Лекарственные средства, преимущественно влияющие на функциональную активность пуринергической системы
Строение синапсов метасимпатической нервной системы на современном этапе окончательно не изучено. Однако известно, что в качестве нейромедиаторов в них могут выступать различные биологически активные вещества (моноамины, пептиды, модулирующие аминокислоты и т.д.). Одними из наиболее изученных нейромедиаторов метасимпатической нервной системы являются АТФ и аденозин, которые объединяются под общим названием - «пуринергические нейромедиаторы», и следовательно, синапсы, в которых они являются передатчиком, - «пуринергические». Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что пуринергические рецепторы представлены не только на периферии, но и в ЦНС.
В настоящее время функциональная роль Р2-пуринорецепторов до конца не ясна. Вместе с тем имеются данные о том, что они могут располагаться на пресинаптической мембране холино- и адренорецепторов и выполнять роль нейромодулятора, т.е. каким-либо образом регулировать скорость высвобождения ацетилхолина и/или катехоламинов, например норадреналина.
Классификация
В клинической практике количество лекарственных средств, реализующих свои фармакологические эффекты путем взаимодействия с пуринергическими рецепторами, не велико. Их возможная классификация приведена ниже.
1. Лекарственные средства, преимущественно неизбирательно стимулирующие Р1-пуринергические рецепторы, - неселективные Р1-аденозиномиметики: аденозин, инозин.
2. Лекарственные средства, преимущественно стимулирующиеР2-пуринегические рецепторы, - Р2-аденозиномиметики: аденозинтрифосфат - АТФ, аденозинмонофосфат - АМФ.
3. Лекарственные средства, опосредованно стимулирующие Р1-пуринергические рецепторы, - непрямые Р1-аденозиномиметики: дипиридамол
4. Лекарственные средства, избирательно блокирующие А1-пу-ринергические рецепторы, - селективные А1-аденозинолитики: кофеин, теофиллин
Пуринорецепторы и адренорецепторы имеют сходные внутриклеточные пути, поэтому возможен и второй путь увеличения сократимости миокарда при совместном влиянии изопротеренола и 2-метилтиоАТФ. Для Р2У1-и Р2У11 - рецепторов сердца активными являются только пуриновые соединения и 2-метилтиоАТФ в ряду эффективности агонистов стоит на втором месте. Следовательно, при совместном влиянии выбранных агонистов происходит активация ?-адренорецепторов и Р2У - рецепторов, которые являются метаботропными рецепторами и имеют общий механизм внутриклеточной регуляции с участием цАМФ.
Роль этого вторичного посредника при взаимодействии классического нейромедиатора норадреналина с ?–адренорецепторами считается общепризнанной. Данные о модулирующем влиянии АТФ на уровень внутриклеточного цАМФ в сердечных клетках, долгое время были весьма противоречивыми. Повторные изучения эффектов пуринергических агонистов в желудочках у крысят показали увеличение уровня цАМФ при активации Р2У 11-рецепторов (M. Puceat et al., 1998; J. Balogh et al., 2005). И АТФ и изопротеренол увеличивают уровень цАМФ в кардиомиоцитах. Однако, в кардиомиоцитах крысы пуринергическая и бета-адренергическая стимуляция активируют разные изоформы циклазы. Для пуринергической стимуляции специфической мишенью является аденилатциклаза V, а бета-адренергической стимуляции аденилатциклаза других изоформ (M. Puceat et al., 1998). Следовательно, изопротеренол и АТФ активируют одинаковый каскад внутриклеточных биохимических реакций, но осуществляются они через разные мембранные ферменты. Также при взаимодействии АТФ с Р2У1,2,3,4,6-рецепторами происходит активация основного внутриклеточного сигнального пути с участием фосфолипазы С, которая гидролизует фосфоинозитиды с образованием инозитолтрифосфата и диацилглицерола, что приводит к увеличению концентрации кальция в цитозоле и сократимости миокарда. Подтверждением возможного участия Р2У1-рецепторов в реализации наблюдаемого эффекта является увеличение экспрессии этого подтипа рецепторов в онтогенезе.
Таким образом, в раннем постнатальном онтогенезе, влияния АТФ на эффекты основных медиаторов определяются активностью симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на сердце, функциональной активностью адрено-, холинорецепторов, пуриноцепторов и этапами биологического созревания организма.
Внутривенное введение АТФ в концентрации 10-6-10-4М вызывает увеличение частоты сердечных сокращений без изменения ударного объема крови у 14-, 21-, 56- и 100-суточных крыс.
Стойкий аналог АТФ ?,?-метилен АТФ увеличивает ЧСС в концентрациях 10-10М у 14 -суточных крысятам, 10-7М у 21- и 56-суточных и 10-4М – у 100- суточных.
Неселективный антагонист Р2-пуринорецепторов сурамин предотвращает положительный хронотропный эффект АТФ и ?,?-метилен АТФ у крыс всех возрастных групп, что обусловлено активацией Р2-пуриноцепторов.
При введении селективного антагониста Р2У-пуринорецепторов реактива голубого-2 сохраняется положительный хронотропный эффект АТФ и ?,?-метилен АТФ у крыс всех возрастов, что указывает на активацию Р2Х-пуринорцепторов сердца.
Селективный агонист Р2Х1-пуринорецепторов ?,?-метилен АТФ приводит к развитию положительного хронотропного эффекта у 14-суточных крысят в концентрации 10-13М, 21-суточных в концентрации 10-11М, у 56- и 100-, суточных крыс в концентрации 10-8М. Селективный антагонист этих рецепторов TNР-АТР устраняет положительный хронотропный эффект пуринов у крыс всех возрастных групп что свидетельствует об участии Р2Х1-пуриноцепторов сердца.
Совместное введение ?,?-метилен АТФ и норадреналина уменьшает хронотропный ответ у 21- и 100-суточных крыс и увеличивает его у 14- и 56- суточных животных по сравнению с введением норадреналина.
Совместное введение ацетилхолина и ?,?-метилен АТФ уменьшает отрицательный хронотропный ответ у 21-суточных крыс и усиливает у 100-суточных крыс по сравнению с введением ацетилхолина.
АТФ в концентрации 10-7М увеличивает сократимость желудочков у 14-, 21-суточных крысят, а в концентрации 10-6М у 56-и 100-суточных крыс. Длительность сокращения желудочков уменьшалась у 21-и 56-суточных крысят.
Антагонист Р1-рецепторов 8-фенилтеофеллин устраняет отрицательный инотропный эффект, вызванный большими концентрациями АТФ у крыс 21-,56- и 100-суточного возраста.
Стойкий аналог АТФ - 2-метилтио-АТФ оказывает дозозависимое увеличение сократимости предсердий и желудочков у 14-суточных в концентрации 10-8М, у 21-суточных - 10-7М и 56-суточных - 10-9М.
При блокаде Р2Y-рецепторов реактивом голубым-2 добавление 2-метилтио-АТФ сохраняет положительный инотропный эффект у крыс всех возрастных групп, что указывает на активацию Р2Х-рецепторов сердца. У 21-суточных крысят сила сокращения предсердий и общая длительность сокращения на 2-метилтио-АТФ выше, чем у 100-суточных, что указывает на разную функциональную активность Р2Х-рецепторов на разных этапах онтогенеза.
При блокаде Р2Х-рецепторов РРАDS положительный инотропный эффект сохраняется в миокарде желудочков только у крыс 100-суточного возраста.
Селективный агонист Р2Х1-рецепторов ?,?-метиленАТФ вызывает концентрационно-зависимый положительный инотропный эффект миокарда предсердий и желудочков у 14-и 21-суточных крыс в концентрации 10-12М, у 56-суточных - 10-11М и 100-суточных - 10-10М. Блокатор Р2Х-рецепторов TNР-АТР устраняет положительный инотропный эффект у крыс всех возрастных групп, что подтверждает участие Р2Х1-рецепторов.
14. Агонист ?-адренорецепторов изопротеренол оказывает дозозависимое увеличение сократимости миокарда у 14-суточных крыс в концентрации 10-3М, 21-суточных в концентрации 10-12М, у 56-суточных – 10-11М, у 100-суточных – 10-6М. Реакция ?-адренорецепторов в сократимости миокарда предсердий от 21- к 100-суточному возрасту снижается, а в желудочках повышается.
15. У 21-суточных крысят 2-метилтио-АТФ снижает отрицательный эффект карбахолина на сократимость миокарда и усиливает его эффект у 14-суточных крыс. Карбахолин ингибирует положительный инотропный эффект 2-метилтио-АТФ во всех возрастных группах.
16. У 21- и 56- суточных крысят совместное действие изопротеренола и 2-метилтио-АТФ приводит к развитию однонаправленного, дополняющего друг друга эффекта в увеличении сократимости миокарда. Положительный инотропный эффект совместного влияния агонистов превышает влияние одного изопротеренола в контроле.
Аденилатциклазная система и система обмена фосфоинозитидов и Са2+являются основными сигнальными системами, имеющимися практически во всех клетках животных и растений. Функционирование этих путей передачи сигналов взаимосвязано. цАМФ модулирует многие функции макрофагов, такие как освобождение цитокинов, функционирование белков цитоскелета и ионных каналов, фагоцитоз иммунных комплексов. С использованием флуоресцентного Са2+-зонда Fura-2 исследовано влияние агентов, повышающих внутриклеточную концентрацию цАМФ на Са2+-сигналы в перитонеальных макрофагах при их стимуляции АТФ, УТФ, тапсигаргином и циклопьязониковой кислотой. Показано, что форсколин (активатор аденилатциклазы), теофиллин (ингибитор фосфодиэстеразы цАМФ) и простагландин Е2 существенно уменьшают фазу мобилизации Са2+ из депо, и практически полностью подавляют вход Са2+, индуцированные АТФ или УТФ. Эти соединения уменьшают освобождение Са2+ из депо и практически полностью подавляют депо-зависимый вход Са2+, вызванные тапсигаргином или циклопьязониковой кислотой. Таким образом, агенты, повышающие внутриклеточную концентрацию цАМФ и активирующие протеинкиназу А, значительно подавляют мобилизацию Са2+ из депо и вход Са2+, вызванные пуринергическими агонистами и ингибиторами эндоплазматических Са2+-АТФаз в перитонеальных макрофагах крысы. В перитонеальных макрофагах, как и в других клетках крови (тромбоцитах, лимфоцитах), наблюдается антагонизм в действии факторов, активирующих аденилатциклазную и фосфоинозитидную системы. Подавление мобилизации Са2+ из депо может быть связано с ингибированием фосфолипазы С и уменьшением продукции IР3. Другой причиной подавления освобождения Са2+ из тапсигаргин-чувствительных Са2+-депо может быть фосфорилирование IР3 рецептора протеинкиназой А. Повышение концентрации цАМФ и активация протеиикиназы А приводит к блокированию депо-зависимого входа Са2+ в макрофаги, вызванного тапсигаргином или циклопьязониковой кислотой. Особенно быстро и эффективно форсколин, теофиллин и простагландин Е2 подавляют уже развившийся депо-зависимый вход Са2+. Это согласуется с данными о том, что в невозбудимых клетках аденилатциклаза пространственно и функционально колокализована с депо-зависимыми каналами входа Са2+. Следует также учитывать структурное сходство депо-зависимых trp-каналов, выделенных из Drosophila, и потенциал-зависимых Са2+-каналов. А как известно, потенциал-зависимые Са2+-каналы в разных объектах эффективно модулируются протеинкиназой А.