 1991; 261: H1706–15.
21. Miura H, Bosnjak JJ, Ning G et al. Role for hydrogen peroxide in flow-induced dilation of human coronary arterioles. Circ Res 2003; 92: e31–e40.
22. Matoba T, Shimokawa H, Nakashima M et al. Hydrogen peroxide is an endothelium-derived hyperpolarizing factor in mice. J Clin Invest 2000; 106: 1521–30.
23. Yusuf S, Collins R, MacMahon S et al. Effect of intravenous nitrates on mortality in acute myocardial infarction: an overview of the randomized trials. Lancet 1988; i: 1088–92.
24. European Study of Prevention of Infarct with Molsidomine (ESPRIM) Group. The ESPRIM trial: short-term treatment of acute myocardial infarction with molsidomine. Lancet 1994; 344: 91–7.
25. Sato H, Zhao ZQ, McGee DS, et al. Supplemental L-arginine during cardioplegic arrest and reperfusion avoids regional postischaemic injury. J Thorac Cardiovasc Surg 1995; 110: 302–14.
26. Nakanishi K, Zhao ZQ, Vinten-Johansen J et al. Blood cardioplegia enhanced with nitric oxide donor SPM-5185 counteracts postischemic endothelial and ventricular dysfunction. J Thorac Cardiovasc Surg 1995; 109: 1146–54.
27. Vinten-Johansen J, Zhao ZQ, Nakamura M et al. Nitric oxide and the vascular endothelium in myocardial ischemia-reperfusion injury. Ann NY Acad Sci 1999; 874: 354–70.
28. Brady AJB, Warren JB, Poole-Wilson PA et al. Nitric oxide attenuates cardiac myocyte contraction. Am J Physiol 1993; 265: H176–82.
29. Rakhit RD, Mojet MH, Marber MS et al. Mitochondria as targets for nitric oxide-induced protection during simulated ischemia and reoxygenation in isolated neonatal cardiomyocytes. Circulation 2001; 103: 2617–23.
30. Genet S, Kale RK, Baguer NZ. Effects of free radicals on cytosilic creatine kinase activities and protection by antioxidant enzymes and sulfhydryl compounds. Mol Cell Biochem 2000; 210 (1–2): 23–8.
31. Levitsky S, Mullin ED, Sloane RE et al. Effects of a hyperosmotic perfusate on extended preservation of the heart.
Circulation 1971; 43: I–124–I–129.



В начало
/media/cardio/07_02/31.shtml :: Sunday, 18-Nov-2007 22:09:47 MSK
© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster