БЛОКАТОРИ АКВАПОРИНОВИХ КАНАЛІВ ТА МОНООКСИД ВУГЛЕЦЮ ВПЛИВАЮТЬ НА МІОКАРД В УМОВАХ ІШЕМІЇ-РЕПЕРФУЗІЇ

  • С.П. Бесчасний
  • O.M. Гасюк
Ключові слова: аквапорини, вальпроати, газотрансміттер, міокард, перфузія серця

Анотація

Функціонування серцево-судинної системи забезпечується роботою йонних та аквапоринових каналів. Порушення у їх роботі завдають шкоди усьому організму, знижуючи працездатність та якість життя. Основним чинником ушкоджувального впливу у серцево-судинній системі є ішемія. Реперфузія міокарду часто супроводжується негативними процесами: розвивається інтерстеціальний та клітинний набряк. Переважна більшість транспорту води у тканинах серцево-судинної системи забезпечується спеціальними каналами - аквапоринами, які також транспортують гліцерин, сечовину та аміак. Можливість регульованого впливу на ці канали є важливою мішенню для розробки терапевтичних засобів, які б стримували ішемічно-реперфузійне ушкодження. В якості блокаторів аквапоринових каналів особливої уваги заслуговують монооксид вуглецю та антиконвульсанти (ламотриджин та вальпроати).

Дослідження проведені на лабораторних мишах, які було розділено на 5 груп. Перша група – контрольна, мишам другої – четвертої груп через зонд уводили, відповідно, фенітоїн, ламотриджин, топірамат. У п’ятій групі через ізольоване серце під час перфузії пропускали перфузійний розчин, який протягом 30 хв насичували СО. Для дослідження коронарного потоку, метаболічних змін та окремих показників електричної активності використовували методику ретроградної перфузії ізольованого серця, на якому моделювали ішемію та реперфузію. Виявилося, що фенітоїн, ламотриджин та СО мали вазодилатаційні властивості, проте топірамат мав вазоконстрикторний вплив.  Ламотриджин знижував поглинання глюкози у період перфузії,  фенітоїн та топірамат – наприкінці реперфузії,  СО – у період реперфузії. Депонування Са2+ встановлене у групі, яка отримувала фенітоїн. У групах із ламотриджином та топіраматом депонування спостерігалося на початку реперфузії. Використання перфузійного розчину із СО призводило до накопичення Са2+ лише наприкінці реперфузії. Підвищена продукція креатиніну спостерігалася лише у групах, що отримували фенітоїн та топірамат. Рівень аспартатамінотрансферази збільшувався лише у групі із ламотриджином у період перед ішемією. Антиконвульсанти та СО під час перфузії знижували амплітуду зубця R, під час ішемії навпаки відбувалося посилення вольтажу. Вкорочення інтервалу R-R встановлено лише у групі із фенітоїном. Ламотриджин та топірамат подовжували інтервал R-R, СО вкорочував його під час репрефузії. Тож, вплив на аквапоринові канали призводив до змін коронарного потоку, засвоєння глюкози та депонування кальцію міокардом, також знижувався ступінь ураження міокарду в умовах ішемії-реперфузії.

Посилання

1. Гасюк ОМ, Самойленко ЮС, Половинко ТО, Леоненко СЮ. Фізична працездатність в умовах впливу еритропоез-стимулюючого фактору. Природничий альманах (біологічні науки). 2017;23:5-12. http://na.kspu.edu/index.php/na/article/view/621
2. Beschasnyi SP, Hasiuk OM. The carbon monoxide donor, topiramate, and blockers of aquaporine receptors decrease myocardial ischemia-reperfusion injiry. Fiziologichnyi Zhurnal. 2021;67(5):30-38. https://doi.org/10.15407/fz67.05.030
3. Chuang DM, Leng Y, Marinova Z, Kim HJ, Chiu CT. Multiple roles of HDAC inhibition in neurodegenerative conditions. Trends in neurosciences. 2009;32(11):591-601. DOI: 10.1016/j.tins.2009.06.002
4. Chuang DM. The antiapoptotic actions of mood stabilizers: molecular mechanisms and therapeutic potentials. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2005;1053:195-204. DOI: 10.1196/annals.1344.018
5. Halestrap AP, Clarke SJ, Khaliulin I. The role of mitochondria in protection of the heart by preconditioning. Biochim Biophys Acta. 2007;1767(8):1007-31. DOI: 10.1016/j.bbabio.2007.05.008
6. Hausenloy DJ, Yellon DM. Remote ischemic preconditioning: underlying mechanisms and clinical application. Cardiovasc Res. 2008;79(3):377-86. DOI: 10.1093/cvr/cvn114
7. Huber VJ, Tsujita M, Kwee IL, Nakada T. Inhibition of aquaporin 4 by antiepileptic drugs. Bioorg Med Chem. 2009;17(1):418-24. DOI: 10.1016/j.bmc.2007.12.038
8. Huber VJ, Tsujita M, Nakada T. Identification of aquaporin 4 inhibitors using in vitro and in silico methods. Bioorg Med Chem. 2009;17(1):411-7. DOI: 10.1016/j.bmc.2007.12.040
9. Motterlini R, Foresti R. Biological signaling by carbon monoxide and carbon monoxide-releasing molecules. American Journal of Physiology-Cell Physiology. 2017;312(3):C302-C313. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00360.2016
10. Saadoun S, Papadopoulos MC, Hara-Chikuma M, Verkman AS. Impairment of angiogenesis and cell migration by targeted aquaporin-1 gene disruption. Nature. 2005;434:786–92. DOI: 10.1038/nature03460
11. Thomas EA, D'Mello SR. Complex neuroprotective and neurotoxic effects of histone deacetylases. J Neurochem. 2018;145(2):96-110. DOI: 10.1111/jnc.14309
12. Verkman AS, Mitra AK. Structure and function of aquaporin water channels. Am J Physiol Renal Physiol. 2000;278(1):F13–F28. DOI: 10.1152/ajprenal.2000.278.1.F13
13. Verkman AS. More than just water channels: unexpected cellular roles of aquaporins. J Cell Sci. 2005;118:3225–32. DOI: 10.1242/jcs.02519
14. Xie X, Hagan RM. Cellular and molecular actions of lamotrigine: possible mechanisms of efficacy in bipolar disorder. Neuropsychobiology. 1998;38:119-130. DOI: 10.1159/000026527
15. Zhang D, Vetrivel L, Verkman AS. Aquaporin deletion in mice reduces intraocular pressure and aqueous fluid production. J Gen Physiol. 2002;119:561–9. DOI: 10.1085/jgp.20028597
Опубліковано
2021-12-20
Сторінки
5-14
Номер
Розділ
Статті