ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ СЕРДЕЧНЫХ АРИТМИЙ ПРИ ПОМОЩИ МЕТАБОЛИТОВ И АКТИВАТОРОВ СТРЕСС-ЛИМИТИРУЮЩИХ СИСТЕМ

ГЛАВА 6.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ СЕРДЕЧНЫХ АРИТМИЙ ПРИ ПОМОЩИ МЕТАБОЛИТОВ И АКТИВАТОРОВ СТРЕСС-ЛИМИТИРУЮЩИХ СИСТЕМ

Нарушения электрической стабильности сердца и его фибрилляция, составляющая причину внезапной сердечной смерти, являются оптимальным объектом для испытания эффективности факторов фармакологической защиты не только в силу своего практического значения, но и по причине четкости самого феномена фибрилляции, наблюдение за которым позволяет однозначно ответить на вопрос, действует или нет данный фактор. В дальнейшем изложении представлены результаты изучения метаболитов или химических индукторов тех стресс-лимитирующих систем, активация которых реально доказана при адаптации к коротким стрессорным воздействиям, т. е. мы последовательно придерживались принципа подражания естественным стресс-лимитирующим системам организма. При этом в качестве примеров эффективности этого принципа будут рассмотрены антиаритмическое действие активаторов и синтетических метаболитов ГАМК-ергической и серотонинергической систем, а также кардиопротекторное и антиаритмическое действие антиоксидантов.

Активаторы ГАМК-ергической системы и синтетические аналоги серотонина

Данные табл. 27 характеризуют влияние адаптации к коротким иммобилизационным стрессорным воздействиям на основные параметры метаболизма ГАМК-ергической системы в больших полушариях головного мозга. Из табл. 27 следует, что активность ключевого фермента биосинтеза ГАМК глутаматдекарбоксилазы (ГДК) у адаптированных животных увеличена на ¹/₃, а активность фермента, ответственного за утилизацию ГАМК, ГАМК-трансаминазы, достоверно не изменена и соответственно концентрация ГАМК в полушариях головного мозга увеличена почти на 70%. Это согласуется с результатами ранее опубликованных работ, в которых показано, что адаптация к коротким стрессорным воздействиям повышает активность ГДК в головном мозге [Gottesfeld Z. et al., 1978] и увеличивает устойчивость животных к судорожному действию антагониста ГАМК пикротоксина [Thiebot M. et al., 1979], а также с известным фактом, что введение животным одного из конечных продуктов ГАМК-ергической системы γ-оксимасляной кислоты (ГОМК) подавляет стресс-реакцию и предупреждает повреждения сердца при стрессе [Меерсон Ф. 3., Гибер Л. М. и др., 1977; Меерсон Ф. 3., Лифшиц Р. И.,Павлова В. И., 1981].

В целом совокупность имеющихся данных привела нас к мысли, что активация ГАМК-ергической системы наряду с актива-

176

Таблица 27. Показатели ГАМК-ергической системы в больших полушариях головного мозга крыс при адаптации к коротким стрессорных

воздействиям (M±m)

Показатели	Вариант опытов
Показатели	контроль	адаптация
Концентрация глутаминовой кислоты, мМ	7,32±0,34	7,93±0,41
Концентрация ГАМК, мМ	1,59±0,06	2,67±0,21 + 67,5%**
Активность ГДК (ГАМК, мкМ • г^—1 • ч^—1)	14,35±1,34	19,10±1,30 +33,1%*
Активность ГАМК-трансаминазы (глутаминовая кислота, мкМ • г^—1 • ч^—1)	12,37±1,52	14,79±1,56
* р<0,05. ** р<0,01.

цией других стресс-лимитирующих систем может играть роль в профилактическом эффекте адаптации при фибрилляции сердца в условиях острой ишемии. Поэтому представлялось целесообразным использовать в качестве антиаритмических средств активаторы ГАМК-ергической системы и, в частности, такой антиконвульсивный фактор, как вальпроевая кислота, которая ингибирует активность ГАМК-трансаминазы и способствует накоплению ГАМК в головном мозге [Loscher W., Vetter M., 1984].

Результаты этих исследований, выполненных нами совместно с Е. В. Шабуниной и Л. М. Белкиной (1987), представлены ниже.

В первой серии исследований изучали влияние вальпроата натрия на изменение порога фибрилляции желудочков сердца при острой ишемии миокарда у наркотизированных животных. Было показано, что у контрольных животных порог фибрилляции составляет 10,0 ±0,4 мА, а через 5 мин после коронароокклюзии оказывается сниженным до 0,8±0,1 мА. Это многократное снижение порога фибрилляции при острой ишемии хорошо известно [Lombarde F. et al., 1983]. У животных, которым предварительно вводили вальпроат натрия, порог фибрилляции до коронароокклюзии не отличался от контроля и составлял 11,2±0,6 мА, но через 5 мин после окклюзии он составлял 2,5 мА, т. е. был в 4 раза выше, чем в контроле. Таким образом, исследования показали, что введение фактора, вызывающего накопление ГАМК в мозге, существенно уменьшает вероятность возникновения фибрилляции сердца при острой ишемии.

В следующей серии исследований изучали влияние вальпроата натрия на развитие аритмий и фибрилляции сердца непосредственно после создания острой ишемии и во время последующей реперфузии у бодрствующих животных. В этих исследованиях

177

было установлено, что в результате предварительного введения вальпроата натрия частота возникновения аритмий при острой ишемии значительно уменьшилась: число случаев возникновения экстрасистолий уменьшилось в 2 раза, а желудочковых тахикардии и фибрилляции — в 3 раза. Так, в контрольной группе экстрасистолия возникала у 18 из 20 животных, а в группе получавших вальпроат натрия — у 8 из 20 животных; желудочковая тахикардия возникала у 14 из 20 контрольных животных и лишь у 4 животных, получавших вальпроат натрия, сходное соотношение наблюдалось и для случаев фибрилляции — соответственно 7 и 2. В результате, под влиянием вальпроата натрия общая длительность аритмий за период ишемии сократилась в 4 раза, а смертность от фибрилляции — в 3 раза.

Антиаритмическое действие вальпроата натрия проявилось и во время реперфузии. Так, у контрольных животных в этот период фибрилляция желудочков возникала у 5 из 10, а при предварительном введении вальпроата натрия был только один случай фибрилляции. Вальпроат натрия уменьшил суммарную длительность всех типов аритмий в 2 раза.

Наконец, наиболее примечательно антиаритмическое действие вальпроата натрия при описанном уже ранее постинфарктном кардиосклерозе, т. е. в условиях, когда данный фактор применяется не для предупреждения, а для устранения нарушений электрической стабильности сердца. Эффект экспериментальной терапии осуществляется в условиях отсутствия стресса и острой ишемии и является антиаритмическим в прямом смысле слова.

Данные Н. Абдикалиева, представленные в табл. 28, получены на животных с постинфарктным кардиосклерозом, взятых в опыт через 2 мес после создания инфаркта. Определение электри-

Таблица 28. Влияние препарата вальпроата натрия на порог

фибрилляции желудочков п эктопическую активность сердца при

постинфарктном кардиосклерозе (M±m)

Вариант опытов	Исходная ЧСС, ударов в минуту	Пороговое напряжение тока, В	— Δ ЧСС, ударов в минуту				Суммарное число экстрасистол	Порог фибрилляции желудочков, мА
Вариант опытов	Исходная ЧСС, ударов в минуту	Пороговое напряжение тока, В	1 порог	2 порога	3 порога	4 порога	Суммарное число экстрасистол	Порог фибрилляции желудочков, мА
Контроль (11)	389+11	0,4 + 0,06	40+3,6	122 + 21	170+17	193±16	19	6,8+0,7
Вальпроат	379±8	0,3 + 0,05	55±7	196 + 29	208±25	223+25	—	6,4±0,7
натрия (10) Постинфарктный кардиосклероз (11)	380+13	0,3 + 0,03	44±5	145+16	176±18	205+17	401	2,3±0,3*
Постинфарктный кардиосклероз + вальпроат натрия (10)	390±12	0,3±0,03	44±4	143±18	195±24	207±24	40	5,3+0,3**
Примечание. Цифры в скобках — число животных. * Отличия от варианта «контроль» достоверны. ** Отличия от варианта «постинфарктный кардиосклероз» достоверны.

178

ческого порога фибрилляции сердца и его эктопической активно^ сти изучали описанными выше методами, используя ту же дозу вальпроата натрия, что и при острой ишемии. Установили, что вальпроат натрия увеличивает отрицательно хронотропный эффект блуждающего нерва, но при этом на фоне увеличенной по степени брадикардии отсутствуют одиночные экстрасистолы, которые наблюдались у животных, не получавших препарата.

У животных с кардиосклерозом, как и в ранее описанных экспериментах, наблюдалось значительное — почти в 3 раза снижение порога фибрилляции сердца, а на фоне вагусной брадикардии возникали многочисленные экстрасистолы — 401 на группу обследованных животных. Вальпроат натрия в 2,5 раза повысил порог фибрилляции и в 10 раз уменьшил число экстрасистол. Таким образом, этот «накопитель ГАМК» почти полностью устранил нарушения электрической стабильности сердца, типичные для постинфарктного кардиосклероза. У интактных животных не отмечалось какого-либо влияния препарата на сердечный ритм или порог фибрилляции, явления ишемии и сопутствующего стресса при достаточно «старом» постинфарктном кардиосклерозе отсутствовали. Поэтому возникает подозрение, что при таком кардиосклерозе рубцу в сердечной мышце соответствует очаг повышенной возбудимости в центрах головного мозга, регулирующих функцию сердца. Этот очаг за счет усиления адренергических влияний на сердце или иным путем приводит к обнаруженным нарушениям электрической стабильности. Подавление очага избытком ГАМК устраняет эти нарушения по существу на основе того же механизма, что и эпилептические приступы. Разумеется, это предположение требует дальнейшей проверки. Однако оно согласуется с прямыми данными Г. Н. Крыжановского и Ю. И. Пивоварова (1982) о том, что в результате блокады ГАМК-рецепторов пенициллином в определенных структурах головного мозга может происходить формирование очагов возбуждения, которые сочетаются с возникновением сердечных аритмий. Аритмии исчезают вместе с исчезновением стойких очагов возбуждения.

В целом, полученные данные свидетельствуют, что вальпроат натрия антиконвульсивное средство, до последнего времени не использовавшееся в кардиологии, обладает выраженной способностью предотвращать аритмии, фибрилляцию и остановку сердца, а также устранять нарушения электрической стабильности сердца при постинфарктном кардиосклерозе.

Этот факт согласуется с представлением о важной роли ГАМК-ергической стресс-лимитирующей системы в предупреждении фибрилляции и остановки сердца при стрессе, ишемии и кардиосклерозе. Врожденная или приобретенная неполноценность этой системы, по-видимому, может играть важную роль в патогенезе аритмий и острой сердечной смерти. Повышение активности ГАМК-ергической системы, напротив, является вероятным фактором, определяющим защитный, антиаритмический эффект адаптации к стрессорным ситуациям окружающей среды.

179

Рис. 23. Структурные формулы серотонина (А) и его аналога П-109 (Б).

Пояснение в тексте.

Другой центральной стресс-лимитирующей системой, которая может играть роль в защитном эффекте адаптации при аритмии и фибрилляции сердца, вызванных острой ишемией, является серотонинергическая система головного мозга. Действительно, в настоящее время имеется ряд фактов, указывающих на роль серотонинергической системы в этом защитном эффекте. Прежде всего наши опыты показали, что рассмотренная выше адаптация к повторным стрессорным воздействиям приводит к увеличению содержания серотонина в структурах головного мозга. Так показано, что в среднем мозге, где в области шва расположены основные серотонинергические нейроны, содержание серотонина, определявшееся известным флуорометрическим методом [Maickel R., Miller E., 1966], возросло с 1061 нг/г до 1696 нг/г, т. е. в среднем на 60% (р<0,05). Кроме того, ранее установлено, что такое же накопление серотонина в мозге, вызванное с помощью сложного комплекса фармакологических средств, предотвращает снижение порога фибрилляции сердца при острой ишемии [Lown В. et al., 1980]. На этом основании мы решили использовать синтетические аналоги серотонина, не применявшиеся ранее в кардиологии, для предупреждения фибрилляции сердца при острой ишемии. В качестве такого аналога был избран хлоргидрат 4-нитро-5-метокситриптамина (П-109), синтезированный И. А. Петруниным в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева. Это вещество в основе своей так же, как и серотонин, имеет индольное кольцо, но отличается от серотонина наличием метоксигруппы в 5-м положении и нитрогруппы — в 4-м положении; оно обладает радиопротекторным действием и низкой токсичностью. На рис. 23 приведена структурная формула П-109. Антиаритмический эффект этого аналога серотонина оценивали на модели острой ишемии, воспроизводившейся на бодрствующих животных при закрытой грудной клетке по методу L. Lepran и соавт. (1983). Использованный аналог вводили за 30 мин до коронароокклюзии в дозе 50 мг/кг внутрибрюшинно. Результаты исследований показали, что предварительное введение П-109 в 4 раза снижало частоту фибрилляции сердца и смертность животных во время 10-минутной коронароокклюзии и более чем в 20 раз уменьшало суммарную длительность аритмий. Таким образом,

180

это вещество обладает выраженным антиаритмическим действием при острой ишемии и может быть рекомендовано для клинических испытаний.

В целом, представленные выше результаты свидетельствуют, что, избирательно активируя центральные стресс-лимитирующие системы или вводя синтетические аналоги метаболитов этих систем, можно защитить организм от повреждений, в патогенезе которых важную роль играет стресс-реакция, и в частности, от фибрилляции сердца.

Свободнорадикальное окисление в патогенезе ишемических и стрессорных повреждений миокарда и кардиопротекторное действие антиоксидантов ¹

В ходе естественного процесса адаптации к коротким стрессорным воздействиям закономерно возникает активация антиоксидантных систем организма. Данные Т.Г.Сазонтовой (1986), представленные в табл. 29, свидетельствуют, что однократный дли-

Таблица 29. Активность антиоксидантных ферментов в сердечной мышце крыс (M±m) при стрессе

Вариант опытов	Активность ферментов
Вариант опытов	каталаза, мМ Н₂0₂/г/мин	супероксиддисмутаза, усл. ед. /г/мин	глутатионпероксидаза, мМ НАДФ. Н г/мин
Контроль (4)	1,82±0,11	58,7±2,1	19,2+0,06
Стресс (4)	1,47±0,18*	56,1±2,1	18,7±0,04
Адаптация (4)	2,52±0,27*	67,9+6,5*	19,0±0,07
Адаптация + стресс (4)	1,96+0,20	64,0±2,5	19,4+0,03
Примечание. Цифры в скобках — число животных. * Отличия от варианта «контроль» достоверны.

тельный эмоционально-болевой стресс, который, как известно, активирует свободнорадикальное окисление, приводит к некоторому снижению активности каталазы и слабой тенденции к снижению активности других антиоксидантных ферментов в сердечной мышце; адаптация к коротким эмоционально-болевым стрессорным воздействиям, напротив, приводит к увеличению активности каталазы на 38%, супероксиддисмутазы на 16% и существенно не влияет на активность глутатионпероксидазы. Соответственно тяжелый стресс у адаптированных животных не приводит к снижению активности антиоксидантных ферментов в сердечной мышце.

Этот результат согласуется с ранее приведенными данными о том, что устойчивость изолированного сокращающегося пред-

¹ Раздел написан совместно с В. В. Диденко.

181

сердия к аритмогенному действию индуктора свободнорадикального окисления липидов Н₂0₂ у адаптированных к стрессорным воздействиям и физическим нагрузкам животных существенно повышена. Они позволяют в новом свете рассматривать кардиопротекторную роль естественных антиоксидантных систем и вводимых извне антиоксидантов. Поскольку антиоксидантные системы или синтетические антиоксиданты блокируют активацию ПОЛ и защищают сердце при стрессе и ишемии [Меерсон Ф. 3., 1984], то они, очевидно, должны предупреждать или ограничивать аритмии при таких состояниях. В этом плане в дальнейшем изложении мы рассмотрим новые данные о роли ПОЛ в патогенезе стрессорных и ишемических повреждений сердца и о кардиопротекторном действии антиоксидантов.

Первые прямые данные о роли ПОЛ в патогенезе инфаркта миокарда были получены А. X. Коганом, А. М. Кудриным, С. М. Николаевым (1976), показавшими увеличение хемилюминесценции, обусловленное активацией свободнорадикальных процессов в зоне ишемии при инфаркте миокарда. Вскоре была показана роль ПОЛ в патогенезе стрессорных некоронарогенных повреждений миокарда [Меерсон Ф. 3., Каган В. Е., Прилипко Л. Л. в др., 1979].

В последние годы была выявлена роль ПОЛ в возникновении аритмий [Меерсон Ф. 3., Салтыкова В. А. и др., 1984; Woodward В., Zakaria M. N., 1985], в механизме кислородного парадокса [Guarnieri G. et al., 1980], в повреждении сердца при анемиях [Меерсон Ф. 3., Евсевьева М. Е., 1984]. Далее, появились многочисленные работы о кардиопротекторном действии естественных и синтетических антиоксидантов, предварительное введение которых, как оказалось, обладает способностью предупреждать повреждения при ишемии и стрессе и способно ограничивать зону ишемического повреждения при инфаркте миокарда [Меерсон Ф. 3., 1980; 1984; Jolly S. et al., 1984].

В итоге этих исследований роль свободнорадикального окисления в патогенезе заболеваний сердца и возможность использования антиоксидантов как кардиопротекторов привлекли широкое внимание кардиологов и по существу стали одним из важных направлений в современной кардиологии.

Детальному рассмотрению данной проблемы посвящен ряд; обзоров, суммирующих представления о роли свободных радикалов в патологии сердца и защитном действии антиоксидантов. В соответствии с имеющимися данными процессы свободнорадикального окисления постоянно протекают в миокарде. Частным проявлением свободнорадикальных процессов является ПОЛ, развивающееся в фосфолипидах мембранных структур кардиомиоцитов. Отсутствие сколько-нибудь значительного повреждения мембранных структур при этом определяется тем фактом, что клетки, обладают мощной антиоксидантной системой, которая слагается из комплекса антиоксидантных ферментов и химических антиоксидантов, т. е. витаминов Е, С, К и других соединений со свободной SH-группой (глутатион, цистеин и др.), и, наконец, дополняется так называемым структурным антиоксидантом, т. е. определенным образом детерминированной организацией липидов в биомембранах [Владимиров Ю. А., Арчаков А. И., 1972].

182

Таким образом, в основе поддержания свободнорадикального гомеостаза клеток лежит баланс между образованием и элиминацией свободных радикалов. Существенно, что устойчивость такого равновесия имеет свои границы и определяется, с одной стороны, мощностью систем антиоксидантной защиты, а с другой — интенсивностью процессов генерации радикалов. Поэтому в основе активации ПОЛ всегда лежит один из трех общих механизмов: во-первых, первичная чрезмерная генерация активных форм кислорода, превышающая физиологические возможности антиоксидантных систем клетки; такая ситуация имеет место при гипербарической оксигенации, перенасыщающей мембранные структуры кислородом и, по-видимому, объясняет также кардиотоксическое действие катехоламинов при стрессе. Во-вторых, первичное снижение мощности антиоксидантных защитных систем, наступающее, например, при авитаминозе Е, при отравлениях ферментными ядами и некоторых наследственных дефектах (акаталазия, желтуха новорожденных и др.). В-третьих, сочетание этих возможностей в случае ишемии, определяемое, с одной стороны, массивной потерей антиоксидантов, выходящих через поврежденную наружную мембрану клеток, а с другой — активной генерацией инициаторов ПОЛ.

Независимо от первичной причины, вызвавшей нарушение баланса и активацию ПОЛ, в сердечной мышце развиваются если не однотипные, то достаточно сходные повреждения клеточных структур и функции.

На основе этих общих соображений мы рассмотрим роль ПОЛ в патогенезе повреждений сердца при стрессе, ишемии, в возникновении аритмий при этих состояниях, а также возможность использования антиоксидантов для предупреждения вызываемых ПОЛ нарушений.

Стресс-реакция, как показано выше, составляет необходимое звено адаптации организма к различным факторам окружающей среды, а адренергическая мобилизация функции и метаболизма сердца — необходимый компонент этой реакции.

Однако при увеличении длительности и интенсивности стрессорных воздействий или при введении больших доз катехоламинов адаптивный эффект закономерно превращается в повреждающий. Так, после длительного — 6-часового — эмоционально-болевого стресса в сердечной мышце развивается значительная активация ПОЛ, проявляющаяся увеличением содержания гидроперекисей липидов и шиффовых оснований в миокарде в 2—3 раза [Меерсон Ф. 3., Каган В. Е., Архипенко Ю. В. и др., 1981]. Это сопровождается лабилизацией лизосом сердечной мышцы и ускоренным выходом в перфузат креатинфосфокиназы (КФК), лактатдегидрогеназы и других ферментов из миокарда изолированных сердец перенесших стресс животных [Меерсон Ф. 3., Каган В. Е., Голубева Л. Ю. и др., 1979]. Одновременно, при исследовании миокарда определяется падение активности и ускорение термоинактивации Na, К-АТФазы сарколеммы [Меерсон Ф. 3.,

183

Сазонтова Т. Г. и др., 1986], а также снижение активности Са-АТФазы и способности связывать Са²⁺ в мембранах СПР [Каган В. Е., Архипенко Ю. В. и др., 1983]. Этот первичный комплекс сдвигов надо рассматривать как результат стрессорного повреждения мембран вследствие чрезмерной активации ПОЛ, фосфолипаз и детергентного действия избытка жирных кислот и лизофосфатидов. Для оценки роли ПОЛ в этом процессе существенно, что повреждения сарколеммальной мембраны и инактивация Na, К-АТФазы, а также упомянутые повреждения саркоплазматической мембраны и инактивация Са-АТФазы закономерно воспроизводятся посредством индукции ПОЛ in vitro. Причем, изучение динамики данного процесса [Архипенко Ю. В. и др., 1983] показало, что на первом этапе при умеренной активации ПОЛ появление гидроперекисей в липидном бислое мембран может привести к увеличению активности липид-белковых комплексов, обеспечивающих функционирование каналов ионной проницаемости. В дальнейшем, при прогрессировании ПОЛ и уменьшении количества ненасыщенных фосфолипидов в мембранах могут реализоваться по меньшей мере два обратимых явления: во-первых, указанные белки оказываются как бы вмороженными в матрицу и функциональная активность их снижается, во-вторых, в мембране формируются новые каналы ионной проводимости — перекисные кластеры, — которые делают мембрану более проницаемой для Са²⁺ и в меньшей степени для других катионов [Лебедев А. В. и др., 1980]. Наконец, еще большее нарастание процесса может привести к фрагментации мембраны, образованию сшивок между ее белками и фосфолипидами, окислению сульфгидрильных групп в активных центрах ферментов и, таким образом,— к необратимым повреждениям мембран и мембранно-связанных белков.

Оценивая эти данные, следует иметь в виду, что эффект стресса на сердце является по своему существу адренергическим и через систему адренорецепторов приводит к увеличенному вхождению Са²⁺ в кардиомиоциты. Данное явление играет роль в положительном инотропном эффекте катехоламинов и при умеренном стрессе оказывается транзиторным, так как благодаря нормальному функционированию мембранных механизмов ионного транспорта избыток Са²⁺ быстро удаляется из саркоплазмы. При чрезмерной по длительности стресс-реакции, повреждении мембран и катионных насосов удаление Са²⁺ из саркоплазмы может оказаться нарушенным, и в кардиомиоцитах может возрастать содержание Са²⁺. Действительно, сочетание методов гистохимии и электронной микроскопии позволило выявить в кардиомиоцитах при стрессе существенное увеличение количества Са²⁺ в субсарколеммальной области, саркоплазме и вокруг митохондрий [Меерсон Ф. 3., Самосудова Н. В. и др., 1983]. Это согласуется с известным фактом, что повреждение сердца большими дозами катехоламинов сопровождается увеличением накопления в миокарде Са²+.

184

Увеличение содержания Са²⁺ в кардиомиоцитах не является оригинальной принадлежностью повреждающего адренергического эффекта, а составляет общее звено патогенеза самых различных повреждений сердечной мышцы — от наследственных кардиопатий до недостаточности гипертрофированного сердца [Меерсон Ф. 3., Уголев А. А., 1980]. Данное изменение может способствовать чрезмерной активации гликолиза, разобщению окисления и фосфорилирования в митохондриях, нарушению процесса расслабления миофибрилл, вплоть до развития их контрактурного повреждения [Меерсон Ф. 3., 1984]. В соответствии с этим после эмоционально-болевого стрессорного воздействия обнаружена активация фосфорилазной системы — переход В-формы фосфорилазы в А-форму (Skinner J. E. et al., 1983], снижение резерва гликогена в миокарде на ¹/₃, разобщение окисления с фосфорилированием в митохондриях [Малышев В. В. и др., 1982 б] и снижение активности креатинфосфокиназы [Голубева Л. Ю., Меерсон Ф. 3., 1986]. В совокупности эти нарушения катионного и энергетического метаболизма закономерно приводят к целому комплексу нарушений электрической стабильности и сократительной функции сердца. Данный комплекс слагается из снижения порога фибрилляции сердца [Меерсон Ф. 3., Белкина А. М. и др., 1985] и аритмий [Lown В. et al., 1980], нарушения растяжимости сердечной мышцы — ее постстрессорной ригидности [Воронцова Е. Я., Пшенникова М. Г., Меерсон Ф. 3., 1982], депрессии силы, а также значительного повышения контрактурной реакции миокарда на избыток Са²⁺ и гипоксию. Важно, что эти нарушения метаболизма и функции, охватывающие миокард в целом, для большинства кардиомиоцитов оказываются обратимыми и постепенно исчезают в течение 3—4 сут. Лишь в ограниченных группах клеток они прогрессируют и приводят к разрушению структур. Соответственно морфологические изменения после перенесенного стресса у животных обычно носят очаговый характер, достигая максимума через 45—48 ч после стрессорного воздействия и проявляются при поляризационной микроскопии контрактурой групп мышечных клеток, которая в некоторых местах приводит к формированию микронекрозов, а затем фибробластических гранул и очагов кардиосклероза [Меерсон Ф. 3., 1984].

Представленная картина стрессорных повреждений миокарда, как указывалось, обладает глубоким сходством с изменениями, развивающимися под влиянием больших доз катехоламинов или их синтетического аналога изопротеренола и может быть предупреждена значительными дозами р-адреноблокатора пропранолола. Таким образом, повреждения сердца при стрессе носят адренергический характер.

Существенно, что все представленные выше компоненты адренергического повреждения сердца при стрессе, начиная от самой активации ПОЛ, увеличенного выхода ферментов из миокарда, нарушений активности ферментов катионного транспорта и кончая нарушениями электрической стабильности, сократительной

185

функции и структуры сердца, могут быть предупреждены или ограничены путем введения перед стрессорным воздействием синтетических или природных антиоксидантов. Этот результат, полученный в наших экспериментах при помощи ионола, веществ из класса оксипиридинов [Меерсон Ф. 3., Абдикалиев Н. А., Голубева Л. Ю., 1981 а], больших доз α-токоферола [Меерсон Ф. 3., Гибер Л. М. и др., 1977] говорит о том, что активация ПОЛ составляет важное, а возможно и ключевое звено патогенеза стрессорного повреждения сердца, а антиоксиданты, подавляющие ПОЛ в сердце и стресс-реакцию на центральном уровне [Меерсон Ф. 3., Малышев В. В. и др., 1982], являются фактором антистрессорной защиты. Это согласуется с установленным в последнее время фактом, что различные антиоксиданты: α-токоферол, цистеин и др. предупреждают повреждающий эффект и, в частности, аритмогенный эффект больших доз катехоламинов [Singal P. et al., 1985]. Такие наблюдения делают исключительно важным вопрос о механизме, через который избыток катехоламинов, возникающий пра стрессе, активирует свободнорадикальное окисление в миокарде.

В настоящее время можно выделить несколько предположительных механизмов адренергической активации свободнорадикального окисления.

1. Известно, что адренергический эффект сопряжен с большим расходом катехоламинов, поступающих в сердце и другие органы из симпатических терминалей и кровотока. В результате происходит значительное уменьшение содержания катехоламинов в мозге, сердце, надпочечниках и т. д. Распад катехоламинов реализуется, помимо прочего, через их автоокисление, которое сопровождается генерацией супероксиданионрадикала и, следовательно, может играть роль в активации ПОЛ [Bors U. et al., 1978]. В дальнейшем, после завершения непосредственного действия стрессорного фактора, происходит восстановление нормального содержания катехоламинов в сердце и других органах, в котором важную роль наряду с обратным захватом играет увеличение интенсивности ресинтеза. При этом образование катехоламинов из фенилаланина сопровождается генерацией свободных радикалов супероксида на каждой из трех стадий процесса [Bors U. et al., 1978]. Таким образом, активация распада и ресинтеза катехоламинов в сердце при стрессе может сама по себе индуцировать свободнорадикальное окисление и ПОЛ. Такое развитие событий при стрессе кажется весьма вероятным, однако при оценке его значения нужно учитывать, что β-блокатор пропранолол предупреждает адренергическую активацию ПОЛ в сердце при стрессе, а вместе с тем и повреждения миокарда [Пшенникова М. Г., Воронцова Е. Ф., 1983; Меерсон Ф. 3., 1984]. Это означает, что активация ПОЛ возникает скорее всего не как результат интенсификации метаболизма самих катехоламинов, а как следствие их действия на адренорецепторы. В связи с этим наибольшее значение приобретают механизмы адренергической активации ПОЛ, которые реализуются через систему адренорецептор — цАМФ.

186

2. Известно, что при стрессорном адренергическом эффекте катехоламины, связываясь с адренорецепторами, вызывают увеличение действующей концентрации цАМФ в миофибриллах, и, как следствие, рост потребления кислорода. Показано, что действие катехоламинов сопровождается усилением свободнорадикального окисления в мембранах митохондрий [Swaroop A., Ramasarma Т., 1981]. При анализе указанного факта следует учитывать, что в основе образования активных форм кислорода в митохондриях лежит «утечка» электронов из электронно-транспортной цепи [McCord J. M., Fridovich I., 1978], а сам процесс генерации свободных радикалов в митохондриях находится под контролем АТФ-синтетазной системы. Контроль этот осуществляется таким образом, что ингибирование АТФ-синтетазы и подавление ресинтеза АТФ прекращает свободнорадикальное окисление, а разобщение дыхания и фосфорилирования устраняет лимитирующую роль АТФ-синтетазы [Маршанский В. П., Новгородов С. А., 1981] и, по-видимому, может способствовать активации свободнорадикального окисления. При этом нужно учитывать, что большие дозы катехоламинов, подобные тем, которые действуют на сердце при стрессе, обладают разобщающим эффектом. Это выражается в том, что потребление кислорода сердцем возрастает больше, чем его работа [Challoner D., 1968], а концентрация креатинфосфата и АТФ снижается [Waldenstrom A. et al., 1978]. В плане нашего изложения существенно, что такое действие больших доз катехоламинов сопровождается, как недавно выяснилось, увеличением продуктов ПОЛ в мембранах митохондрий почти на 90% [Swaroop A., Ramasarma Т., 1981]. Таким образом, весьма вероятно, что увеличение генерации свободных радикалов митохондриями составляет один из факторов активации ПОЛ в миокарде при стрессе.

3. Другой возможный механизм адренергической активации ПОЛ связан с изменением в функционировании ферментной системы ксантиндегидрогеназы-ксантиноксидазы, ответственной за катаболизм конечных продуктов распада АТФ — ксантина и гипоксантина. В обычных условиях эта система представлена главным образом ксантиндегидрогеназой и не генерирует значимых количеств свободных радикалов. В последнее время возникло предположение, что при некоторых нарушениях клеточного гемостаза большая часть ксантиндегидрогеназы может под влиянием кальмодулинзависимых протеаз трансформироваться в ксантиноксидазу, активность которой сопряжена с генерацией супероксидного радикала (Chambers D. E. et al., 1985]. При адренергическом эффекте увеличение вхождения Са²⁺ в миокардиальные клетки хорошо известно, оно вызывает активацию протеаз и с большой долей вероятности может вызывать указанную трансформацию. Одновременно, при большом стрессорном адренергическом эффекте в миокарде реализуются два других фактора, необходимых для генерации свободных радикалов в ксантиноксидазной системе, а именно избыток кислорода и продуктов распада АТФ. Таким об-

187

разом, роль этого механизма в активации ПОЛ при стрессе следует считать вероятной.

4. При адренергическом эффекте катехоламины через цАМФ активируют фосфолипазу А₂ [Higgins A., Blackburn К., 1984; Takasu N. et al., 1986], что может приводить к нарушению упорядоченности расположения липидов в клеточных мембранах. Такой хаотропный эффект может, как известно, активировать ПОЛ [Наtefi Y., Hanstein W., 1970]. Вероятно, что это явление действительно наблюдается при стрессорном повреждении сердечной мышцы, так как доказано, что ингибиторы фосфолипазы А₂ могут предупреждать адренергические повреждения сердца [Higgins A., Blackburn К., 1984].

5. При стрессорном и других адренергических эффектах наблюдается опосредованное через адренорецепторы увеличенное вхождение Са²⁺ в кардиомиоциты. Доказано, что в физиологических концентрациях (от 10^─7 до 5-10^─5 М) Са²⁺ закономерно активирует ПОЛ в мембранах митохондрий и микросом сердечной мышцы [Каган В. Е., Савов В. М. и др., 1983], поэтому можно предположить, что кальциевая активация ПОЛ также составляет один из механизмов общей активации ПОЛ в сердечной мышце. Это согласуется с фактом, что концентрации Са²⁺ выше 10^─3 М, реально существующие в межклеточной жидкости, ингибируют ПОЛ [Каган В. Е., Архипенко Ю. В. и др., 1983] и это может служить причиной мелкоочаговых повреждений миокарда при стрессе.

Очевидно, что рассмотренные факторы не являются альтернативными и могут сочетаться между собой. В целом же молекулярный механизм стрессорной активации ПОЛ в сердечной мышце требует дальнейшего изучения.

Целесообразно подчеркнуть, что имеющиеся данные о ролиПОЛ в патогенезе стрессорного повреждения создают определенные перспективы для кардиологической клиники.

Во-первых, активация ПОЛ и защитное действие антиоксидантов при стрессе реализуются не только в сердце. Оба явления доказаны применительно к головному мозгу [Богданова Е. Д. и др., 1981], сетчатке глаза [Шведова А. А. и др., 1982, и др.], скелетным мышцам и т. д. Выяснилось, что активация ПОЛ при стрессе закономерно возникает у людей [Меерсон Ф. 3., Каган В. Е. и др., 1983]. Это было показано в специальных исследованиях, где активация ПОЛ в организме определялась путем измерения содержания пентана в выдыхаемом воздухе после напряженной операторской работы (рис. 24). Возможность неинвазивным путем количественно оценивать стрессорную активацию ПОЛ у человека может быть использована в функциональной диагностике для оценки стрессорных состояний и эффективности антиоксидантной защиты при заболеваниях сердца и других органов.

Во-вторых, описанные нарушения метаболизма, функции и структуры сердца наблюдаются после прекращения стрессорного воздействия и не только представляют собой реакцию на стресс, но приводят к стойким очаговым повреждениям, сохраняющимся

188

Рис. 24. Хроматограммы воздуха, выдыхаемого людьми до стрессорного воздействия (1) и после него (2). Крайний слева пик хроматограмм — содержание пентана (стрелка).

после того, как сам стресс миновал. Этот факт в совокупности с данными клиники о роли стресса в возникновении заболеваний кровообращения дает основание полагать, что именно такие повреждения, суммирующиеся от одного стрессорного эпизода к другому, могут играть роль в развитии первичного некоронарогенного кардиосклероза и хронической сердечной недостаточности, которые нередко возникают у людей, ранее не страдавших заболеваниями кровообращения. Таким образом, высокое содержание природных антиоксидантов в пище, а также специальная антиоксидантная защита при стрессорных ситуациях могут служить одним из факторов профилактики такого развития событий.

В-третьих, аритмогенный эффект стресса, как теперь доказано, может реализоваться независимо от ишемии или в сочетании с ней [Lown В. et al., 1980; Skinner J. E. 1985] и играет важную роль в механизме внезапной сердечной смерти.

Изложенное не сводится лишь к проблеме антиоксидантной защиты при стрессе, так как стресс часто выступает отнюдь не как самостоятельное явление, а как важное звено в патогенезесамых различных заболеваний и, в частности, в патогенезе ишемической болезни сердца, применительно к которой роль стресса показана в эксперименте и в клинике.

Факт активации ПОЛ в сердце под действием ишемии в настоящее время не вызывает сомнений. Такая активация показана при ишемии целого сердца, а также в зоне и вне зоны некроза при инфаркте миокарда (Коган А. X. и др., 1976; Меерсон Ф. 3., 1984]. Более того, ишемическая активация ПОЛ в сердце не уникальна, этот процесс является неспецифическим ответом на нарушение кровоснабжения многих органов и тканей: мозга, печени, почек, кишечника, конечностей и др. [Биленко М. В., 1978; Yoshida S. et al., 1982]. Установлено также, что предварительное введе-

189

ние антиоксидантных препаратов ограничивает подъем уровня ПОЛ в сердце, уменьшает зону некроза при инфаркте миокарда и предотвращает нарушение сократительной функции неишемизированных отделов, которые обычно повреждаются сопутствующим стрессом [Савов В. М. и др., 1985; Werns S. et al., 1985].

Вместе с тем факт ишемической активации ПОЛ на первый взгляд парадоксален, так как уменьшение или прекращение переноса кислорода к кардиомиоцитам отнюдь не должно способствовать развитию данного процесса. При выяснении причин этого кажущегося парадокса следует иметь в виду, что в случае острой ишемии и инфаркта миокарда в мышце сердца действует не один, а по меньшей мере 3 фактора, способных активировать ПОЛ: 1) ишемия, вызывающая поражения в зоне нарушенного кровотока; 2) стресс, повреждающий неишемизированные отделы сердца; 3) реоксигенация, действующая на границе раздела зон влияния стресса и ишемии.

Роль стресса и реоксигенации в повреждении сердца при инфаркте миокарда велика. Однако основным фактором повреждения при этом заболевании, триггером, способствующим реализации в мышце сердца всех последующих изменений, в том числе и таких как стрессорное повреждение и реоксигенация, является образование в миокарде очага ишемического повреждения. Активация ПОЛ под действием ишемии определяется формированием и интенсивным функционированием нескольких механизмов генерации свободных радикалов.

1. Механизм активации ПОЛ электронно-транспортными переносчиками. Он включается на ранних стадиях ишемии. В его основе лежит хорошо известный факт, что при движении электронов по дыхательной цепи всегда реализуется одна из двух потенциальных возможностей: электроны или доходят до конца цепи и под действием концевого фермента цитохромоксидазы переносятся на кислород с образованием воды, или же они передаются на кислород непосредственно с переносчиков цепи. Принципиальное различие между той и другой возможностями определяется тем, что при действии цитохромоксидазы радикалов не образуется, тогда как «утечка» электронов по пути следования к цитохромоксидазе приводит к образованию Существенным является также то обстоятельство, что восстановление кислорода на цитохромоксидазе возможно лишь при бесперебойной и согласованной работе дыхательной цепи, т. е. в условиях нормального напряжения О₂. При блокаде дыхательной цепи в ее конечном звене, т. е. при действии ишемической гипоксии первый — нерадикальный — путь функционирования дыхательной цепи подавляется; в этих условиях разгрузка дыхательной цепи от постоянно пополняющих ее электронов происходит за счет активации второго, радикалообразующего пути. Изложенная концепция подтверждается многочисленными экспериментальными фактами.

190

Так, показана возможность активной генерации восстановленными электронно-транспортными переносчиками НАД, НАДФ, ФАД, KoQ [Fridovich I., 1980; Rao P. et al., 1983]. Блокада пути переноса электронов антимицином А — средством, препятствующим поступлению ё к цитохромоксидазе,— т. е. моделирование ситуации, сходной с ишемической, приводит к резкому увеличению образования и Н₂О₂ [Ramasarma Т., 1982]. К такому же результату ведет даже кратковременное помещение митохондрий сердца в условия аноксии. Уровень генерации при этом возрастает в 7 раз [Леднев А. Н., Рууге Э. К., 1985]. Тем не менее в условиях дефицита кислорода генерация активных форм О₂ и интенсификация ПОЛ лимитированы. Значительно большее образование активных форм О₂ и продуктов ПОЛ происходит в условиях, когда реализовавшееся во время ишемии накопление восстановленных переносчиков цепи — доноров электронов — сочетается с достаточно высоким напряжением кислорода, т. е. когда вслед за достаточно длительной ишемией и аноксией возникает избыток О₂ — акцептора электронов.

Это состояние, обозначаемое как реоксигенация, характеризуется значительным накоплением вторичных продуктов ПОЛ [Guarnieri G. et al., 1980] и является фактором, эффективно разрушающим клеточные мембраны. При нем быстро реализуется повреждение кардиомиоцитов, проявляющееся увеличенным освобождением в перфузат ферментов КФК, ЛДГ, разрушением сарколеммы, СПГ, набуханием и разрыванием митохондрий, а также появлением в саркоплазме и митохондриях большого количества гранул фосфата кальция и полной контрактурой миофибрилл, при которой диски I на электронограммах не просматриваются [Hearse D. et al., 1980].

Вклад реоксигенации в активацию ПОЛ и повреждение сердца при инфаркте миокарда определяется тем, что зона первичной ишемии всегда больше, чем зона последующего некроза, так как часть первично ишемизированной ткани получает в дальнейшем достаточно эффективное кровоснабжение вследствие аденозиновой гиперемии и раскрытия коллатералей. Такое восстановление кровоснабжения, естественно, должно сопровождаться явлениями реоксигенации. Повреждающее действие ее в этом случае возрастает с увеличением длительности предшествующей ишемии.

Реоксигенация может реализоваться и при запоздалых, и потому неудачных попытках лечить острый инфаркт миокарда путем ферментативного лизиса тромба [Sobel В., Bergman S., 1982] или операции аортокоронарного шунтирования [DeWood M. et al., 1979], т. е. фактически путем реперфузии ишемизированного участка. Однако значимость реоксигенационного повреждения для кардиологической клиники не сводится к этим крайним ситуациям. Реоксигенация в той или иной мере сопровождает окончание каждого приступа стенокардии, и если длительность предшествующей ишемии достаточно велика, то повреждающее действие реоксигенации при этом может стать значимым.

Защита антиоксидантами от реоксигенационного повреждения высокоэффективна и установлена многочисленными экспериментами. Так, при изучении действия реоксигенации, которая следует за 30-минутной локальной ишемией в бассейне левой коронарной артерии, показано, что реперфузия и реоксигенация не только не приводят к восстановлению сократительной функции миокарда, закономерно снижающейся при ишемии, но, напротив, вызывают

191

ее дальнейшую депрессию. Предварительное (до начала ишемии) введение животным антиоксиданта ионола в низкой дозе (20 мг/кг) полностью предотвращает вызываемую реоксигенацией депрессию сократительной функции и даже обеспечивает ее восстановление во время реоксигенации [Меерсон Ф. 3., 1984].

Аналогичное действие оказывает применение антиоксидантного фермента — СОД и свободнорадикальной «ловушки» маннитола. При введении этих веществ в условиях 45-минутной реоксигенации после часовой гипотермической ишемии целого сердца, показатели сократительной функции левого желудочка были значительно выше, чем без использования указанных препаратов. Характерно, что в этом случае более интенсивным был и захват Са²⁺ мембранами СПР кардиомиоцитов [Stewart J. et al., 1982]. Эти данные подтверждаются результатом использования СОД и каталазы при реперфузии после более чем 3-часовой ишемии, проходившей в условиях гипотермии (20°С). В указанных условиях восстановление функции левого желудочка происходило значительно лучше при введении в перфузат ферментов-антиоксидантов [Gardner Т. et al., 1983]. Применение СОД при реперфузии после 1 ч ишемии почти в 4 раза уменьшило зону необратимых повреждений в сердце [Chambers D. et al., 1985].

Эти и другие данные [Jolly S. el a]., 1984] свидетельствуют о высокой эффективности антиоксидантов при реоксигенационном повреждении миокарда.

2. Активация свободнорадикальных процессов вмиокарде ферментной системой ксантиноксид а з ы. Этот механизм рассматривался при обсуждении стрессорного повреждения миокарда. Однако первоначально он был предложен для объяснения интенсификации свободнорадикального окисления в сердце при ишемии ([McCord J. M., Roy R. С., 1982] и при этом получил многочисленные экспериментальные подтверждения [Chambers D. et al., 1985; McCord J. et al., 1985]. Принципиальных отличий между стрессорной и ишемической активацией образований системой ксантиндегидрогеназы — ксантиноксидазы нет. Показано, что даже короткий период ишемии переводит ксантиндегидрогеназу в ксантиноксидазу, которая активно генерирует ', используя О₂ в качестве акцептора электронов. Причина такого перехода до конца не выяснена. Предполагается, что увеличенное вхождение ионов Са²⁺ в клетку при ишемии активирует Са²⁺-зависимые протеазы, которые и участвуют в превращении фермента. Существенно, что одновременно с изменением деятельности фермента в ишемизированной ткани миокарда значительно увеличивается концентрация гипоксантина за счет дефосфорилирования и последующей катаболизации АТФ. Таким образом, в миокарде в этом случае имеются два из трех необходимых для генерации компонентов — избыток гипоксантина и ксантиноксидаза. Третьим, требующимся для протекания реакции веществом, является молекулярный кислород. Концентрация его в ише-

192

мизированной ткани недостаточна для активной продукции радикалов ксантиноксидазной системой. Однако при реоксигенации, когда напряжение О₂ в клетке резко возрастает, генерация супероксиданионрадикалов значительно увеличивается. Рост концентрации является одной из причин реоксигенационного парадокса.

Существенно, что введение ингибитора ксантиноксидазы аллопуринола или антиоксидантного фермента СОД после начала реперфузии, ограничивает зону инфаркта. Так, если после часовой ишемии осуществляется 4-часовая реперфузия, то без каких-либо вмешательств зона инфаркта составляет 23% от зоны первоначальной ишемии, аллопуринол уменьшает эту величину до 8,7%, а введение СОД до 5,1% (Chambers D. et al., 1985].

Механизм защитного эффекта аллопуринола в этой ситуации определяется тем, что он ингибирует ксантиноксидазу, генерирующую свободные радикалы, а СОД является высокоэффективной «ловушкой» этих радикалов.

3. Наконец, третий механизм — ацидоззависимая активация ПОЛ. Внутриклеточный ацидоз развивается в кардиомиоцитах при ишемии и является одним из ранних проявлений ее действия на миокард. Так, показано, что снижение рН регистрируется уже через 5 с после начала ишемии, через 15 мин оно составляет 0,66, а через 30 мин 1,41 [Cobbe S., 1980]. В ишемизированном миокарде кролика рН за 20 мин снижается до 5,8 [Malloy С. et al., 1983].

Важно подчеркнуть, что ацидоз способен прямо активировать свободно-радикальное повреждение мембранных структур клеток. Так, для кардиомиоцитов показано, что снижение рН с 7,0 до 6,4 приводит к значительному усилению повреждающего действия ПОЛ, индуцированного ксантиноксидазной системой, на мембраны СПР [Hess M. et al., 1982]. При рН 7,0 эта система генерирует , который угнетает транспорт Са²⁺ и активность АТФазы. При рН 6,4 в системе образуется гораздо более токсичный гидроксильный радикал (۰ОН), вызывающий полное разобщение транспорта Са²⁺ и гидролиза АТФ. Цепь химических превращений, лежащих в основе такой замены, до конца не выяснена и требует дальнейших исследований. Однако ясно, что переход обратимых ишемических повреждений в необратимые в значительной степени связан с изменением спектра свободных радикалов, образующихся при снижении рН, и переходом от генерации к образованию его более активных производных [Hess M. el at., 1982, и др.].

Для объяснения механизмов воздействия ацидоза на процессы свободнорадикального окисления необходимо также иметь в виду, что при генерации свободных радикалов в биологических системах, и, в частности, при гипоксии и ишемии, первым и основным продуктом в большинстве случаев является радикал супероксида (). Этот радикал малоактивен, представляет собой чрезвы-

193

чайно слабый окислитель и не способен непосредственно инициировать реакции ПОЛ [Метелица Д. И., 1982]. Повреждающая роль в этом случае определяется его превращением в более

активные соединения [Kameda К. et al., 1979; Gebick J., Bielski В., 1981]. Именно снижение рН в кардиомиоцитах при ацидозе может играть роль фактора, модулирующего процессы превращения в более агрессивные радикалы, например НО₂

и ОН.

4. Фактором активации ПОЛ может служить антиоксидантная недостаточность миокарда, закономерно развивающаяся при ишемии. Быстрое возникновение этого состояния подтверждается многочисленными экспериментальными данными.

Так, показано, что значительное, в 1,6 раза, снижение функции основных антиоксидантных ферментов — СОД и каталазы, отмечается уже через 2—15 мин после создания экспериментального инфаркта миокарда [Ланкин В. 3. и др., 1982]. Выраженное снижение активности СОД, каталазы, глутатионпероксидазы наблюдается как в зоне ишемии, так ц в неишемизированной зоне через 1—3 ч после перевязки коронарной артерии [Коновалов Г. Г. и др., 1984]. Спустя 1 сут после коронарной окклюзии активность этих ферментов в зоне ишемии снижается в еще большей степени в 2—4 раза, что сопровождается 3—4-кратным подъемом содержания продуктов ПОЛ. Вне зоны ишемии через сутки после воспроизведения экспериментального инфаркта миокарда также наблюдаются значительные изменения: подъем ПОЛ приблизительно в 2 раза и снижение активности антиоксидантных ферментов в 1,2—1,8 раза [Диденко В. В., Досмагомбетова Р. Р., 1983; Савов В. М. и др., 1985]. Существенные нарушения отмечены и среди неферментных антиоксидантов. Так, ишемия и реоксигенация приводят к быстрому снижению в миокарде концентрации растворимого антиоксиданта восстановленного глутатиона [Julicher R. et al., 1984]. Уже в ранний период ишемического воздействия резко снижается антиокислительная активность липидов [Биленко М. В., 1982].

Эти факты наряду с другими свидетельствуют о быстро развивающейся недостаточности антиоксидантных систем кардиомиоцитов при ишемии. В таких условиях процессы ПОЛ оказываются нелимитированными и значительно возрастают.

В основе возникновения антиоксидантной недостаточности миокарда лежит ряд причин: потеря антиоксидантных ферментов и растворимых антиоксидантов, выходящих через поврежденную сарколемму, расход запасов антиоксидантов вследствие активации ПОЛ и др. Независимо от того, какая из этих причин является наиболее существенной, сам факт наличия локальной антиоксидантной недостаточности представляет важный дополнительный аргумент в пользу применения антиоксидантных препаратов с целью защиты от ишемического повреждения.

Этот вывод подтверждается многочисленными экспериментальными данными.

Твердо установлено, что предварительное введение α-токоферола [Ferrari R. et al., 1983], ионола [Меерсон Ф. 3., Каган В. Е., Голубева Л. Ю. и др., 1979], оксипиридина [Меерсон Ф. 3.. Абдикалиев Н. А., Голубева Л. Ю., 1981], маннитола [Stewart J., 1982], убихинона [Nagai S. et al., 1985] и других

194

антиоксидантных препаратов в значительной степени снижает интенсивность свободнорадикальных реакций и предупреждает патологические эффекты ишемии и реоксигенации. Аналогично действует введение антиоксидантных ферментов СОД и каталазы [Werns S. et al., 1985].

5. Лейкоцитарный механизм активации ПОЛ включается благодаря тому, что образующиеся при ишемии вещества, в том числе продукты взаимодействия с белками, лейкотриены и др. [Hammond В. et al., 1985] обладают свойствами лейкотаксинов и способствуют активной миграции лейкоцитов в зону ишемии. Нейтрофильные и другие лейкоциты способны активно продуцировать свободные радикалы, которые играют значительную роль в процессах фагоцитоза, приводя к разрушению мембранных структур чужеродных микроорганизмов, а также участвуют в процессах воспаления (Fantone J., Ward P., 1982]. Инфильтрация ишемизированного миокарда лейкоцитами и сопутствующая этому процессу лейкоцитарная деструкция поврежденных ишемией клеток миокарда, опосредованная активными формами 02, способствует интенсификации ПОЛ [Schaper J. et al., 1979]. Результаты конкретных исследований подтверждают эти общие положения. Известно, что инфильтрация лейкоцитами ишемизированного миокарда отмечается через 24 ч после начала ишемии. Более того, уже через час после окклюзии коронарной артерии наблюдается адгезия нейтрофилов к эндотелию сосудов ишемизированной зоны. При последующей реперфузии лейкоциты активно проникают в ткань миокарда и скапливаются преимущественно в области наиболее тяжелых повреждений [Mullane R. et al., 1984].

Существенными при этом являются данные о повреждающем, цитотоксическом эффекте активированных лейкоцитов. Показана способность лейкоцитов человека активно генерировать свободные радикалы и угнетать аккумуляцию Са²⁺ миокардиальным СПР, а также их ингибирующее действие на Са, Mg-АТФазу. Такого рода токсические эффекты снижаются добавлением смеси СОД и каталазы [Rowe G. et al., 1983].

Существуют многочисленные работы, посвященные механизмам генерации оксигенных радикалов активированными лейкоцитами [Hammond В. et al., 1985]. Показана роль арахидоновой кислоты и ее метаболитов в этом процессе. Так, установлено, что ингибитор обмена арахидоновой кислоты ограничивает миграцию лейкоцитов в зону ишемии, уменьшает размеры инфаркта миокарда и снижает частоту возникновения аритмий [Mullane R. et al., 1984]. Ограничение повреждающих эффектов лейкоцитов может достигаться и другими путями. Снижение содержания в крови циркулирующих нейтрофилов после введения антилейкоцитарных антител приводило у собак к уменьшению зоны некроза после 90 мин ишемии на 43% [Romson J. et al., 1983]. Такое же действие оказывало угнетение способности к агрегации полиморфно-ядерных лейкоцитов.

Рассмотрение механизмов активации ПОЛ, реализующихся в очаге ишемии и его ближайших «окрестностях», не должно заслонять того существенного факта, что стрессорное повреждение

195

отделов сердца, не затронутых ишемией, может иметь не меньшее, а в некоторых случаях и большее значение в клинике инфаркта миокарда, так как функционирование именно этих, уцелевших, отделов в высокой степени определяет минутный объем сердца и судьбу больного. Роль стрессорного компонента в активации ПОЛ при ишемии миокарда определяется тем фактом, что коронарные приступы и инфаркт нередко провоцируются эмоциональным стрессом, а возникнув, неизбежно вызывают боль и страх смерти, т. е. становятся причиной эмоционально-болевого стресса эндогенного происхождения. Схема 3 демонстрирует роль стрессреакции в патогенезе инфаркта миокарда и показывает подробно описанный в литературе [Меерсон Ф. 3., 1984] вклад различных эффектов стресса в развитие этого заболевания. Для двух из этих эффектов, а именно для повреждения неишемизированных отделов сердца при инфаркте и аритмогенного эффекта стресса, роль ПОЛ в настоящее время доказана экспериментально [Меерсон Ф. 3., 1984; Меерсон Ф. 3., Салтыкова В. А. и др., 1984]. Действительно, выраженная депрессия сократительной функции правого предсердия при инфаркте левого желудочка сердца, представляющая собой стрессорное по своему происхождению изменение, закономерно предупреждается не только β-блокатором пропранололом, но в такой же степени может быть предупреждена ингибиторами ПОЛ ионолом и никотинамидом [Досмогамбетова Р. С., 1983; Меерсон Ф. 3., Досмогамбетова Р. С., 1983]. Указанные данные далеко не исчерпывают проблему взаимосвязи стресса и ишемии. Отмечено, что острая ишемия сердца повышает чувствительность миокарда к действию медиаторов стрессорного повреждения — катехоламинов. Это связано с тем, что под влиянием даже кратковременного ишемического воздействия содержание β-адренорецепторов в сарколемме кардиомиоцитов значительно возрастает [Maisel A. et al., 1985]. Соответственно увеличивается и патогенное, активирующее ПОЛ действие катехоламинов на миокард, в этих условиях оно может усиливаться и в том случае, когда концентрация гормонов в крови не повышается или даже снижается.

В заключение необходимо отметить, что положительные результаты лимитирующего ПОЛ воздействия на ишемизированный миокард, полученные к настоящему времени в ряде клиник и лабораторий при использовании антиоксидантов [Голиков А. П. и др., 1984; Gardner Т. et al., 1983], можно обобщить в виде двух основных проявлений:

1. Ограничивается зона необратимых повреждений. Этот факт связан с действием антиоксидантных препаратов на миокард в «окрестностях» очага ишемии, в зоне реоксигенации.

2. Предупреждаются нарушения функциональной активности неишемизированных отделов сердца, вызванные действием стресса.

Возможность ограничения ПОЛ в самом очаге ишемии сомнительна, так как редуцированный кровоток не позволяет создавать там высокие концентрации антиоксидантов. Кроме того, в указан-

196

ной ситуации не затрагивается основной этиологический фактор, приводящий к формированию в зоне некроза механизмов активации ПОЛ, т. е. — окклюзия коронарной артерии.

Поэтому необходимо отметить, что устранение коронароокклюзии приводит к двум основным событиям в зоне восстановленного кровотока: 1) в этой зоне значительно активизируются процессы ПОЛ, обусловленные реоксигенацией; 2) устраняются препятствия для проникновения в указанную зону антиоксидантных препаратов. Именно поэтому целесообразно применение антиоксидантов при кардиохирургических вмешательствах, сопровождающихся восстановлением кровотока в очаге ишемии.

Представленные выше данные о роли ПОЛ в патогенезе ишемических, стрессорных, реоксигенационных повреждений сердца свидетельствуют о целесообразности дальнейшего изучения этой проблемы. Однако они не дают оснований для того, чтобы абсолютизировать достигнутые к настоящему времени успехи антиоксидантной терапии. Во-первых, активация ПОЛ вызывает лабилизацию лизосом, в которых сосредоточена значительная часть клеточных фосфолипаз. Освобождающиеся из лизосом, а также активируемые при стрессе и ишемии другим путем мембранно-связанные фосфолипазы могут играть роль в разрушении липидного бислоя мембран и образовании лизофосфатидов и свободных жирных кислот. Лизофосфатиды, как и высокие концентрации свободных жирных кислот, наблюдаемые в крови при стрессе и инфаркте, за счет своего детергентного действия нарушают упорядоченное расположение фосфолипидов в мембранах, что может быть причиной дополнительной активации ПОЛ. Наступающее в результате этой цепной реакции увеличение проницаемости мембран для Са²⁺ и возникающий таким образом избыток этого катиона в саркоплазме в свою очередь активирует фосфолипазы. В итоге замыкается порочный круг, в котором блокада любого из звеньев может затормозить или существенно ограничить повреждение в целом. Такое представление в полной мере согласуется с тем, что для антистрессорной и антиишемической защиты могут быть использованы наряду с антиоксидантами также ингибиторы липаз, фосфолипаз и блокаторы кальциевых каналов.

Во-вторых, результаты применения антиоксидантной терапии в клинике пока не однозначны. Опубликованы данные о том, что антиоксиданты подавляют чрезмерную активацию ПОЛ при больших физических нагрузках и увеличивают выносливость к таким нагрузкам [Меерсон Ф. 3., Красиков С. И. и др., 1982; Dillard С. et al., 1978], а также положительно влияют на течение инфаркта миокарда [Голиков А. П. и др., 1984]. Вместе с тем имеются результаты исследований, свидетельствующие о неэффективности применения антиоксидантов при ишемической болезни сердца. По-видимому, расширение спектра эффективных и нетоксичных ингибиторов ПОЛ, а также более обоснованное определение показаний для антиоксидантной терапии позволит приблизиться к решению этого вопроса. Многие исследования показывают, что

197

одним из направлений развития этой проблемы является отбор антиоксидантов, которые одновременно являются «ловушкой» свободных радикалов и индукторами биосинтеза антиоксидантных ферментов. В последнее время показано, что такими свойствами обладает пищевой антиоксидант ВНА 2/3/-(третбутил)-4-гидроксианизол, который чрезвычайно резко — более чем в 10 раз — индуцирует синтез антиоксидантного фермента ДТ-диафоразы [НАД(Ф)Н: хинон-редуктазы] [Wefers H. et al., 1984]. Иными, но сходными свойствами обладает ионол ВНТ (2,6-дитретбутил-4-метилфенол), защитные эффекты которого описаны выше, а также в дальнейшем. Этот антиоксидант поглощает свободные радикалы и вместе с тем снижает в клетках содержание комплексов Fe²⁺... О₂, которые являются активными центрами ферментов типа оксигеназ, в том числе и такого активного прооксиданта, как липоксигеназа [Касаганова Н. Ю. и др., 1984].

В плане нашего изложения существенно, что этот общий кардиопротекторный эффект антиоксидантов находится в коренной связи с их антиаритмическим эффектом, который будет рассмотрен ниже.

Свободнорадикальное окисление в патогенезе аритмий и предупреждение фибрилляции сердца антиоксидантами

Оба основных аритмогенных фактора, известных в кардиологии — стресс и ишемия — вызывают в миокарде так называемую липидную триаду повреждения мембран, слагающуюся из активации липаз и фосфолипаз, детергентного действия жирных кислот и лизофосфатидов и, наконец, чрезмерной активации ПОЛ [Меерсон Ф. 3., 1984]. Роль в патогенезе аритмий жирных кислот и лизофосфатидов, образующихся вследствие активации липолиза и фосфолиполиза, в настоящее время доказана [Katz A., Messineo F., 1981; Corr P. et al., 1982]. Роль ПОЛ в патогенезе аритмий и фибрилляции сердца стала предметом специальных исследований лишь сравнительно недавно. Между тем, этот аспект проблемы несомненно заслуживает внимания, так как антиоксиданты, эффективно предупреждающие стрессорные и ишемические повреждения и обладающие как периферическим — кардиотропным, так и центральным действием [Меерсон Ф. 3., Малышев В. В. и др., 1982], с большой долей вероятности могут оказаться перспективным классом антиаритмических соединений.

В дальнейшем изложении представлены данные нашей лаборатории, свидетельствующие о роли чрезмерной активации свободнорадикального окисления в патогенезе аритмий и возможности предупреждения и устранения аритмий антиоксидантами. При этом будут последовательно рассмотрены, во-первых, возможность воспроизведения аритмий путем индукции ПОЛ на препаратах изолированного предсердия, во-вторых, возникающие под влиянием ПОЛ нарушения мембранного потенциала и активности Na, К-АТФазы и предупреждение этих нарушений антиоксидантами,

198

наконец, в-третьих, будут представлены данные о предупреждении и устранении нарушений электрической стабильности и фибрилляции сердца антиоксидантами.

Индукция ПОЛ и аритмий в изолированном правом предсердии воспроизводилась на основе разработанных в последние годы достаточно простых и эффективных методов индукции ПОЛ в сокращающейся сердечной мышце путем добавления в перфузат изолированного работающего сердца небольших количеств перекиси водорода или органических перекисей.

В нашей работе Н₂О₂ добавляли в оксигенированный раствор Кребса — Хензелейта, где в изометрическом режиме спонтанно сокращалось правое предсердие крысы. Это закономерно приводило к активации ПОЛ в миокарде предсердия и увеличению там концентрации одного из конечных продуктов ПОЛ — малонового диальдегида в 2—2,5 раза. В результате активации ПОЛ развивались характерные изменения сократительной функции предсердия. На рис. 25 представлены механограммы спонтанных сокращений правого предсердия интактных крыс (контроль) и крыс, перенесших иммобилизационный 10-часовой стресс по методу, описанному выше. Н₂О₂ добавляли в омывающий раствор, содержащий или не содержащий предварительно добавленный водорастворимый антиоксидант из класса оксипиридинов. Можно видеть (механограммы А и В), что первая фаза изменений сократительной функции предсердия, длившаяся около 3 мин, характеризовалась положительным хронотропным, инотропным, расслабляющим эффектами индукции ПОЛ, и соответственно проявлялась умеренной тахикардией, значительным — почти в 2 раза — увеличением развиваемой силы сокращения и снижением напряжения покоя. Вторая фаза длилась от 2 до 8 мин и характеризовалась исчезновением положительного хронотропного и расслабляющего эффектов, увеличением напряжения покоя, а главное — возникновением брадиаритмии, при которой длительность сердечных циклов менялась в 2 и более раз. Третья фаза реализовалась в контроле лишь в половине случаев и выражалась прогрессирующей брадиаритмией, увеличением напряжения покоя и остановкой предсердий. Как видно на рис. 25, механограммы не только характеризуют упомянутые стадии, но также позволяют оценить потенцирующий эффект перенесенного стресса и защитный эффект антиоксиданта. Действительно, на механограмме В видно, что предсердие, взятое от животных, перенесших иммобилизационный стресс, реагирует на Н₂0₂ гораздо более быстрым развитием брадиаритмии и остановки сердца, чем контрольное предсердие, функция которого представлена механограммой А. На механограммах Б и Г представлены результаты опытов, в которых перед введением Н₂0₂ в инкубационную среду был добавлен антиоксидант. Видно, что брадиаритмия при этом выражена меньше и остановка сердца не развивается. Рис. 26 позволяет количественно оценить результаты всех рассмотренных четырех серий опытов. Видно, что через 10 мин после начала индукции ПОЛ пе-

199

Рис. 26. Влияние стресса и антиоксиданта из класса оксипиридинов на число изолированных спонтанно сокращающихся предсердий до и после введения Н₂О₂.

Ордината — число сокращающихся предсердий; абсцисса — время после введения Н₂О₂, мин. 1 — контроль; 2 — контроль+оксипиридин; 3 — стресс; 4 — стресс + оксипишдин.

рекисью водорода в контроле остановилась половина предсердии (1), в серии «стресс» — 70% предсердий (3); при наличии в инкубационной среде оксипиридина в контроле остановилось 15% предсердий (2), а при стрессе — около 35% предсердий (4). Иными словами, антиоксидантпая защита в несколько раз уменьшила количество предсердий, которые при прочих равных условиях прекращали свои сокращения под влиянием индукции ПОЛ. Заштрихованная зона на рис. 26 количественно характеризует антиоксидантную защиту.

При дальнейшем анализе этого факта выяснилось, что индукция ПОЛ в изолированном предсердии закономерно сопровождается увеличением длительности потенциала действия и силы сокращений.

Рис. 27, А свидетельствует, что по мере увеличения длительности действия Н₂0₂ длительность потенциала действия увеличивалась с 30 до 95 мс, т. е. возросла более чем в 3 раза, и это произошло главным образом за счет увеличения плато потенциала действия, во время которого, как известно, происходит вхождение Са²⁺ в кардиомиоциты. Рис. 27, Б показывает, что при этом сила изометрических сокращений миокарда также увеличивается более чем в 3 раза, что опять-таки с большой вероятностью можно объяснить положительным инотропным эффектом Са²⁺. В этой ситуации, т. е. на фоне удлиненного потенциала действия и редких, но сильных спонтанных сокращений, происходит остановка предсердий. Выяснилось, что если остановившиеся предсердия

201

Рис. 27. Влияние Н₂0₂ на механограмму (Б и Г) и электрограмму (А и В) полоски правого предсердия. В и Г — электростимуляция остановившегося предсердия. Пояснения в тексте.

подвергнуть ритмическому электрическому раздражению адекватной силы, то регулярные сокращения немедленно возобновятся. Причем длительность потенциала действия и сила сокращений оказываются такими же, как на высоте индукции ПОЛ. Рис. 27, В и Г демонстрирует это явление. По существу это означает, что вызванная индуктором ПОЛ остановка предсердия, которую нам удалось предупредить антиоксидантами, происходила в условиях, когда сократительный миокард был способен отвечать на приходившие к нему импульсы достаточно сильным сокращением. Иными словами, эта остановка вызвана не повреждением сократительного миокарда, а скорее нарушением автоматизма синусного узла, т. е. прекращением генерации в нем импульсов возбуждения. Это предположение соответствует известному факту, что деполяризация синусного узла в процессе его автоматической активности обеспечивается в основном входящим током Са²⁺, который может быть в той или иной мере нарушен в результате повреждения мембран чрезмерной активацией ПОЛ и увеличением их проницаемости для Са²⁺. Мысль о сниженной резистентности синусного узла и, возможно, других элементов проводящей системы к активации ПОЛ согласуется с данными о том, что у людей, часто испытывающих на себе действие физических нагрузок или стрессорных воздействий, которые, как теперь показано, сопряжены с активацией ПОЛ, нередко развивается блокада правой ножки предсердно-желудочкового пучка и других отделов проводящей системы. В целом, представленные данные согласуются с гипотезой о роли ПОЛ в патогенезе аритмий.

202

Рис. 28. Влияние охлаждения и последующего нагревания изолированного сердца у крысы на потенциал покоя кардиомиоцитов левого желудочка.

Ордината — величины потенциала покоя, мВ; абсцисса — время перед охлаждением и после него, мин. 1 — контроль; 2 — стресс.

Для того, чтобы оценить реальность представлений о роли ПОЛ в патогенезе аритмий применительно к условиям целого организма, на следующем этапе работы были изучены изменения мембранного потенциала кардиомиоцитов и активность фермента, играющего ключевую роль в поддержании этого потенциала, а именно Na, К-АТФазы.

Рис. 28 показывает, что в группе контрольных животных (кривая 1) 1,5-часовая инкубация изолированного сердца крысы при 4°С снижает величину мембранного потенциала (МП) в покое с — 80 до — 45 мв. Последующий подъем температуры с 4 до 36 °С приводит к восстановлению и гиперполяризации МП: максимум его через 2—2,5 мин составлял —100±5 мв. Скорость восстановления в период полумаксимального развития эффекта гиперполяризации мембраны составляла около 0,7 мв/с. У животных, перенесших эмоционально-болевой стресс, изменения МП были иными (кривая 2). До охлаждения величина МП у них была незначительно уменьшена и составляла —70±2 мв. После инкубации на холоде она первоначально составляла —35 ±2 мв, т. е. опятьтаки была не намного меньше, чем в контроле. Главный факт состоит в том, что при согревании величина МП миокарда у перенесших стресс животных нарастала медленно и достигала исходной величины лишь через 5—6 мин. В ходе восстановления МП эффект гиперполяризации отсутствовал, а максимальная скорость восстановления не превышала 0,2 мв/с, т. е. была более чем в 3 раза меньше по сравнению с контролем. Существенно, что эти стрессорные нарушения регуляции потенциала покоя не наблюдались, если животные в течение 3 дней перед стрессом получали антиоксидант ионол в дозе 50 мг/кг. Таким образом, наиболее вероятной причиной стрессорных нарушений регуляции потенциала покоя является вызванная стрессом активация ПОЛ.

Очевидно, что установленное в этих опытах стрессорное нарушение потенциала покоя может играть важную роль в наруше-

203

Рис. 29. Термоинактивация Na, К-АТФазы сарколеммы кардиомиоцитов у крыс.

А — изменение активности фермента при +52 °С в контроле (1) и после ЭБС (2). Пунктирные линии — определение времени полумаксимального ингибирования фермента. Ордината — активность фепшента, мкмоль на 1 мг белка в ч; абсцисса — время термоденатурации, мин. Б — изменение константы скорости термоденатурации фермента (К=2,303 tga) в зависимости от температуры ( + 52°; 55°; +58° С). 1 — контроль, 2 — стресс. Ордината — lg A₀/A_t, где А₀ — активность фермента в начальный момент времени, A_t — в момент времени t; абсцисса — время термоденатурации, мин.

нии электрической стабильности сердца и тем самым в аритмогенном эффекте стресса. Поэтому важно выяснить механизм, за счет которого стрессорная активация ПОЛ может вызвать такие нарушения. Поскольку Na, К-АТФаза играет ключевую роль в поддержании мембранного потенциала, представлялось вероятным, что доказанная при стрессе активация ПОЛ вызывает нарушения в системе этого липидзависимого фермента.

При изучении активности Na, К-АТФазы выяснилось, что после перенесенного эмоционально-болевого стресса активность фермента в миокарде снижается приблизительно на 20% и вместе с этим происходят изменения кинетики его термоденатурации. На рис. 29 представлены результаты исследований, проведенных Т. Г. Сазонтовой (1986) на препаратах сарколеммальной мембраны миокарда крысы. Рис. 29, А отражает кинетику ингибирования Na, К-АТФазы в процессе термоденатурации и показывает, что в миокарде животных, перенесших эмоционально-болевой стресс, скорость ингибирования фермента резко увеличена. В результате время полумаксимального ингибирования уменьшено в 2 раза. Рис. 29, Б подтверждает эти данные и показывает, что стресс увеличивает константу скорости термоденатурации Na, К-АТФазы. Заштрихованная зона на рисунке количественно отражает эффект стресса. Существенно, что этот эффект предотвращается предварительным введением уже упоминавшегося антиоксиданта ионола. Оказалось, что введение животным 50 мг/кг ионола перед стрессорным воздействием полностью предупреждает стрессорные изменения активности Na, К-АТФазы. Это наглядно демонстри-

204

Таблица 30. Показатели процесса термоденатурации Na, К-АТФазы сарколеммы миокарда крысы (М±m) при стрессе

Показатели	Вариант опытов
Показатели	контроль (26)	стресс (26)	ионол (20)	ионол + стресс (20)
Еа, ккал/моль	75,6±2,3	60,7+2,0**	72,5+2,8	72,1+3,3
ΔН*, ккал/моль	75,0±2,3	60,1±2,0**	71,9+2,8	71,5±3,3
ΔS*, ккал/моль • град	156,8+0,6	111,3±3,6**	149,3+2,4	146,7+2,6
ΔF*, ккал/моль	24,4±1,5	23,7+1,9	24,3+1,6	23,9+1,6
Примечание. Цифры в скобках — число животных; Еа — энергия активации; ΔН* — изменение энтальпии; ΔS* — изменение энтропии; ΔF* — изменение свободной энергии. ** Отличия от варианта «контроль» достоверны: р<0,001.

руют результаты изучения термодинамических параметров процесса термоденатурации фермента. Данные, представленные в табл. 30, позволяют выделить два главных факта, полученных в этих исследованиях: во-первых, установлено уменьшение энергии активации и изменение энтропии в процессе термоденатурации Na, К-АТФ-фазы у животных, перенесших стресс; по существу, оба эти изменения свидетельствуют о том, что сам по себе стресс приближает белоклипидный комплекс Na, К-АТФазы к денатурированному состоянию и увеличивает его энтропию. Во-вторых, показано, что предварительное введение ионола полностью предупредило оба эти явления.

Факт, что ионол одновременно предотвращает стрессорные нарушения регуляции трансмембранного потенциала и повреждения в системе Na, К-АТФазы, явился отправным пунктом для использования этого антиоксиданта для предупреждения нарушений электрической стабильности и фибрилляции сердца.

Для того чтобы оценить реальные возможности использования антиоксидантов в качестве антиаритмогенных факторов, в наших экспериментах изучалось влияние предварительного введения упомянутого выше антиоксиданта ионола на электрический порог фибрилляции и развитие самой фибрилляции и аритмий при стрессорном, ишемическом и реоксигенационном повреждении сердца.

Эксперименты были выполнены на крысах-самцах линии Вистар. Ионол вводили в дозе 60 мг/кг массы тела в подсолнечном масле per os ежедневно в течение 4 сут перед экспериментом. Контрольные животные получали соответствующее количество подсолнечного масла.

На первом этапе исследования было воспроизведено явление снижения порога фибрилляции при иммобилизационном стрессе и оценена возможность предупреждения его ионолом. При этом иммобилизационный стресс создавали, фиксируя животных на 10 ч в положении на спине.

Выяснилось, что электрический порог фибрилляции у контрольных животных составлял около 8 мА: именно при этой силе тока в ответ на одиночный импульс возбуждения возникали явления фибрилляции. У животных, перенесших стресс, через 2 ч порог фибрилляции снизился более чем

205

в 2 раза и оставался уменьшенным в течение последующих 2 сут с незначительной тенденцией к восстановлению в конце этого периода.

Таким образом, наблюдавшееся в нашем эксперименте постстрессорное снижение порога фибрилляции оказалось весьма длительным. Введение ионола перед иммобилизационным стрессом в значительной мере предупредило снижение порога фибрилляции, и в результате у животных, получавших ионол, этот показатель оказался на 60% выше, чем у незащищенных животных, перенесших стресс [Меерсон Ф. 3., Белкина Л. М., Дюсенов С. С. и др., 1985]. Этот положительный результат антиоксидантной защиты послужил основанием для использования ионола, во-первых, при транзиторной ишемии и последующей реоксигенации, во-вторых, при экспериментальном инфаркте и, наконец, в-третьих, с целью предупреждения фибрилляции сердца при острой необратимой ишемии, создававшейся у ненаркотизированных животных в условиях закрытой грудной клетки и, следовательно, сопровождавшейся выраженным эмоционально-болевым стрессом.

На втором этапе исследования проводили эксперименты с транзиторной ишемией и реоксигенацией. В условиях уретанового наркоза при вскрытой грудной клетке и искусственной вентиляции легких воздухом регистрировали ЭКГ в стандартных отведениях и давление в полости левого желудочка; левую коронарную артерию пережимали на 10 мин с помощью заранее подведенной лигатуры. По окончании периода ишемии лигатуру распускали и оценивали реакцию сердца не реперфузию и реоксигенацию в течение 5 мин. Этот срок был достаточен, так как аритмии всегда возникали в течение 1-й минуты реперфузии.

Аритмогенное влияние ишемии и реперфузии, а также защитный эффект предварительно вводимого ионола представлены в табл. 31. Из этих данных следует, что реперфузия вызывала значительно более тяжелые нарушения ритма, чем ишемия. Кроме

Таблица 31. Антиаритмическое действие ионола

Вариант опытов	Число животных с фибрилляцией	Желудочковая тахикардия		Экстрасистолия
Вариант опытов	Число животных с фибрилляцией	число животных	длительность, с	число животных	длительность, с
Ишемия
Контроль (24)	2	8	23,2±8,1	20	16,4±3,5
Ионол (24)	0	0	—	12	3,6±1,6*
Реперфузия
Контроль (24)	12	22	35,2+7,9	20	22,7+9,2
Ионол (24)	0	12	6,6±2,1*	12	3,2±1,5*
Примечание. Цифры в скобках — число животных. * Отличия от варианта «контроль» достоверны: р<0,001.

206

того, существенно, что в период ишемии нарушения ритма развивались в основном через 5—6 мин от начала окклюзии, в то время как реперфузионные аритмии возникали почти сразу после устранения окклюзии — через 5—10 с.

Выяснилось далее, что ионол увеличивал некоторые показатели сократительной функции сердца в состоянии относительного физиологического покоя. Так, развиваемое давление было увеличено по сравнению с контролем на 39 %, а скорость сокращения — на 45%. Через 10 мин окклюзии у животных, получавших ионол, наблюдалось такое же снижение развиваемого давления, как в контроле, поэтому исходная разница между группами в величине этого показателя сохранялась и во время ишемии. Предварительное введение ионола создавало тенденцию к меньшему снижению скорости сокращения, а скорость расслабления в течение 10 мин ишемии у животных, получавших ионол, в отличие от контроля не уменьшилась. Реперфузия примерно одинаково восстанавливала систолическое давление в сравниваемых группах, а у животных, получавших ионол, скорости сокращения и расслабления имели тенденцию к супервосстановлению.

Главный результат исследований состоял в том, что ионол оказал сильное антиаритмическое действие в период ишемии и особенно при реперфузии. Так, во время ишемии у животных, получавших ионол, не было ни одного случая желудочковой тахикардии, число случаев возникновения экстрасистолии уменьшилось с 83 до 50%, а длительность экстрасистолии уменьшилась в 4,6 раза. Во время реперфузии ионол полностью предотвратил развитие желудочковой фибрилляции и одновременно уменьшил число случаев желудочковой тахикардии с 91 до 50%, а экстрасистолии — с 83 до 50%, а кроме того, уменьшил суммарную длительность желудочковой тахикардии и экстрасистолии соответственно в 5,3 и 7 раз по сравнению с контролем. Таким образом, ионол успешно предупреждает реоксигенационные аритмии и фибрилляцию сердца.

На следующем этапе работы было исследовано влияние острого экспериментального инфаркта миокарда, воспроизводимого путем перевязки левой коронарной артерии по Н. Selye и соавт. (1960) на порог фибрилляции сердца, устойчивость его автоматизма к тормозящему действию блуждающего нерва и оценена возможность предупреждения обнаруженных нарушений с помощью ионола.

Из табл. 32 следует, что через 2 сут после создания инфаркта, когда животных брали в эксперимент, частота сердечных сокращений не отличалась от контроля. АД в постинфарктный период было ниже, чем в контроле на 37%, а диастолическое — на 24%. Изучение порога фибрилляции у животных с двухсуточным инфарктом показало, что инфаркт более чем в 3 раза снижает порог фибрилляции у животных, что согласуется с экспериментальными и клиническими данными других исследователей [Kowey P. et al., 1984]. Предварительное введение ионола не оказывает су-

207

Таблица 32. Влияние ионола на порог фибрилляции желудочков, артериальное давление, частоту сердечных сокращений при инфаркте

		АД, мм рт. ст.		Порог фибрилляции, мА
Вариант опытов	ЧСС в минуту	систолическое	диастолическое	Порог фибрилляции, мА
Контроль (11)	404±13	142±7	87±12	7,0±0,4
Инфаркт (10)	394±17	90±7*	66±11	2,1±0,2*
Ионол (10)	409±12	126±5	72±4	6,5±0,3
Ионол + инфаркт (10)	386±16	88±6	60±8	7,3±0,3
Примечание. Цифры в скобках — число животных. * Отличия от варианта «контроль» достоверны: р<0,01.

щественного влияния на депрессию АД, вызванную инфарктом, но в то же время полностью предотвращает характерное для инфаркта снижение порога фибрилляции.

При стимуляции блуждающего нерва (рис. 30) выяснилось, что ионол не оказывал существенного влияния на величину отрицательного хронотропного эффекта у контрольных животных, однако у животных с инфарктом он существенно ограничивал величину этого эффекта. Как видно из рис. 30, действие ионола в наибольшей степени проявилось при раздражении нерва силой тока, равной 2 пороговым величинам. Так у животных, не получавших перед созданием инфаркта ионол, частота сокращений сердца под влиянием такого раздражения блуждающего нерва уменьшалась на 200 в минуту, т. е. на 54% (кривая 2), а у животных, которым перед созданием инфаркта вводили ионол, это снижение составляло лишь 105 сокр/мин, т. е. 26% (кривая 4).

Одновременно антиоксидант значительно уменьшал эктопическую активность сердца, проявлявшуюся при стимуляции блуж-

Рис. 30. Влияние антиоксиданта ионола на увеличение отрицательного хронотропного эффекта блуждающего нерва на сердце при экспериментальном инфаркте миокарда. Ордината — хронотропный эффект блуждающего нерва, выраженный величиной уменьшения частоты сокращений по сравнению с исходной, число сокращений, мин; абсцисса — сила раздражения блуждающего нерва в пороговых величинах. 1 — контроль; 2 — инфаркт; 3 — контроль+ионол; 4 — ионол+инфаркт.

208

дающего нерва в постинфарктный период. Было показано, что введение антиоксиданта резко снизило число экстрасистол, обычно возникающих при вагусной брадикардии на фоне инфаркта миокарда: под влиянием ионола число случаев экстрасистолии уменьшилось почти вдвое, а суммарное число экстрасистол на серию уменьшилось в 4 раза.

Таким образом, полученные результаты показали, что ионол предупреждает постинфарктное снижение порога фибрилляции желудочков и возникновение очагов эктопического возбуждения. Этот антиоксидант повышает устойчивость синусного узла к тормозным влияниям блуждающего нерва.

Во всех рассмотренных выше опытах, так же как и в экспериментах большинства других исследователей, окклюзии коронарной артерии и ответные нарушения электрической стабильности сердца происходили в условиях, заведомо далеких от естественных, т. е. при наличии наркоза и открытой грудной клетки. Очевидно, что наркоз подавлял стрессорный эффект ишемии, вскрытие грудной клетки осложняло этот эффект, и в итоге оценка действия антиаритмических факторов на электрическую стабильность сердца могла быть неадекватной. Поэтому при дальнейшем развитии работы нарушения сердечного ритма, возникавшие в ответ на острую ишемию, и возможность их предупреждения изучали в условиях бодрствования животных при закрытой грудной клетке по описанному выше методу I. Lepran и соавт. (1983). Результаты этих исследований показали, что предварительное введение ионола в 4 раза уменьшило смертность животных при острой ишемии в условиях бодрствования. Так, коронароокклюзия приводила в контроле к гибели животных в 62% случаев, а при защите ионолом — лишь в 14%. Этот эффект оказался достигнутым за счет двух факторов: во-первых, фибрилляция сердца, от которой в наших опытах погибали животные, возникала после коронароокклюзии у защищенных ионолом животных реже (в 50% случаев), чем у незащищенных (в 86% случаев), а, во-вторых, возникшая фибрилляция у животных, получавших ионол, в большинстве случаев (в 72%) спонтанно прекращалась, а у незащищенных — в большинстве случаев (в 73%) завершалась остановкой сердца. Эти данные согласуются с представлением о том, что ишемия в условиях бодрствования сопровождается тяжелым стрессом и соответственно приводит к активации ПОЛ, которая играет важную роль в механизме фибрилляции сердца; в итоге — ионол, предупреждающий активацию ПОЛ, предупреждает и фибрилляцию.

Во всех приведенных выше опытах антиоксиданты вводили заранее — перед стрессом или ишемией — и соответственно, вопервых, речь шла об экспериментальной профилактике, а, во-вторых, трудно было отличить противоаритмическое действие ионола от его прямого антистрессорного и антиишемического действия. В последующих исследованиях Л. М. Белкиной, С. С. Дюсеновым и нами изучалось влияние ионола на сформировавшиеся

209

Рис. 31. Влияние антиоксиданта ионола на эктопическую активность миокарда, выявляемую при стимуляции блуждающего нерва у животных с постинфарктным кардиосклерозом.

А — до раздражения блуждающего нерва; Б — во время раздражения блуждающего нерва. ЭКГ во II ст. отведении: 1 — контроль; 2 — постинфарктный кардиосклероз; 3 — контроль+ионол; 4 — постинфарктный кардиосклероз+ионол. Пояснение в тексте

нарушения электрической стабильности сердца у крыс при длительно существующем постинфарктом кардиосклерозе, который подробно описан выше. Таким образом, в данных исследованиях антиоксидант был использован не для предупреждения, а для терапии нарушений электрической стабильности сердца.

С этой целью ионол вводили животным с постинфарктным кардиосклерозом в дозе 60 мг/кг в течение 3 дней перед острым экспериментом. Результаты данных исследований, представленные в табл. 33, показывают, что постинфарктный кардиосклероз сопровождается уменьшением порога фибрилляции желудочков сердца примерно в 2 раза и это явление полностью устраняется введением ионола.

Далее в этой же таблице приведены данные о влиянии ионола на эктопическую активность в миокарде, проявляющуюся у животных с постинфарктным кардиосклерозом при стимуляции

Таблица 33. Влияние ионола на порог фибрилляции желудочков и вагусную экстрасистолию при постинфарктном кардиосклерозе

		Вагусная экстрасистолия
Вариант опытов	Порог фибрилляции желудочков, мА	число животных с зкстрасистолией	суммарное число экстрасистол на группу
Контроль (11)	6,4±2	0	0
Постинфарктный кардиосклероз (11)	2,9+0,2*	9	561
Ионол (11)	6,5±0,2	0	0
Постинфарктный кардиосклероз + ионол (11)	6,3±0,2**	6	138
Примечание. Цифры в скобках — число животных. * Отличие от варианта «контроль» достоверно. ** Отличие от варианта «постичфарктный кардиосклероз» достоверно.

210

блуждающего нерва. Эти данные показывают, что введение ионола резко снизило число экстрасистол, обычно возникающих при вагусной брадикардии на фоне постинфарктного кардиосклероза. Так, видно, у животных с кардиосклерозом, не получавших лечения ионолом, суммарное число экстрасистол, возникающих в течение всех периодов раздражения блуждающего нерва, составляло 561. У животных с кардиосклерозом, леченных антиоксидантом, суммарное число экстрасистол составляло всего 138. Следовательно, эктопическая активность у леченных ионолом животных была примерно в 4 раза меньше, чем у нелеченых. ЭКГ на рис. 31 иллюстрирует эту закономерность. Существенно подчеркнуть, что данный результат наблюдается в сочетании с отсутствием достоверного влияния ионола на отрицательный хронотропный эффект блуждающего нерва у животных с постинфарктным кардиосклерозом (табл. 34).

Таким образом, вызываемый ионолом эффект уменьшения эктопической активности сердца при постинфарктном кардиосклерозе не зависит от уменьшения степени торможения естественного водителя сердечного ритма, а обусловлен прямым подавлением этой эктопической активности. Результаты рассмотренных исследований свидетельствуют о том, что использованный для экспериментальной терапии антиоксидант ионол устраняет нарушения электрической стабильности сердца, а именно снижение порога фибрилляции желудочков и увеличение уровня эктопической активности при постинфарктном кардиосклерозе. Стресс или ишемия при сформировавшемся кардиосклерозе в условиях наших экспериментов отсутствовали. Следовательно, этот эффект не мог быть обусловлен ни антистрессорным, ни антиишемическим

Таблица 34. Влияние ионола на величину отрицательного хронотропного эффекта блуждающего нерва при постинфарктном кардиосклерозе

Вариант опытов	Исходная ЧСС в минуту	Пороговое напряжение тока, В	Сила раздражения блуждающего нерва в пороговых единицах
			1 порог	2 порога	4 порога
			—ΔЧСС в минуту	— ΔЧСС в минуту	—ΔЧСС в минуту
Контроль (11)	412±9	0,25±0,02	38±6	105±20	151±20
Постинфарктный кардиосклероз (11)	398±12	0,31±0,02	40±7	130±20	194+20
Ионол (11)	392±15	0,26±0,03	39±8	108±13	153±16
Постинфарктный кардиосклероз + ионол (11)	367±17	0,24±0,03	21±6	107±18	155±26
Примечание. Цифры в скобках — число животных; — ΔЧСС — уменьшение частоты сокращений под влиянием раздражения блуждающего нерва.

211

действием ионола; по-видимому, речь идет об антиаритмическом действии данного антиоксиданта.

В целом представленные данные свидетельствуют, что при ишемии, реоксигенации и стрессе в сердце возникает активация ПОЛ, которая наряду с другими факторами приводит к повреждению мембран клеток сердца, как в сократительном миокарде, так и в проводящей системе. Повреждения, выражающиеся, в частности, в нарушениях проницаемости сарколеммальной мембраны и работы катионных насосов, могут, на наш взгляд, составить общую материальную основу двух факторов, играющих главную роль в патогенезе аритмий и фибрилляции сердца, а именно основу формирования эктопических очагов возбуждения и явления возвратного возбуждения — reentry.

Действительно, доказанное выше снижение активности Na, К-АТФазы и нарушение устойчивости мембранного потенциала при стрессе может стать причиной некоторого снижения потенциала покоя, уровень которого определяет максимальную скорость деполяризации, амплитуду потенциала действия и скорость распространения возбуждения. Поскольку повреждения миокарда при стрессе носят мелкоочаговый характер, то они с большой долей вероятности могут привести к очаговому снижению потенциала покоя и соответственно снижению скорости распространения возбуждения лишь определенных отрезков проводящей системы, т. е. — к увеличению гетерогенности миокарда и к очаговым односторонним блокам. В сократительном миокарде такого рода гетерогенность и задержка возбуждения могут усугубляться стрессорным накоплением Са²⁺ в кардиомиоцитах, которое в настоящее время доказано на основе сочетания методов электронной микроскопии и гистохимии ,[Меерсон Ф. 3., Самосудова И. В. и др., 1983] и само по себе нарушает контакты между кардиомиоцитами на уровне межклеточных дисков [De Mello W., 1983]. В комплексе эти изменения могут составить реальную предпосылку формирования функциональных блоков проведения и reentry, которая, однако, во многих случаях не реализуется, и соответственно у большинства людей и животных аритмии и фибрилляции сердца не возникают даже после тяжелых стрессорных ситуаций, которые, как теперь доказано, повреждают миокард и нарушают его сократительную функцию.

В связи с этим следует учесть, что вторым фактором, необходимым для появления аритмий и фибрилляции сердца, является формирование эктопических очагов, являющихся источником преждевременных импульсов возбуждения. Значение такого рода преждевременной эктопической волны возбуждения в формировании reentry и возникновении фибрилляции прямо подтверждается результатами наших опытов, в которых преждевременный импульс в результате электрического раздражения верхушки сердца выявил у перенесших стресс животных несоизмеримо большую вероятность возникновения фибрилляции, проявлявшуюся в снижении электрического порога фибрилляции в 2 раза.

212

Значение взаимосвязи между эктопическими очагами возбуждения и reentry в патогенезе фибрилляции сердца в естественных условиях, по-видимому, значительно больше, чем при электрическом раздражении сердца, так как повреждение, вызываемое стрессом и ишемией, обладает способностью формировать эндогенные очаги эктопического возбуждения. Можно отличить по меньшей мере три патогенетических механизма, за счет которых развивается это явление.

1. Наблюдавшиеся нами при индукции ПОЛ в изолированном предсердии снижение автоматизма синусного узла и остановка предсердия, по-видимому, могут иметь свои аналоги в целом организме, где также известен синдром слабости синусного узла. Это в свою очередь должно приводить к тому, что нормальный водитель сердечного ритма перестает подавлять гетеротопные очаги возбуждения.

2. Снижение активности Na, К-АТФазы и мембранного потенциала кардиомиоцитов, обнаруженные в этой работе при стрессе, не являются монопольной принадлежностью этого состояния. Такое же изменение закономерно развивается под влиянием другого аритмогенного фактора — токсических доз сердечных гликозидов [Gillis JR., Quest J., 1979]. Таким образом, сердце при стрессе похоже на сердце, отравленное строфантином; в обоих случаях подавлена активность Na, К-АТФазы и могут возникать аритмии. Общий механизм явления в обоих случаях связан с тем, что подавление активности Na, К-АТФазы нарушает функционирование важного физиологического механизма, обозначаемого как overdrive suppression [Vassale M., 1970; Glitsch H., 1984]. Существо этого механизма заключается в том, что в условиях увеличенной нагрузки на сердце, например при адренергически обусловленной тахикардии, увеличенный вход в кардиомиоциты Na+ активирует Na, К-АТФазу в такой значительной степени, что избыточное удаление из этих клеток Na⁺ приводит к гиперполяризации мембран, т. е. к увеличению мембранного потенциала. Это явление, реализующееся в проводящей системе, представляет собой фактор, уменьшающий вероятность преждевременной деполяризации и возникновения эктопических очагов возбуждения.

Иными словами, именно через эффективную активацию Na, К-АТФазы высокая активность синусного узла подавляет потенциальные эктопические очаги, а нарушение этого механизма стрессом, сопутствующим ишемии, способствует появлению таких очагов.

3. При ишемическом и мелкоочаговом стрессорном повреждениях, а также при постинфарктном кардиосклерозе краевая зона между поврежденной и неповрежденной сердечной мышцей по современным представлениям может стать местом формирования эктопических очагов и преждевременных импульсов возбуждения [El-Sherif N. et al., 1982]. При наличии функциональных блоков проведения, слабости синусного узла и нарушении механизма overdrive suppression это приводит к наблюдавшимся нами и ши-

213

роко представленным в клинике явлениям снижения порога фибрилляции, экстрасистолии и, наконец, самой фибрилляции.

Антиоксиданты подавляют стресс-реакцию на центральном уровне [[Меерсон Ф. 3., Манухина Е. Б., 1985], активацию ПОЛ в самом сердце [Меерсон Ф. 3., Каган В. Е., Архипенко Ю. В. и др._г1981] и таким образом выступают в роли мембранопротекторов. В результате они предупреждают формирование мелкоочаговых повреждений [Меерсон Ф. 3., Малышев В. В. и др., 1982], нарушение активности Na, К-АТФазы, явление слабости синусного узла при стрессе, ограничивают размеры некроза при инфаркте [Меерсон Ф. 3., Белкина Л. М. и др., 1982] и, выключая таким образом главные звенья патогенеза аритмий, оказываются антиаритмогенными факторами.

В связи с этим особое значение приобретают новые данные об антиаритмическом влиянии антиоксидантов на адренергические регуляторные механизмы. В работе Ф. 3. Меерсона, В. В. Малышева, Е. Б. Манухиной и В. А. Петровой (1987) изучалось влияния ионола на синтез и содержание катехоламинов в надпочечниках и сердце при эмоционально-болевом стрессе.

Опыты проведены на крысах-самцах линии Вистар с массой тела 200— 220 г. Эмоционально-болевой стресс воспроизводили по методу О. Desiderate» и соавт. (1974) в течение 6 ч. Животных декапитировали через 2 ч после окончания стрессорного воздействия. Ионол вводили в дозе 60 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 3 сут до стресса. Содержание катехоламинов определяли в тканях сердца и надпочечников флюориметрическим методом [Манухин Б. Н. и др., 1975]; нейрональный захват ³Н-норадреналина и синтез ³Н-катехоламинов из тирозина, меченного по тритию, исследовали на изолированных предсердиях и надпочечниках по методу Е. В. Волиной и Б. Н. Манухина (1975).

Выявлены две основные закономерности (табл. 35 и 36). Первая состоит в том, что влияние стресса на некоторые параметры обмена катехоламинов в сердце и надпочечниках проявляется уменьшением нейронального захвата, синтеза и содержания норадреналина, а в надпочечниках — также уменьшением содержания адреналина. Одновременно развивается 3-кратное увеличение содержания дофамина, синтез которого в сердце увеличен, а в надпочечниках не изменен.

Тот факт, что увеличение затрат и уменьшение содержания норадреналина и адреналина при стрессе закономерно сопровождается в обоих органах накоплением дофамина, в соответствии с современным представлением о метаболической цепи биосинтеза катехоламинов может быть объяснен только тем, что при стрессе в условиях повышенного использования катехоламинов их образование не лимитируется первым звеном цепи — тирозингидроксилазой, которая обеспечивает превращение тирозина в ДОФА, но оказывается лимитированным на этапе дофамин-β-гидроксилазы, т. е. на этапе превращения дофамина в норадреналин. В итоге создается положение, наблюдавшееся в нашем эксперименте: мобилизация резерва катехоламинов сочетается со значительным увеличением содержания дофамина как в стресс-реализующем

214

органе — надпочечниках, так и в исполнительном органе — сердце.

Оценивая возможное физиологическое значение накопления дофамина в процессе реакции на сильное, длительное стрессорное

Таблица 35. Влияние ионола на интенсивность нейронального захвата

³Н-норадреналина, синтез ³Н-катехоламинов (тыс. имп./мин на 1 г ткани)

и содержание катехоламинов (мкг/г) в сердце крыс (M±m) при стрессе

	Вариант опытов
Показатели	контроль (12)	стресс (12)	ионол (12)	ионол + стресс (12)
Нейрональный захват ³Н-норадреналина	70,7±4,5	48,6±3,5***	74,6 + 4,1	130,0±11,3***
Синтез ³Н-норадреналина	7,4±0,51	5,2 ±0,58*	9,3 + 1,4	34,3 + 0,43***
Содержание норадреналина	0,99±0,19	0,56 ±0,1*	0,9 + 0,18	0,73±0,06
Синтез ³Н-дофамина	1,9 ±0,08	2,17 ±0,26	6,33 ±0,94*	23,14±0,32***
Содержание дофамина	0,098 + 0,012	0,17±0,002**	0,3+0,43***	0,2 + 0,03***
Примечание, Цифры в скобках — число животных; отличия от варианта «контроль» достоверны. * р<0,05. р<0,01. * р<0,001.

Таблица 36. Влияние ионола на интенсивность нейронального захвата

³Н-норадреналина, синтеза ³Н-катехоламинов (тыс. имп./мин на 1 г ткани)

и содержание катехоламинов (мкг/г) в надпочечниках крыс (M±m)

при стрессе

	Вариант опытов
Показатели	контроль (12)	стресс (12)	ионол (12)	ионол + стресс (12)
Нейрональный захват ³Н-норадреналина	53,9 + 2,7	41,2 + 3,87**	56,3 ±4,3	82,2 ±3,0**
Синтез ³Н-норадреналина	7,16 + 0,6	5,3 + 0,23**	7,19 + 0,97	21,3±1,6***
	402,4 + 39,0	209 ±23***	409,6 ±52,6	326 + 26
Содержание норадреналина	213+26	149 + 15*	195 ±19,3	185 + 24
Синтез ³Н-дофамина	4,25+0,32	4,3+0,54	4,3 + 1,1	17,8±1,8***
Содержание дофамина	2,51 + 0,29	7,1 ±0,79***	2,1 ±0,38	4,93 ±0,74*
Примечание. Цифры в скобках — число животных; отличия от варианта «контроль» достоверны. * р<0,05. р<0,01. * р<0,001.

215

воздействие, следует иметь в виду, что дофамин, будучи активатором двигательной активности [Pycock С, et al., 1978], вазодилататором и натрийуретиком [Schwartz J., 1984], участвует в реализации адаптивного эффекта стресса и вместе с тем оказывает регуляторное влияние на осуществление самой стресс-реакции. Так дофамин ингибирует секрецию AKTF гипофизом [Beaulieu S. et al., 1985] и подавляет АКТТ-индуцированный биосинтез кортикостерона в надпочечниках [Matsuki M. et al., 1985]. Он выступает, таким образом, в роли фактора, лимитирующего гипофизарно-адреналовое звено стресс-реакции. Действительно, исследования, выполненные в нашей лаборатории, позволили установить, что активация биосинтеза и накопление дофамина в надпочечниках, обусловленное введением ионола при стрессе, закономерно сопровождается блокадой АКТГ-зависимой секреции кортикостерона [Меерсон Ф. 3. и др., 1988]. Вместе с тем показано, что дофамин ограничивает адренергическую активность на центральном уровне [Doda M., Gyorgy L., 1985], и выяснилось, что у крыс, более устойчивых к стрессу, плотность дофаминовых рецепторов в мозге увеличена [Варфоломеев С. О., 1986]. Наконец, показано, что активация дофаминовых рецепторов агонистами дофамина предупреждает образование язв слизистой оболочки желудка при стрессе [Prange J., 1985].

Таким образом, накопление дофамина в процессе интенсивного стресса является одним из примеров того, что само осуществление стресс-реакции включает стресс-лимитирующие системы, ограничивающие реакцию и ее отрицательные последствия.

Вторая закономерность состоит в том, что в условиях физиологического покоя антиоксидант (ионол) не оказывает какоголибо заметного влияния на изучавшиеся показатели биосинтеза катехоламинов в надпочечниках. В сердце он также не влияет на синтез и содержание норадреналина, но вместе с тем увеличивает синтез и содержание дофамина. Стрессорное воздействие на фоне применения ионола влияет на содержание и биосинтез катехоламинов во многих отношениях иначе, чем без ионола. Развивается не угнетение, а увеличение нейронального захвата и биосинтеза норадреналина. Содержание катехоламинов не уменьшается, и в этих условиях развивается главная, отмеченная в этом эксперименте, реакция — многократная активация биосинтеза и значительное увеличение содержания дофамина в обоих органах. Так, в надпочечниках биосинтез дофамина возрастает в 4 раза, а его содержание — вдвое; в сердце биосинтез увеличивается в 11 раз, а содержание — вдвое.

По существу эти данные свидетельствуют о том, что ионол не изменяет соотношение активностей основных ферментов биосинтеза катехоламинов, выявляющегося при стрессе, и соответственно накопление дофамина в этих условиях сохраняется. Вместе с тем антиоксидант резко повышает потенциальные возможности всей цепи биосинтеза катехоламинов, что и обеспечивает сохранение их нормального содержания при стрессе.

216

Оценивая вероятный механизм этого неожиданного эффекта, следует иметь в виду две возможности. Во-первых, не исключено, что ионол, действуя как антиоксидант, связывает свободные радикалы, генерируемые на определенных этапах биосинтеза катехоламинов [Bors W. et al., 1978], и тем самым обеспечивает более высокую активность ферментной цепи, ответственной за этот процесс. Во-вторых, известно, что ионол проникает в ядра клеток и, действуя на генетическом уровне, вызывает увеличение синтеза de novo ряда ферментов, например, глутатион-S-трансферазы [Awasthi Y. et al., 1983]. Поскольку синтез тирозингидроксилазы, дофамин-β-гидроксидазы и фенилэтаноламин-N-метилтрансферазы, т. е. основных ферментов синтеза катехоламинов, детерминирован идентичными кодирующими последовательностями генома [Job Т. et al., 1985], можно предположить, что ионол активирует экспрессию этих последовательностей. Возникающее в результате этого увеличение популяции ферментов биосинтеза катехоламинов должно приводить к увеличению потенциальных возможностей данной метаболической цепи, что и выявилось в условиях нашего эксперимента — при стрессе, когда утилизация катехоламинов возрастает. Указанные предположения заслуживают экспериментальной проверки. Вместе с тем представленные данные однозначно свидетельствуют о том, что известный защитный эффект антиоксиданта ионола и его способность предупреждать истощение резервов катехоламинов, возникновение язв желудка при стрессе, повреждения других внутренних органов не являются простым результатом подавления ПОЛ, а в высокой степени обусловлены активацией биосинтеза катехоламинов и сопряженным увеличением накопления дофамина, который может играть роль в ограничении стресс-реакции и стрессорных повреждений.

Можно было предположить, что ионол окажется наиболее эффективным при тех формах аритмий, которые обусловлены главным образом не атеросклерозом и стенозированием коронарных сосудов, а нарушениями нейрогормональной регуляции, роль которых в патогенезе аритмий рассмотрена выше. В соответствии с этим предположением И. М. Корочкиным, О. Л. Барбараш и нами была осуществлена сравнительная оценка антиаритмического эффекта ионола у больных аритмической формой нейроциркуляторной дистонии и больных ИБС, имеющих стабильную стенокардию напряжения.

Обследованы 21 больной нейроциркуляторной дистонией в возрасте 18— 45 лет (средний возраст 33,5+2,4 года), у которых были жалобы на болевые ощущения в области сердца, чувство нехватки воздуха, сердцебиения, расстройство сна, наблюдалась ипохондрическая фиксация внимания на состоянии здоровья, мнительность и т. д. Вместе с тем пробы с дозированной физической нагрузкой свидетельствовали об отсутствии у этих больных ИБС, а суточная регистрация ЭКГ однозначно выявляла суправентрикулярные и желудочковые экстрасистолы. Среди больных со стабильной стенокардией была отобрана группа лиц в возрасте 49—68 лет (средний возраст 53,3±1,2 года), имевших среднюю длительность заболевания от 3 до 8 лет и количество типичных приступов стенокардии 2—4 в сутки в основном в

217

утренние часы по дороге на работу. Эти люди использовали нитраты, были; в той или иной форме адаптированы к болезни, имели минимальные эмоционально-психические наслоения. При пробе с дозированной физической нагрузкой у них во всех случаях возникали ишемические изменения ЭКГ и боли в сердце. Пробу с дозированной физической нагрузкой проводили на велоэргометре с расчетом физической работоспособности. Использовали ступенеобразно возрастающие нагрузки, начиная с минимальной нагрузки мощностью 150 кгм/мин в течение 3 мин. В дальнейшем при непрерывной работе нагрузка последовательно увеличивалась на эту величину на каждой ступени до момента прекращения пробы. У больных нейроциркуляторной дистонией нагрузку прекращали после того, как пульс достигал субмаксимальной частоты, что во многих случаях наступало достаточно быстро. У больных стенокардией нагрузку прекращали в связи с появлением болей в сердце и ишемическими изменениями, регистрируемыми ЭКГ. Для анализа нарушений ритма сердца проводили суточную регистрацию ЭКГ отечественным портативным кардиомонитором с последующим анализом на дешифраторе (комплекс Лента «М—Т»). При этом учитывали частоту сердцебиений, число экстрасистол. Ионол в рекомендованной Фармкомитетом МЗ СССР форме дибунола (раствор ионола в растительном масле, заключенный в капсулах) применяли в начале в малой дозе 800 мг в сутки (т. е. немногим более 10 мг/кг), которая была неэффективна при терапии и профилактике аритмий у животных; эта доза не обладала антиаритмическим эффектом и у исследуемых больных, таким образом, при использовании препарата в наших условиях не возникало психотерапевтического действия. Далее применяли препарат в дозе 1600 мг в сутки (т. е. более 20 мг/кг), которая оказывала антиаритмический эффект в эксперименте. Выяснилось, что у больных аритмической формой нейроциркупяторной дистонии ионол в этой дозе при ежедневном приеме в течение 10—12 дней обладает выраженным антиаритмическим эффектом и увеличивает толерантность к физическим нагрузкам. У больных со стенокардией этот терапевтический эффект отсутствовал.

Из данных табл. 37 вытекают два основных положения: первое — у больных дистонией аритмии наиболее выражены ночью (с 0 ч до 9 ч утра), когда число желудочковых экстрасистол изменяется от 300 до 700 в 1 ч. В дневное время этот показатель уменьшается и к вечеру вновь увеличивается. Такую же динамику имеют суправентрикулярные экстрасистолы, но число их значительно

Таблица 37. Влияние антиоксиданта дибунола (ионола) на число

суправентрикулярных (СВЭ) и желудочковых экстрасистол (ЖЭ) в течение

суток у 21 больного нейроциркуляторной дистонией

	Число экстрасистол (М±m)
Время суток, ч	контроль (до лечения)		лечение ионолом
Время суток, ч	СВЭ	ЖЭ	СВЭ	ЖЭ
0.00— 3.00	651 ±71,6	2156 + 187	261,5±36,5	1005 ±95
3.00— 6.00	342 ±44,8	1058+115	115,8±28,6	651 + 74,6
6.00— 9.00	95,4 ±9,6	938+75,6	64,3+9,3	405,3±71,5
9.00—12.00	115,6±10,9	451 ±65,6	54,6 ±7,1	156 ±46,8
12.00—15.00	61,4+6,8	578±31,4	45,3 ±5,8	256±51,4
15.00—18.00	75,4±8,4	296±41,5	25,9+4,9	105 ±21,4
18.00—21.00	115,4+10,1	415+55,6	86,4 ±6,5	156 + 9,8
21.00—24.00	238,8±23,4	851±91,6	105,5+9,4	211+24,5

218

меньше; этот факт соответствует ранее приведенным наблюдениям В. Lown и соавт. (1980) о выраженности ночной экстрасистолии у так называемых здоровых людей, а также факту, наблюдавшемуся в нашей работе, который состоит в том, что во время дозированной физической нагрузки у больных нейроциркуляториой дистонией число экстрасистол уменьшалось или они полностью исчезали. Таким образом, речь, по-видимому, идет об аритмиях, в патогенезе которых важную роль играет преобладание парасимпатического тонуса или неполноценность адренергической регуляции сердца. Второе положение — курс лечения ионолом уменьшил число как суправентрикулярных, так и желудочковых экстрасистол в 2—3 раза, не повлияв при этом на динамику экстрасистолии в течение суток. Существенно, что этот антиаритмический эффект сопровождался улучшением самочувствия больных и уменьшением или полным исчезновением описанного выше нервно-психопатического синдрома. Это дает основание полагать, что выявленный антиаритмический эффект антиоксиданта обусловлен его влиянием на метаболизм моноаминов и антидепрессантным действием.

Данные, полученные при обследовании больных со стабильной стенокардией напряжения, показали, что у них число экстрасистол в целом значительно меньше, чем у больных нейроциркуляторной дистонией, .и наиболее выражены экстрасистолы не ночью, а, напротив, — утром и днем. Это соответствует наблюдению, что у этих больных экстрасистолы появлялись и резко учащались в ответ на физическую нагрузку. Выяснилось, что ионол не оказал существенного влияния на аритмию у больных со стенокардией напряжения.

При оценке толерантности к физической нагрузке обнаружено, что у больных нейроциркуляторной дистонией ионол увеличивал предельную мощность нагрузки на 25%, т. е. примерно в той же мере, как у здоровых людей [Меерсон Ф. 3., Каган В. Е., Береснева 3. В. и др., 1983]. У больных со стабильной стенокардией напряжения этот эффект ионола не наблюдался.

Таким образом, ионол подавляет аритмии прежде всего как антистрессорный фактор центрального действия, а не как антиишемический препарат.

В целом продемонстрированные в этой главе возможности защиты сердца с помощью факторов, активирующих центральные и локальные стресс-лимитирующие системы, свидетельствуют о важной роли этих систем в предупреждении заболеваний сердца. Это является одним из выражений более общего положения о важной роли стресс-лимитирующих систем в обеспечении резистентности организма к повреждающим факторам среды.

ГЛАВА 6. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ СЕРДЕЧНЫХ АРИТМИЙ ПРИ ПОМОЩИ МЕТАБОЛИТОВ И АКТИВАТОРОВ СТРЕСС-ЛИМИТИРУЮЩИХ СИСТЕМ

Активаторы ГАМК-ергической системы и синтетические аналоги серотонина

Свободнорадикальное окисление в патогенезе ишемических и стрессорных повреждений миокарда и кардиопротекторное действие антиоксидантов 1

Свободнорадикальное окисление в патогенезе аритмий и предупреждение фибрилляции сердца антиоксидантами

ГЛАВА 6.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ СЕРДЕЧНЫХ АРИТМИЙ ПРИ ПОМОЩИ МЕТАБОЛИТОВ И АКТИВАТОРОВ СТРЕСС-ЛИМИТИРУЮЩИХ СИСТЕМ

Свободнорадикальное окисление в патогенезе ишемических и стрессорных повреждений миокарда и кардиопротекторное действие антиоксидантов ¹