Роль b-адренорецепторов в стресс-индуцированном повреждении сердца у крыс в модели синдрома Такотсубо

 –166

Introduction. The pathophysiological mechanisms of cardiac injury in Takotsubo syndrome are currently poorly understood. The role of adrenergic receptor (AR) subtypes in the development of stress-induced myocardial injury (SIMI) remains unclear.

Aim. To assess the role of β-ARs in the development of SIMI.

Material and Methods. The study was performed using female Wistar rats ( n = 84). Rats were subject to 24-hour immobilization in the supine position to simulate SIMI. 99mTc-pyrophosphate radiopharmaceutical was used to determine the degree of cardiac injury. Results. The study showed that β-AR blockade with propranolol reduced the degree of cardiac injury by 38.4%. Selective β1-AR antagonists, atenolol and nebivolol, led to 2.00- and 2.55-fold decreases in 99mTc pyrophosphate accumulation in the heart, respectively. Blockade of β2-ARs by a selective antagonist ICI-118.551 caused an increase in the degree of 99mTc-pyrophosphate accumulation in the heart by 34.6%. A selective β3-AR antagonist L-748337 did not affect 99mTc pyrophosphate accumulation in the heart.

Conclusions . The study showed that β1-ARs are involved in the damaging effects of stress on the heart during immobilization stress. β2-AR had a cardioprotective effect in immobilization. β3-AP did not play a significant role in the stress-induced cardiac injury with a single exposure to the stressor.

Актуальность

Стресс является адаптивной реакцией на раздражитель, однако при чрезмерной силе и длительности воздействия стресс-агентов он теряет свои защитные функции и начинает проявлять себя как патологическая реакция. Еще в 40-х годах XX века было выдвинуто предположение об участии стресса во внезапной сердечной смерти [1, 2]. В 1946 г. A.R. Moritz и N. Zamcheck сообщили о повышении частоты внезапной сердечной смерти у солдат во время Второй мировой войны [1], а W.B. Cannon описывал случаи внезапной сердечной смерти у людей с «мистическим мышлением» при «проклятиях» [2]. Теория возникновения стресс-реакции получила свое развитие в работах Г. Селье [3]. Экспериментальное подтверждение существования стресс-индуцированного повреждения сердца (СИПС) было получено только в 1974 г. G. Johansson и соавт. [4]. Интерес к СИПС возобновился после того, как H. Sato и соавт. обнаружили аналог данного состояния у человека. Это состояние получило название «синдром такотсубо» (СТ) ввиду схожести формы левого желудочка сердца после стресса с японской ловушкой для осьминогов. Данному состоянию свойственна не только дилатация левого желудочка, но и сократительная дисфункция, умеренное повышение содержания в крови маркеров некроза миокарда, подъем или депрессия сегмента ST, инверсия зубца T, удлинение интервала QTc [5–7]. На данный момент одним из главенствующих механизмов развития СИПС считается чрезмерная активация симпатической нервной системы (СНС). В экспериментальных исследованиях получены данные, позволяющие предположить участие катехоламинов в развитии СИПС. Было обнаружено, что антагонисты β-адренорецепторов (β-АР) предупреждают возникновение сократительной дисфункции миокарда, вызванной иммобилизационным стрессом или введением высоких доз адреналина [8, 9]. Вместе с тем в некоторых клинических исследованиях не выявлена разница по 30-дневной смертности между группами пациентов с СТ, получавшими и не получавшими β-блокаторы [10]. Не удалось обнаружить статистически значимой разницы между пациентами с СТ, получавшими антагонисты β1-АР (атенолол, метопролол) и не получавшими β-блокаторы, по уровню маркеров некроза миокарда, фракции выброса левого желудочка, конечному диастолическому давлению в левом желудочке [11]. Таким образом, предположение об участии катехоламинов и АР в формировании повреждения миокарда при стрессе нуждается в дополнительном фактическом обосновании. В сердце представлены следующие субтипы АР: β1- β2-, β3-, α1-, α2-АР, при этом β1-АР составляют около 80% АР. Однако остается неисследованным, через активацию каких именно субтипов АР реализуется повреждающее действие стресса.

Цель исследования: оценить роль β-АР в реализации стресс-индуцированного повреждения сердца.

Материал и методы

Исследование было выполнено на 84 крысах-самках линии Вистар. В экспериментальных группах животные подвергались иммобилизационному стрессу, в ходе которого крыс фиксировали в течение 24 ч в положении на спине. Количественную оценку СИПС осуществляли по аккумуляции радиофармпрепарата 99mTc-пирофос-фата (99mTc-ПФ) в миокарде по методу, предложенному D.G. Miller и S. Mallov [12]. Раствор 99mTc-ПФ готовился непосредственно перед применением из элюата технеция (генератор технеция TEKCIS, Франция) и препарата Пир-фотех (ООО Диамед, Россия). 99mTc-ПФ вводили внутривенно в дозе 100 МБк/кг через 30 мин после прекращения иммобилизации. Препараты вводили внутрибрюшинно 2 раза: за 30 мин до иммобилизации и через 12 ч после иммобилизации. Препарат ICI 118,551 вводили 3 раза с интервалом 8 ч. Для блокады β1- и β2-АР применяли

(-)-пропранолол в дозе 2,5 мг/кг. Селективный антагонист β1-АР атенолол использовали в дозе 1 мг/кг [13], селективный антагонист β1-АР небиволол – в дозе 1,2 мг/кг [14]. Селективный антагонист β3-АР L-748337 вводили в дозе 0,1 мг/кг, антагонист β2-АР ICI 118,551 в дозе 0,3 мг/кг. Статистическую обработку данных производили при помощи программного обеспечения STATISTICA 10. Для выявления статистически значимых различий использовали H-критерий Краскела – Уоллиса с последующим применением апостериорного критерия Данна.

Результаты и обсуждение

Внутрибрюшинное введение β-блокатора (-)-пропра-нолола вызвало уменьшение степени аккумуляции 99mTc-ПФ в миокарде животных на 38,4% по сравнению с контрольными крысами (введение 0,9% р-ра NaCl), таблица. Кардиопротекторный эффект (-)-пропранолола может быть связан с тем, что β1-АР являются самыми распространенными АР в сердце. Селективная блокада β1-АР атенололом и небиволом снизила степень аккумуляции 99mTc-ПФ в 2 и 2,55 раза соответственно по сравнению с контрольными животными. Более сильный кардиопро-текторный эффект небиволола можно объяснить способностью не только селективно блокировать β1-АР, но и активировать индуцибельную NO-синтазу в сердце [15]. Таким образом, β1-АР играют важную роль в развитии СИПС. Блокада β2-АР с помощью ICI-118,551 повысила степень аккумуляции 99mTc-ПФ на 34,6% по сравнению со стресс-контролем (см. табл.). Данный эффект может быть связан с тем, что β2-АР сопряжены не только с Gs-белками, но и с Gi/o-белками [3], активация которых оказывает антиапоптотическое и кардиопротекторное действие при ишемии/реперфузии [16, 17]. Указанные эффекты стимуляции β2-АР могут реализоваться при СИПС. Блокада β3-АР препаратом L-748337 не оказала влияния на степень аккумуляции 99mTc-ПФ в сердце крыс. Некоторые авторы сообщают об увеличении количества β3-АР при многократных стрессорных воздействиях. Они связывают данный эффект с адаптацией, направленной на уменьшение эффектов, опосредованных активацией β1-АР [18, 19]. На основании этого можно предположить, что при однократном воздействии стрессора не происходит увеличения количества β3-АР в сердце.

Таблица. Влияние антагонистов β-адренорецепторов на аккумуляцию ^99mTc-пирофосфата в миокарде крыс при стрессе

Table. The effects of β-AR antagonists on the accumulation of ^99mTc-pyrophosphate in the rat myocardium under stress

Примечание: * – p < 0,05 по сравнению с группой стресс-контроля.

Note: CPM – count per minute. * – p < 0.05 as compared with the stresscontrol group.

Заключение

Таким образом, β-АР играют важную роль в реализации стресс-индуцированного повреждения миокарда, в частности, β1-АР участвуют в СИПС при иммобилизации, а стимуляция β2-АР эндогенными катехоламинами способствует повышению устойчивости к СИПС. β3-АР не участвуют в формировании СИПС.