INFLUENCE OF N - ACETYLGLYCINE AND ITS PRECURSOR ON ISOLATED FROGS HEART

Full Text

Традиционно считается, что глицин про- Однако, в отдельных случаях глициновый ре- являет нейротрансмиттерные свойства на цептор может вести себя по-другому, способ- уровне спинного, продолговатого мозга и моста. ствуя деполяризации мембраны клетки. В част- Глицин является нейротрансмиттером, обеспе- ности, в эмбриональных нервных клетках во чивающими защитное торможение в ЦНС, роль внутриклеточной среде наблюдается избыток которого возрастает в условиях повышенного ионов хлора. Поэтому, при активации глицино- выброса глутамата. Ингибирующие свойства вого рецептора ионы хлора стремятся выйти во глицин проявляет посредством взаимодействия внеклеточную среду по градиенту концентра- не только с собственными глициновыми рецеп- ции путем пассивного траспорта [4]. торами, но и с рецепторами ГАМК. Глицин яв- В свою очередь, клетки синоатриального ляется коагонистом глутаматных NMDA- ре- узла также содержат большое количество цепторов и в субмикромолекулярных концен- ионов хлора, что существенно отличает их от трациях необходим для их нормального функ- всех остальных клеток сердца [5]. Следова- ционирования. Активация этих рецепторов воз- тельно, при активации глициновых рецепторов можна лишь при условии связывания глицина в клетках сердца он также способствует депо- со специфическими глициновыми сайтами [1]. ляризации мембраны, а соответственно и повы- Исследования показали, что клетки миокарда шению ее возбудимости, что приводит к увели- могут содержать глициновый рецептор или сайт чению частоты сердечных сокращений. связывания глицина. Вестерн-блоттинг показал, что чистые культивируемые кардиомиоциты Условия и методы исследования имеют бета-субъединицу глицинового рецеп- Эксперименты были выполнены на 6 тора. Полученные результаты позволяют пред- препаратах изолированного по Штраубу положить, что глициновые рецепторы экспрес- сердца лягушки. Градуированная канюля, за- сируются в кардиомиоцитах [2]. фиксированная в луковице аорты, содержала Как известно, глициновый рецептор яв- раствор Рингера (NaCl - 6,5 г/л; KCl - 0,2 г/л; ляется лиганд-зависимым ионным каналом, CaCl2 - 0,2 г/л; NaHCO3 - 0,3 г/л). который пропускает ионы хлора внутрь Необходимый объем вводимого веще- клетки, вызывая при этом гиперполяризацию, ства вносили шприцом, ориентируясь на которая снижает возбудимость клетки [3]. шкалу канюли. Исследовалось влияние © Никонов С. Н., Зайнулин Р. А., Романова И. Д., 2019. Никонов Сергей Николаевич (wolfgtm3@rambler.ru), магистрант биологического факультета; Зайнулин Руслан Анасович (zajnulin63@inbox.ru), доцент; Романова Ирина Дмитриевна (romanova_id@mail.ru), доцент кафедры физиологии человека и животных Самарского университета 443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34. 88 Биология -8 -6 -4 глицина 10 М, 10 М и 10 М по сравнению На рисунке 2 показано изменение удар- с действием раствора Рингера (контроль). Для ного объёма в условиях перфузии сердца рас- определения зависимости сердечного вы- творами глицина разных концентраций. До- броса от величины пост-нагрузки и соблюде- стоверных изменений ударного объема обна- ния закона Франка-Старлинга градуирован- ружено не было. ная канюля последовательно заполнялась ис- Так как минутный объём сердца является следуемыми растворами в объемах: 0, 5, 10, интегральным показателем, было обнаружено 15, 20, 25, 30 делений шкалы, что составляло достоверное увеличение данного показателя соответственно 0 мл, 0,054 мл, 0,108 мл, 0,162 сердечной деятельности. Максимальное откло- -6 мл, 0,216 мл, 0,270 мл и 0,324 мл. нение при концентрации 10 М составило Для предотвращения подсыхания 66,53±13,43 % при постнагрузке 216 мкл. От- наружной поверхности сердца и с целью клонения при постнагрузках 54, 162, 270, 324 обеспечения физиологических условий его мкл составили 27,74±11,82 %; 60,26±13,91 %; деятельности сердце периодически ороша- 40,30±11,70 %; 35,23±12,09 % соотвественно. лось раствором Рингера для холоднокровных. Максимальное отклонение при концентрации -4 Полученные данные обрабатывались ста- 10 М составило 86,37±16,87 % при пост- тистически с помощью программного пакета нагрузке 216 мкл. Отклонения при постнагруз- SigmaPlot 11.0 с использованием парного t-те- ках 54, 108, 162, 270, 324 мкл составили ста, и были представлены как средние значе- 65,30±14,54 %; 73,55±25,50 %; 70,71±11,83 %; ния ± стандартизированные ошибки. Для по- 60,50±4,68 %; 52,36±9,98 % соответсвенно. строения графиков использовалась та же про- На рисунках 4-6 показано, что глицин грамма. Статистически значимыми считались не влияет на соблюдение закона Франка - изменения со значениями р ≤ 0,05. Старлинга. При всех концентрациях просле- живается тенденция увеличения ударного Результаты исследования объема при увеличении постнагрузки. В случае с глицином наблюдались сле- дующие изменения основных показателей Обсуждение результатов сердечной деятельности по сравнению с кон- Проведённые в модельных эксперимен- трольными значениями, полученными в опы- тах исследования позволили определить влия- тах с раствором Рингера. ние глицина на основные параметры сердечной Хронотропный эффект имел положитель- деятельности. В серии экспериментов с глици- ный характер и был более выражен по сравне- ном были получены результаты аналогичные нию с N - ацетилглицином. На рисунке 1 пока- описанным в предыдущей статье с зано, что достоверные изменения были обнару- N - ацетилгли-цином. Был выявлен положи- -6 -4 жены для концентраций 10 М и 10 М, как и в тельный хронотропный эффект и как следствие случае с N - ацетилглицином. Однако измене- увеличение минутного объема сердца при кон- -6 -4 ния были достоверными при всех постнагруз- центрациях препарата 10 М и 10 М. Соблю- ках. Максимальное отклонение при концентра- дение закона Франка - Старлинга не наруша- -6 ции 10 М составило 45,72±21,56 % при пост- лось. Стоит отметить, что эффекты при дей- нагрузке 108 мкл (р < 0,05). Отклонения при ствии глицина выражены сильнее, чем при дей- постнагрузках 0 мкл, 54 мкл, 216 мкл, 270 мкл, ствии N - ацетилглицина. Возможно, это свя- 324 мкл составили 35,03±12,72 %; 36,58±17,01; зано с большей аффинностью глицина к глици- 39,60±6,88; 32,51±10,87; 40,75±7,88 % соответ- новыми рецепторами, а следовательно мень- свенно (р < 0,05). Максимальное отклонение шей способностью покидать рецептор. В свою -4 при концентрации 10 М составило 71,46±8,06 очередь ацетильная группа N - ацетиглицина % при постнагрузке 216 мкл (р < 0,01). Откло- является стерическим препятствием для проч- нения при постнагрузках 0 мкл, 54 мкл, 108 ного связывания с глициновыми рецепторами. мкл, 162 мкл, 270 мкл, 324 мкл составили Следовательно N - ацетилглицин может быть 49,69±9,53 %; 58,73±11,94 %; 65,62±19,62 %; менее опасен в качестве ороситель-ного препа- 61,65±10,96 %; 54,35±11,08 %; 52,41±9,14 % со- рата при эндоскопических операциях на сердце ответственно. нежели глицин. Вестник молодых учёных и специалистов Самарского университета. 2019. № 1 (14) 89 Рис. 1. Изменение частоты сердечных сокращений при перфузии раствором глицина изолированного сердца лягушки: * - р<0,05; ** - р<0,01 Рис. 2. Изменение ударного объёма при перфузии раствором глицина изолированного сердца лягушки 90 Биология Рис. 3. Изменение минутного объёма сердца при перфузии раствором глицина изолированного сердца лягушки: * - р<0,05 Рис. 4. Изменение ударного объёма при перфузии препарата -8 изолированного сердца лягушки 10 М раствором глицина: *** - р<0,001 Вестник молодых учёных и специалистов Самарского университета. 2019. № 1 (14) 91 Рис. 5. Изменение ударного объёма при перфузии препарата -6 изолированного сердца лягушки 10 М раствором глицина: *** - р<0,001 Рис. 6. Изменение ударного объёма при перфузии препарата -4 изолированного сердца лягушки 10 М раствором глицина: *** - р<0,001 Заключение Литература Глицин вызывает более выраженное 1. Сергеев П. В., Шимановский Н. Л., положительное хронотропное влияние на Петров В. И. Рецепторы физиологически ак- препарат изолированного по Штраубу тивних веществ. Волгоград: Семь ветров, -6 99. 640 с сердца лягушки в концентрациях 10 М и 19 -4 10 М, и как следствие, увеличивает минут- 2. Qi R. B., Zhang J. Y. Glycine receptors ный объем сердца. При действии исследуе- contribute to cytoprotection of glycine in myo- мого соединения закон Франка-Старлинга cardial cells // Chinese medical journal. 2007. не нарушается. Vol. 120. № 10. P. 915-921. 92 Биология 3. Wang H. D., Lu D. X. Glycine inhibits 4. Lynch J. W. Molecular structure and 2+ the LPS-induced increase in cytosolic Ca con- function of the glycine receptor chloride chan- centration and TNFalpha production in cardio- nel // Physiological reviews. 2004. Vol. 84. № 4. myocytes by activating a glycine receptor // Acta Р. 1051-1059. Pharmacologica Sinica. 2009. Vol. 30. № 8. 5. Судаков К. В. Нормальная физиоло- P. 1107-1114. гия. М.: МИА, 2006. 921 с.

About the authors

Sergey Nikolaevich Nikonov

Samara University

Email: wolfgtm3@rambler.ru
Russia, Samara

Ruslan Anasovich Zaynulin

Samara University

Email: zajnulin63@inbox.ru
Russia, Samara

Irina Dmitrievna Romanova

Samara University

Email: romanova_id@mail.ru
Russia, Samara

References

Supplementary files