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

АРТЕРИАЛЬНАЯ ГИПЕРТЕНЗИЯ  
Том 09/N 6/2003 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Влияние терапии на активность Са2+-зависимых К+-каналов эритроцитов у больных первичной легочной гипертензией


И.Е.Кирюшина, Г.В.Афанасьева, З.Б.Хасанова, А.Ю.Постнов, И.Е.Чазова

Российский кардиологический научно-производственный комплекс Минздрава РФ, Москва

Резюме. Оценивали влияние терапии на активность Ca2+-зависимых К+-каналов в эритроцитах у 19 пациентов с первичной легочной гипертензией (ПЛГ). Все пациенты получали либо монотерапию антагонистами кальция, либо комбинированную терапию антагонистами кальция и b-блокаторами. Активность каналов определяли рН-метрически в присутствии кальциевого ионофора (А23187). Показано, что применение комплексной терапии антагонистами кальция и b-блокаторами при ПЛГ тормозит процессы вазоконстрикции, улучшает процессы вазорелаксации, что играет положительную роль при лечении этого заболевания.
Ключевые слова: первичная легочная гипертензия, кальцийзависимые калиевые каналы, эритроциты, антагонисты кальция,
b-блокаторы.
Impact of therapy on the activity of erythrocytic Ca2+-dependent K+-channels in patients with primary pulmonary hypertension
I.Ye.Kiryushina, G.V. Afanasyeva, Z.B. Khasanova, A.Yu. Postnov, I.Ye. Chazova
Summary.
The impact of therapy on the activity of erythrocytic Ca2+-dependent K+-channels was evaluated in 19 patients with primary pulmonary hypertension (PPH). All the patients received either monotherapy with calcium antagonists or a combined therapy with calcium antagonists and b-blockers. The activity of the channels was determined by pH-metry using a calcium ionophore (A23187). The combined therapy with calcium antagonists and b-blockers for PPH was shown to inhibit vasoconstriction and to improve vasorelaxation, which plays a positive role in the treatment of this disease.
Key words: primary pulmonary hypertension, calcium-dependent K
+-channels, erythrocytes, calcium antagonists, b-blockers.
Введение
   
Первичная легочная гипертензия (ПЛГ), или легочная гипертензия неизвестной этиологии, – тяжелое, фатальное заболевание, характеризующееся повышением среднего давления в легочной артерии выше 25 мм рт. ст. в покое и 30 мм рт. ст. при физической нагрузке, нормальным давлением заклинивания легочной артерии и отсутствием другой патологии, приводящей к развитию легочной гипертензии. Основными патологическими проявлениями болезни являются: сужение просвета мелких легочных сосудов за счет легочной вазоконстрикции, утолщения внутренней и средней сосудистых оболочек и гиперкоагуляция. В результате происходит значительное увеличение периферического сосудистого сопротивления, что приводит к повышению давления в легочной артерии, возникновению и прогрессированию правожелудочковой недостаточности, которая является терминальной стадий заболевания [1, 2].
   Важной проблемой при ПЛГ является подбор адекватной дозы препаратов, позволяющих уменьшить общее легочное сосудистое сопротивление (ОЛСС), систолическое давление в легочной артерии (СДЛА), поскольку большинство лекарственных средств, снижающих давление в легочной артерии, уменьшают сосудистое сопротивление не только в малом, но и в большом круге кровообращения, вызывая системную гипотонию [3].
   Основные группы препаратов, применяемых при лечении ПЛГ, – это антагонисты кальция, аналоги простациклина, антикоагулянты и антагонисты эндотелииновых рецепторов. В последнее время в комплексе с антагонистами кальция стали применять также
b-блокаторы. Все перечисленные группы препаратов, за исключением антикоагулянтов, снижают давление в легочной артерии, тем или иным путем подавляя вазоконстрикцию. Однако в последнее время все больше внимания уделяется изучению путей воздействия на вазодилатацию, что рассматривается как один из возможных способов лечения гипертензий различной этиологии [4, 5]. Более того, по последним данным, нарушение процессов вазодилатации за счет уменьшения экспрессии потенциалзависимых калиевых каналов является одной из существенных причин развития ПЛГ [6, 7].
   Известно, что при реполяризации клеточной мембраны и вазодилатации ведущую роль играют не только потенциалзависимые, но и кальцийзависимые калиевые каналы [8–10]. Поэтому целью нашей работы было изучение действия некоторых видов антагонистов кальция и
b-блокаторов на Са2+-зависимые К+-каналы в эритроцитах. Мы предполагали, что измерение активности Са2+-зависимых К+-каналов в эритроцитах больных, принимавших перечисленные виды препаратов, позволит нам косвенно оценить их воздействие на каналы в гладкомышечных клетках легочной артерии, а также судить об их побочном действии.   

Материалы и методы
   
Обследованы 19 пациентов (7 мужчин и 12 женщин) с ПЛГ в возрасте 14–60 лет (средний возраст 33,5±14,7 года). Обследование проводилось в Институте клинической кардиологии им А.Л.Мясникова. Диагноз устанавливали на основании комплексного клинико-инструментального исследования, включающего общеклиническое обследование, рентгенографию органов грудной клетки, ЭКГ, ФКГ, ЭхоКГ-исследование, электронно-лучевую томографию органов грудной клетки, магнитно-резонансную томографию сердца, катетеризацию правых отделов сердца.
   В группу вошли 2 пациента I функционального класса (ФК), 11 пациентов II ФК, 7 пациентов III ФК и 3 пациента IV ФК (по NYHA) со средним уровнем СДЛА 106,5±39,0 мм рт. ст. и средней продолжительностью заболевания 142±117 мес.

Рис. 1. Влияние терапии на величину гиперполяризации плазматической мембраны эритроцитов в ответ на кальциевый ионофор А23187.
1 – измерения при поступлении (13 человек с I–II ФК, 7 человек с III–IV ФК),
2 – измерения после присоединения к терапии антагонистами кальция терапии
b-блокаторами (5 человек со II ФК, 4 человека с III ФК),
3 – измерения после увеличения дозы антагонистов кальция (4 человека с IIФК, 5 человек с III–IV ФК),
4 – измерения после длительного приема фиксированной дозы антагонистов кальция (3 человека с I–II ФК, 2 человека с III–IV ФК),
5 – измерения после длительного приема фиксированной дозы антагонистов кальция и
b-блокаторов (3 человека с I-IIФК, 2 человека с III ФК). * – р<0,05.



Рис. 2. Влияние терапии на СДЛА, в процентах от уровня при поступлении.
1 – измерения при поступлении,
2 – измерения после присоединения к терапии антагонистами кальция терапии
b-блокаторами,
3 – измерения после увеличения дозы антагонистов кальция,
4 – измерения после длительного приема фиксированной дозы антагонистов кальция,
5 – измерения после длительного приема фиксированной дозы антагонистов кальция и
b-блокаторов.


   У всех пациентов оценивали активность Са
2+-зависимых К+-каналов эритроцитов. Количество измерений у одного пациента проводили от 2 до 4 раз при изменении терапии и уровня СДЛА в период с 1999 по 2001 г. Забор крови проводили из кубитальной вены. В качестве антикоагулянта использовали гепарин в концентрации 10 ед/мл. Эритроциты выделяли по методу, описанному в работе Н.И.Покудина и соавт [11]. Кровь центрифугировали при 2000 g в течение 10 мин при 4°С, отбирали плазму и белые клетки, а эритроциты суспендировали в буфере, содержавшем 75 мМ NaCl, 75 мМ KCl, 1 мМ MgCl2, 5 мМ D-глюкозы, 5 мМ NaH2PO4/Na2HPO4, pH 7,4. Полученную суспензию снова центрифугировали при 2000 g в течение 10 мин при 4°С, а затем дважды отмывали в растворе, содержавшем 150 мМ NaCl, 1 мМ KCl, 1 мМ MgCl2, 10 мМ D-глюкозы. Осадок упакованных эритроцитов хранили при 4°С и использовали для измерения мембранного потенциала. Кинетику изменения мембранного потенциала регистрировали рН-метрически, по методу, описанному в работе М.Б.Баскакова и соавт., в которой показано, что после добавления протонофора распределение протонов в эритроцитах отражает изменение мембранного потенциала [12]. В качестве среды измерения использовали раствор, в котором проводили последнюю отмывку. После установления постоянного значения рН, в среду, содержащую буфер и эритроциты, добавляли 20 мкМ протонофора карбонил цианид m-хлорфенилгидразона и 25 мкМ СаСl2. Гиперполяризацию плазматической мембраны эритроцитов инициировали добавлением 0,5 мкМ кальциевого ионофора А23187. По величине гиперполяризации плазматической мембраны эритроцитов судили об активности Са2+-зависимых К+-каналов в этих клетках. Расчет проводили по формуле: Ем=RT/F(pH2–pH1), где рН1 – значение рН до добавления кальциевого ионофора, рН2 – значение рН в точке максимальной гиперполяризации плазматической мембраны эритроцитов.
   Математическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Excell 5.0 и Statistica, для каждого параметра определяли среднее значение (М) и стандартную ошибку среднего (m). Результат выражали как M+m. Достоверность различия между средними определяли по непарному t-критерию Стьюдента.   

Результаты
   
Поскольку в литературе появились данные о патологии потенциалзависимых калиевых каналов при ПЛГ [6, 7], мы сравнили активность Са
2+-зависимых К+-каналов эритроцитов в норме и при ПЛГ. Предполагалось, что если при ПЛГ существует генетическая патология Са2+-зависимых К+-каналов, влияющая на вазодилатацию, то она должна проявляться не только в гладкомышечных, но и в других типах клеток, как это происходит, например, при эссенциальной гипертонии у человека. При сравнении пациентов, находящихся без терапии вообще, с группой здоровых добровольцев достоверной разницы в активности Са2+-зависимых К+-каналов получено не было. Величина гиперполяризации плазматической мембраны составила в норме 19,8±5,3 мВ (n=7), а при ПЛГ 20,8±5,3 мВ (n=6).
   Все пациенты получали терапию либо антагонистами кальция (исрадипином, амлодипином, дилтиаземом, нифедипином продленного действия, верапамилом), либо комбинацией антагонистов кальция и
b-блокаторов (карведилолом, атенололом). В зависимости от терапии все измерения активности Са2+-зависимых К+-каналов были разбиты на группы. У пациентов, находящихся на монотерапии антагонистами кальция, измерения проводили при поступлении, после увеличения дозы антагонистов кальция, после длительного приема фиксированной дозы антагонистов кальция не менее 1 мес. У пациентов, находящихся на комбинированной терапии антагонистами кальция и b-блокаторами, измерения проводили при поступлении, после присоединения к терапии антагонистами кальция терапии b-блокаторами, после длительного приема фиксированной дозы антагонистов кальция и b-блокаторов не менее 1 мес.
   Результаты измерения активности Са
2+-зависимых К+-каналов, проведенные во всех группах, представлены на рис. 1. Чтобы исключить влияние индивидуальных особенностей пациентов, величину активности Са2+-зависимых К+-каналов рассчитывали в процентах от первоначального измерения при поступлении, принятом за 100%. Из рис. 1 видно, что при увеличении дозы антагонистов кальция произошло уменьшение активности Са2+-зависимых К+-каналов эритроцитов до 90±12%, очевидно из-за того, что эти препараты блокируют вход кальция не только в гладкомышечные, но и в другие типы клеток.
   Методика позволяет полностью исключить рецепторное влияние на величину гиперполяризации мембраны эритроцитов. Известно, что кальциевый ионофор А23187 вызывает вход кальция в клетку нерецепторным путем. Поэтому изначально предполагалось, что блокада
b-адренорецепторов не должна отражаться на активности К+-каналов эритроцитов. Однако при добавлении к терапии антагонистами кальция b-блокаторов произошло увеличение активности каналов до 122±14% от первоначального уровня (см. рис. 1).
   Из рис. 1 также видно, что длительный прием фиксированной дозы антагонистов кальция не менее 1 мес или длительный прием фиксированной дозы антагонистов кальция и
b-блокаторов не менее 1 мес приводит к увеличению активности каналов до 122±14 и 137±25% соответственно. Причем у пациентов, длительно принимающих антагонисты кальция и b-блокаторы, уровень активности Са2+-зависимых К+-каналов был достоверно выше, чем у пациентов, длительно принимающих только антагонисты кальция (р=0,05).
   В тех же группах подсчитывали уровень СДЛА (рис. 2). Из рис. 2 видно, что введение
b-блокаторов и увеличение дозы антагонистов кальция сопровождалось снижением уровня СДЛА (89±19%, р=0,1, и 96±9%, p=0,6, от первоначального уровня соответственно). В группе пациентов, длительно принимающих фиксированные дозы антагонистов кальция, отмечена тенденция к увеличению уровня СДЛА (127±35%, р=0,09, от первоначального уровня), а в группе пациентов, длительно принимающих антагонисты кальция и b-блокаторы в фиксированной дозе, уровень СДЛА практически не изменялся (97±9%, р=0,6). Изменение уровня СДЛА было недостоверным, возможно, из-за малочисленности группы обследованных больных.
   Также наблюдали ухудшение ФК у 3 пациентов, находящихся на терапии антагонистами кальция со II ФК на III ФК и со II ФК на IV ФК. Улучшение ФК наблюдали у 1 пациента при присоединении к терапии антагонистами кальция
b-блокаторов (карведилола) с III ФК на II ФК.   

Обсуждение
   
Согласно полученным данным терапия антагонистами кальция и b-блокаторами оказывает существенное влияние на активность Са2+-зависимых К+-каналов эритроцитов. Можно предполагать, что аналогичные эффекты наблюдаются и в гладкомышечных клетках сосудов. Использованная в работе методика позволяет полностью исключить влияние каких-либо рецепторов на величину гиперполяризации мембраны, поскольку кальциевый ионофор А23187 вызывает вход кальция в клетку нерецепторным путем. Поэтому можно утверждать, что наблюдаемые эффекты не являются специфичными для какого-то определенного типа клеток.
   Калиевые каналы принимают активное участие в регуляции сосудистого тонуса. Открытие калиевых каналов в клеточной мембране гладкомышечных клеток артерий увеличивает калиевые токи внутрь клетки, что приводит к гиперполяризации мембраны. Происходит закрытие потенциалзависимых кальциевых каналов, уменьшается кальциевый ток внутрь клетки, что приводит к вазодилатации. Считается, что именно Са
2+-зависимые К+-каналы вносят основной вклад в процессы вазодилатации, так как активация их происходит уже при небольшом значении мембранного потенциала. Дефект функции калиевых каналов в гладкомышечных клетках артерий может приводить к вазоконстрикции и вазоспазму [13].
   Антагонисты кальция являются одной из главных групп препаратов в лечении легочной гипертензии. Основной механизм их действия связан с расслаблением гладких мышц сосудов вследствие уменьшения внутриклеточного движения ионов кальция во время сокращения, т.е. уменьшения вазоконстрикции, что приводит к достоверному снижению давления в легочной артерии и ОЛСС [3]. Перегрузка клеток кальцием не только запускает и поддерживает вазоспазм, но и стимулирует процессы клеточной пролиферации (через повышение внутриядерной концентрации кальция), что приводит к ремоделированию легочных сосудов [6].
   На основании полученных в нашей работе данных можно предполагать, что антагонисты кальция не улучшают процессы вазодилатации, у больных ПЛГ, так как активность Са
2+-зависимых К+-каналов подавлена и основная нагрузка в процессах реполяризации ложится на другие типы калиевых каналов. В то же время при ПЛГ наблюдается угнетение активности и потенциалзависимых калиевых каналов [6]. Есть данные, что причина угнетения активности потенциалзависимых K+-каналов гладкомышечных клеток при ПЛГ связанна с уменьшением их численности вследствие нарушенной генной транскрипции и экспрессии генов [7]. Патология Кv1.5-каналов является предрасполагающим фактором для развития ПЛГ [14].
   Нужно отметить, что при длительном приеме фиксированной дозы антагонистов кальция активность Са
2+-зависимых К+-каналов возрастает (см. рис. 1). Очевидно, этот эффект связан с процессами адаптации пациентов к препарату, что в данном вопросе можно рассматривать как положительную тенденцию.
   В последнее время в терапии ПЛГ стали применяться
b-блокаторы, в частности неселективный b-a1-адреноблокатор с антиоксидантными свойсвами – карведилол (дилатренд) [15]. Карведилол обладает выраженным вазодилатирующим действием, уменьшая ОЛСС и увеличивая скорость выдоха. Механизм этого эффекта до сих пор до конца не ясен. Наряду с этим имеются данные, что назначение неселективного b-блокатора без дополнительных свойств пропронолола как в экспериментальных, так и в клинических работах приводило к снижению ОЛСС, соответственно СДЛА и повышению сердечного выброса.
   В нашей работе показано, что присоединение к стандартной терапии таких
b-блокаторов, как карведилол и атенолол, приводило к достоверному увеличению активности Са2+-зависимых К+-каналов эритроцитов и сопровождалось тенденцией к снижению СДЛА. На наш взгляд, этот эффект нельзя объяснить только адаптацией пациентов к антаганистам кальция, поскольку при приеме фиксированнойи дозы антагонистов кальция и b-блокаторов активность каналов возрастает достоверно быстрее.
   Мы исключили рецепторный путь передачи сигнала через
b-адренорецепторы, измеряя активность каналов в ответ на Са2+-ионофор. Таким образом, наши данные дают основание предполагать, что b-блокаторы не только тормозят вазоконстрикцию, но и улучшают вазорелаксацию гладкомышечных клеток легочной артерии у пациентов с ПЛГ. Механизм этого явления неясен, но, возможно, связан с прямым влиянием b-блокаторов на Са2+-зависимые К+-каналы.
   В настоящее время идет активный поиск синтетических открывателей калиевых каналов, улучшаюших процессы реполяризации и вазорелаксации. Они представляют новый класс соединений, обладающих мощным вазодилатирующим действием. Эффективность этих препаратов была показана в терапии ряда кардиоваскулярных заболеваний, таких как гипертония, стенокардия, острый коронарный синдром [16].
   Поиски путей воздействия на вазодилатацию идут также в области заместительной генной терапии [14]. В исследованиях, проведенных в эксперименте и у пациентов, страдающих легочной гипертензией, показано, что использование метаболических модуляторов и перенос генов позволили восстановить экспрессии и увеличить функции Кv2.1-каналов при легочной гипертензии, что приводило к уменьшению гипертрофии правого желудочка и ремоделирования легочных сосудов [17].
   Таким образом, в нашем исследовании показано, что применение комплексной терапии (антагонисты кальция в сочетании с
b-блокаторами) при ПЛГ не только тормозит процессы вазоконстрикции, но и улучшает процессы вазодилатации и играет положительную роль в лечении этого тяжелого заболевания.   

Литература
1. Беленков Ю.Н., Чазова И. Е. Первичная легочная гипертензия. М., 1999.
2. Миронова Н.А., Чазова И.Е., Беленков Ю.Н., Лазуткина В.К. Факторы, определяющие прогноз у больных с первичной легочной гипертензией. Практикующий врач 1999;15 (2): 13–4.
3. Чазова И.Е. Современные подходы к лечению легочного сердца. Рус. мед. журн. 2000; 8 (2): 83–6.
4. Максимова Н.В., Чижевская С.Ю., Карпов Ю.А., Постнов Ю.В. Оценка активности Са
2+-зависимых К+-каналов в эритроцитах при артериальной гипертонии: диагностические возможности метода. Кардиология 1999; 5: 45–9.
5. Афанасьева Г.В., Авдонин П.В., Повышенная активность Са
2+-зависимых К+-каналов в клетках крыс со спонтанной гипертензией. Кардиология 1999; 39 (7): 29–33.
6. Jason Xiao-Jian Yuan, MD, PhD; Ann M. Aldinger, BS; Magdalena Juhaznova, PhD et al. Dysfunctional voltage-gated K
+-channels in pulmonary artery smooth muscle cells of patients with primary pulmonary hypertension. Circulation, 1998; 98: 1400–6.
7. Xiao-Jian Yuan, Jian Wang, Magdalena Juhaszova et al. Attenuated K
+ channel gene transcription, in primary pulmonary hypertension. Lancet 1998; 351 (7): 726–7.
8. Nelson, Mark T, John M. Quayle Physiological roles and properties of potassium channels in arterial smooth muscle. Am J Physiological 1995; 268 (37): 799–822.
9. Brayden JE. Potassium channels in vascular smooth muscle. Clin Exp Pharmacol Physiol1996; 23 (12): 1069–76.
10. Julie Tseng-Crank, Nathalie Godinot, Teit E. Johansen et al. Cloning, expression, and distridution of a Ca
2+-activated K+-channel B-subunit from human brain. Neurobiology 1996; 93: 9200–5.
11. Покудин Н.И., Орлов С.Н., Котелевцев Ю.В., Постнов Ю.В. Транспорт одновалентных катионов и кальция в эритроцитах крыс со спонтанной гипертензией: исследование фракций, обогащенных молодыми и старыми клетками. Кардиология 1989; 29: 83–8.
12. Баскаков М.Б., Ситожевский А.В., Агнаев В.М. и др. Высокоселективный хелатор кальция (квин-2) подавляет активацию кальцием К
+-каналов. Биол. мембраны 1989; 6: 167–86.
13. Nelson, Mark T, John M. Quayle. Physiological roles and properties of potassium channels in arterial smooth muscle. Am J Physiol 1995; 268 (Cell Physiol. 37): C799–809.
14. Michelakis ED, Weir EK. The pathobiology of pulmonar
y hypertension. Smool muscle cell and ion channels. Clin Chest Med 2001, Sep; 22 (3): 419–32.
15. Иродова Н.Л., Красникова Т.Л., Масенко В.П., Кочетов А.Г., Чазова И.Е. Карведилол в лечении больных первичной легочной гипертонией: влияние на тяжесть сердечной недостаточности, степень легочной гипертензии, концентрацию катехоламинов в плазме крови и зависимый от
b-адренорецепторов синтез цАМФ в лимфоцитах. Тер. арх. 2002; 74 (8): 30–5.
16. Gomma AH, Purcell HJ, Fox KM. Potassium channel openers in myocardial i
schaemia: therapeutic potential of nicorandil. Drugs 2001: 61 (12): 1705–10.
17. Michelakis ED, Dyck JR, McMurtry MS et al. Gene transfer and metabolic modulators as new therapies for pulmonary hypertension. Increasing expression and activity of potassium channels in rat and human models. Adv Exp Med Biol 2001; 502: 401–18. Abstract.



В начало
/media/gyper/03_06/199.shtml :: Sunday, 15-Feb-2004 19:55:11 MSK
© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster