Диссертация

В настоящей работе исследованы электрофизиологические механизмы токсического воздействия водорастворимой фракции нефти (ВРФ) и трициклических полиароматических углеводородов (фенантрена и 3-метилфенантрена) на электрическую активность сердца на уровне изолированных желудочковых кардиомиоцитов, а также на уровне токов отдельных порообразующих субъединиц ионных каналов человека в гетерологической экспрессионной системе. На модели северной наваги показано, что ВРФ существенно модифицирует электрическую активность желудочковых кардиомиоцитов. Наиболее чувствительным к воздействию ВРФ оказался быстрый калиевый ток задержанного выпрямления IKr; изменения этого тока согласуются с удлинением потенциала действия (ПД). При этом INa и IK1 были относительно устойчивы к острому воздействию ВРФ. Исследование фенантрена и 3-метилфенантрена на кардиомиоцитах наваги продемонстрировало, что оба соединения ингибируют IKr, однако 3-метилфенантрен проявляет более сильное воздействие. Наряду с влиянием на IKr установлено подавление INa, причём 3-метилфенантрен характеризовался более выраженным эффектом с изменениями параметров стационарной активации и инактивации. Таким образом, 3-метилфенантрен демонстрирует сочетанное влияние на реполяризацию и деполяризацию, приводящее к более выраженному изменению конфигурации ПД по сравнению с фенантреном или ВРФ. Важным результатом является демонстрация зависимости чувствительности кардиомиоцитов к 3-метилфенантрену от сезонной температурной акклиматизации. При зимней акклиматизации повышается чувствительность IKr к 3-метилфенантрену по сравнению с летним состоянием. Следовательно, уязвимость миокарда к действию трициклических ПАУ у эктотермных видов определяется физиологическим состоянием. При изучении субхронических эффектов выявлено, что длительное воздействие приводит к выраженным изменениям параметров ПД и ионных токов, причём характер изменений может отличаться от эффектов острой аппликации. Эти результаты указывают на принципиальную значимость режима экспозиции при оценке электрофизиологических последствий воздействия нефтяных смесей. Исследование влияния фенантрена и 3-метилфенантрена на кардиомиоциты мыши показало, что оба соединения подавляют основные реполяризующие токи, что сопровождается увеличением длительности ПД; при этом 3-метилфенантрен демонстрирует более выраженное ингибирование. Также установлено подавление INa. Дополнительно показано, что 3-метилфенантрен не уменьшает пиковую амплитуду кальциевого тока, но ускоряет его потенциал-зависимую инактивацию. На уровне человеческих порообразующих субъединиц в гетерологической экспрессионной системе установлено, что ток IhERG (субъединицы Kv11.1) чувствителен к 3-метилфенантрену. В то же время 3-метилфенантрен не изменял параметры тока IhSCN5A (субъединица Nav1.5), несмотря на выраженное подавление INa в нативных кардиомиоцитах мыши, что подчёркивает значимость клеточного окружения и ассоциированных белков. Результаты работы показывают, что трициклические ПАУ и ВРФ способны изменять электрическую активность кардиомиоцитов, причём набор чувствительных токов и выраженность эффектов зависят от природы воздействующего агента, режима воздействия, видовой принадлежности и физиологического состояния организма.