Итоги и публикации 2010 года Оводов Ю. С., Шмаков Д. Н., Варламова Н. Г., Пшунетлева Е. А (стр. 3 из 18)

3. Краткая аннотация результатов

научно-исследовательских работ

3.1. Краткая аннотация результатов работ по основной тематике института

3.1.1. Тема: «Механизмы формирования функциональной электрической гетерогенности миокарда. №ГР 01.2.00 950822 (2009-2012 гг.). Научный руководитель д.б.н. Шмаков Д.Н.

Выполненные этапы за 2010 год:

Изучение закономерностей гетерогенности реполяризации желудочков сердца при нарушении обменных процессов в миокарде.

Основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта:

Изучена гетерогенность реполяризации субэпикардиального слоя желудочков у крыс с умеренной компенсированной (изадриновая модель, n=9) и выраженной прогрессирующей (антрациклиновая модель, n=6) хронической сердечной недостаточностью (ХСН). У крыс с компенсированной ХСН и крыс контрольной группы (n=7) длительности интервалов активация-восстановление в большинстве областей не различались. У крыс с прогрессирующей ХСН по сравнению с крысами контрольной группы длительность интервалов активация-восстановление была больше, особенно на верхушке правого желудочка (61%, p<0,05). Ремоделирование реполяризации субэпикардиального слоя желудочков при прогрессирующей ХСН заключается в неоднородном увеличении длительностей интервалов активация-восстановление, что приводит к разнонаправленному и неравномерному изменению их региональных градиентов и к увеличению их дисперсии за счет увеличения дисперсии длительности реполяризации правого желудочка (д.б.н. Харин С.Н., к.б.н. Крандычева В.В., к.б.н. Цветкова А.С., д.б.н. Шмаков Д.Н.).

С целью определения длительностей и дисперсии реполяризации интрамуральных слоев миокарда в условиях ишемии было проведено многоэлектродное картографирование интервалов активация-восстановление (ARI) в правом и левом желудочках кошек (n=18) при окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии и реперфузии. Установлено, что в субэпикардиальных, интрамуральных и субэндокардиальных слоях ишемизированной зоны желудочков происходит однородное увеличение времени активации и укорочение длительности реполяризации. В период коронарной окклюзии происходит рост дисперсии реполяризации: глобальной, апикобазальной, а также дисперсии между пограничной зоной и зоной ишемии, в то время как трансмуральная дисперсия реполяризации не изменяется. У части животных (n=4) в пограничной зоне длительность реполяризации возрастает в период острой коронарной окклюзии и последующей реперфузии, что является механизмом повышения дисперсии реполяризации и риска развития фибрилляции желудочков (ст.лаб.-иссл. Берникова О.Г., к.б.н. Седова К.А., д.б.н. Азаров Я.Э., д.б.н. Шмаков Д.Н.)(Рис.5).

Рис. 5. Изменения длительности реполяризации (ARI) в пограничной зоне с фибрилляцией и без фибрилляции желудочков сердца кошек при ишемии и реперфузии (А) и репрезентативные электрограммы с маркерами времени активации и окончания реполяризации, зарегистрированные в этих условиях (Б).

На модели активации-реполяризации желудочков сердца (на примере кролика) изучено отображение последовательности реполяризации в распределении потенциала на поверхности туловища в норме, при охлаждении, гипоксии, а также при сочетании охлаждения и гипоксии. При гипотермии инверсия распределения потенциала на поверхности туловища и Т-зубца происходит в результате инверсии апикобазального градиента длительности потенциала действия, наличие которой доказано экспериментально. Инверсия распределения потенциала на поверхности туловища происходит независимо от направления трансмурального градиента длительности потенциала действия, инверсия которого при гипотермии лишь усиливает амплитуды внесердечных потенциалов, не изменяя пространственного распределения потенциала. Гипоксия не изменяет полярность компонент-результирующего диполя реполяризации и, соответственно, распределение потенциала на поверхности туловища, длительность реполяризации при этом уменьшается, а амплитуды потенциалов возрастают (к.б.н. Артеева Н.В., д.б.н. Азаров Я.Э., ст. лаб.-иссл. Берникова О.Г., д.б.н. Шмаков Д.Н.).

Исследована пространственно-временная организация процессов активации и реполяризации желудочков сердца кроликов с экспериментальным сахарным диабетом I типа (аллоксановая модель, n=12). Показано, что средняя длительность реполяризации у кроликов с сахарным диабетом и здоровых животных не различается, однако пространственное распределение длительностей реполяризации при сахарном диабете изменяется: величина интервалов активация-восстановление в основании левого желудочка меньше, чем на его верхушке, а на свободной стенке левого желудочка меньше, чем на свободной стенке правого желудочка. По данным внутрисердечной гемодинамики, инотропные и лузитропные свойства миокарда левого желудочка больных кроликов не отличаются от соответствующих показателей здоровых животных (к.м.н. Овечкин А.О., к.б.н. Вайкшнорайте М.А., к.б.н. Седова К.А., д.б.н. Азаров Я.Э., д.б.н. Шмаков Д.Н.).

Методом пульсовой допплерометрии исследовали локальную сократимость миокарда крыс линии Вистар (n=6) в восстановительный период после кратковременной (5 мин) систолической перегрузки левого желудочка вследствие стеноза дуги аорты. После увеличения постнагрузки уменьшаются скорость смещения и степень укорочения мышечных сегментов межжелудочковой перегородки, что свидетельствует о снижении локальной сократимости миокарда. Из показателей пространственно-временной организации процесса реполяризации миокарда с параметрами системной гемодинамики связаны: средняя длительность реполяризации, дисперсия длительности реполяризации, апикобазальные градиенты длительности реполяризации (к.б.н. Крандычева В.В., к.б.н. Витязев В.А., к.б.н. Цветкова А.С., д.б.н. Харин С.Н., д.б.н. Шмаков Д.Н.).

В экспериментах на спонтанно сокращающихся полосках синусно-предсердной области мыши установлено, что цезий, блокатор активируемого гиперполяризацией тока If, оказывает наибольший отрицательный хронотропный эффект, увеличивая длительность (75%) и уменьшая скорость (59%) фазы диастолической деполяризации в концентрации 1 мМ. Цезий увеличивает длительность спайка потенциалов действия за счет удлинения фазы конечной реполяризации на 20-29%. В более высоких концентрациях (3-5 мМ) ионы цезия утрачивают свою специфичность в отношении тока If. В концентрации 8,5 мМ ионы цезия полностью подавляют спонтанную генерацию потенциалов действия клетками, работающими в режиме истинного водителя ритма. Таким образом, ионы цезия дозозависимо и обратимо влияют на длительность и скорость фазы диастолической деполяризации и длительность потенциалов действия клеток синусно-предсердной области мыши (асп. Гонотков М.А., д.б.н. Головко В.А.). (52 – Физиология нервной и висцеральной систем. Клиническая физиология.) (Рис.6.)

Рис.6. Изменение конфигурации потенциала действия синусно-предсердной области мыши (dV/dt max = 6 В/с) при действии ионов цезия в концентрации 1 и 3 мМ.

3.1.2. Тема: «Выделение, структурная характеристика и физиологическая активность пектин-белковых комплексов». №ГР 01.2.00 950823 (2009-2012 гг.). Научный руководитель академик Оводов Ю.С.

Выполненные этапы:

1) выделение из овощей, наиболее часто употребляемых жителями Севера, пектин-белковых комплексов и их характеристика: определение молекулярно-массовых показателей, количественное и качественное определение моносахаридного состава, определение содержания белка;

2) действие карбогидраз на продукцию пектин-белковых комплексов каллусными культурами;

3) получение и общая химическая характеристика полисахарид-белковых комплексов гриба Aspergillus niger;

4) физиологическая активность пектин-белковых комплексов в зависимости от содержания белка.

Основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта.

Раздел темы: «Строение пектин-белковых комплексов».

Ранее выделенные полисахаридные фракции из моркови обыкновенной Daucus carota (DS), сладкого перца Capsicum annuum (CA) и полисахаридная фракция, выделенная из редьки китайской Raphanus sativus (RSZ), исследованы методом ионообменной хроматографии на ДЕАЕ-целлюлозе (OH-форма) при последовательном элюировании 0,01, 0,1, 0,2, 0,3 и 0,4 М водными растворами NaCl. Показано, что фракция DS состоит, главным образом, из двух полисахаридов, элюируемых 0,2M NaCl (DS-2, выход 39%) и 0,3M NaCl (DS-3, выход 11%), содержащих 62% и 39% остатков галактуроновой кислоты (соответственно). Фракция RSZ состоит, преимущественно, из полисахарида, элюируемого 0,2M NaCl (RSZ-2, выход 30%), содержащего 68% остатков галактуроновой кислоты. Главная часть белка фракций DS и RSZ элюируется 0,4М NaCl. Фракция CA состоит, в основном, из полисахарида, элюируемого 0,2M NaCl (СА-2, выход 60%), содержащего 86% остатков галактуроновой кислоты и 1,8% метилэтерифицированных групп. Главная часть белка фракции СА элюируется 0,3М и 0,4М NaCl. Таким образом, все фракции гетерогенны по составу и состоят из пектиновых полисахаридов, отличающихся соотношением остатков галактуроновой кислоты и нейтральных моносахаридов.

Высокое положительное значение удельного вращения пектиновых полисахаридов (СА-2, [α]D + 208° (c 0,1, вода); DS-2, [α]D + 196° (c 0,1, вода); DS-3, [α]D + 156° (c 0,1, вода); RSZ-2, [α]D + 189° (c 0,1, вода) указывает на α-конфигурацию гликозидных связей остатков галактуроновой кислоты.

Разработанным ранее методом экстракции в условиях, имитирующих гастральные, с последующей ультрафильтрацией на мембранах с размерами пор Mw 300 кДа, из чеснока Allium sativum, редьки китайской Raphanus sativus, корней и черешков cельдерея Apium graveolens, плодов томатов Lycopersicon esculentum получены