Диссертация

В работе впервые изучены механизмы комплексного влияния на разные звенья ишемического каскада феномена ишемического прекондиционирования и механизмы действия пептида Семакс – фрагмента адренокортикотропного гормона 4-7, стабилизированного последовательностью аминокислот PGP. Механизмы отсроченной фазы прекондиционирования изучали на модели ишемического инсульта, механизмы действия Семакса – на моделях ишемии и ишемии-реперфузии миокарда крыс. Комплексный подход с использованием физиологических, морфологических, молекулярно-биологических, биохимических методов позволил установить ключевую роль митохондриального пула К+АТФ-каналов в развитии отсроченной фазы феномена ишемического прекондиционировния. Впервые показано, что активация К+АТФ-каналов приводит к почти двукратному снижению плотности К+АТФ-каналов и увеличению плотности цитохром-с оксидазы на внутренней мембране митохондрий; плотность ферментов, синтезирующих NO, как и сукцинатдегидрогеназы, не изменяется. Такая структурная перестройка приводит к снижению продукции NO и уровня нитрозилирования белков в головном мозге крыс. Анализ собственных результатов и результатов литературы позволил создать аналитическую непротиворечивую схему реализации защитных механизмов прекондиционирования, суммарный эффект которых направлен на подавление активности NO-эргической системы в митохондриях и на повышение чувствительности и мест связывания кислорода в условиях ишемии. В крови изменение концентрации NO и его метаболитов скорее отражают системные процессы во время развития ишемии, чем события в головном мозге. Получены оригинальные данные, указывающие на то, что изменения в митохондриях приводят к уменьшению размера поражения при ишемическом инсульте за счет увеличения выживаемости нейронов без влияния на глиоз. В комплексных исследованиях на модели ишемии и ишемии-реперфузии миокарда крыс впервые описан новый механизм действия Семакса – через сдерживание повышения концентрации норадреналина и нитритов и нитратов в крови инфарктных крыс. Показано, что через 2,5 часа от начала ишемии нет признаков необратимого повреждения кардиомиоцитов и функция сердца не нарушена. В этот срок на ультраструктурном уровне выявляются начальные изменения митохондрий, характерные для метаболических нарушений, и изменения хроматина, характерные для начальных стадий апоптоза. Впервые обнаружено, что Семакс оказывает кардиопротекторное действие на выживший после ишемии или ишемии-реперфузии миокард, но не влияет на размер некроза или на величину рубца. Эффект выражается в уменьшении уровня апоптоза во всех отделах сердца в острый срок и в уменьшении гипертрофии кардиомиоцитов в отставленный срок развития инфаркта миокарда. Впервые установлено, что основное действие Семакса заключается в его влиянии на состояние митохондрий и сократительного аппарата клеток. Электронно-микроскопическое исследование показало, что Семакс препятствует развитию нарушений митохондрий и ядер в острый период, сохраняет соотношение объемных плотностей миофибрилл и митохондрий на уровне близком к интактному контролю на стадии формирования рубца и влияет на число межмитохондриальных контактов, отражающих уровень функциональной нагрузки на кардиомиоциты. Впервые показано, что у животных, получавших Семакс, через трое суток после инфаркта в покое под наркозом снижены ЧСС, диастолическое давление в левом желудочке, а у животных с реперфузией – и индексы сократимости и расслабления. Сердце таких животных эффективнее отвечает на функциональную нагрузку инфузией агониста β1-адренорецепторов добутамина за счет увеличения силы сокращения на единицу здоровой ткани и большей реакции изменения ЧСС. Таким образом, выявлены общие закономерности, характерные для реализации кардио- и нейропротекторного эффектов, запущенных предварительным ишемическим прекондиционированием и влиянием пептида Семакс на развитие ишемии/реперфузии. Эти общие черты связаны с изменением структуры и функционирования энергетической фабрики клеток – митохондрий, обеспечивающих энергетическую устойчивость клеток к ишемии.