РЕГУЛЯЦИЯ ДИЛТИАЗЕМОМ БАЛАНСА ЭЛЕКТРОЛИТОВ В ТКАНЯХ СЕРДЦА И СОСУДОВ И ВЯЗКОСТИ КРОВИ КРЫС ПРИЭСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ У КРЫС

 

С. А. ГУСЕВА*, Т. Ф. ДЫМНИЧ*, А. П. ПУСТОВАЛОВ*,

А. К. РАЧКОВ*

 

I. Введение

При гипертензивных состояниях функционирование клеточных мембран и соответствующие нарушения баланса электролитов взаимосвязаны. При этом необходимо учитывать как изменения белково-липидного компонента биомембран, так и реологические свойства эритроцитов и других форменных элементов крови [3, 7, 8, 12, 13].

При гипертонической болезни и других гипертензивных состояниях необходимо исследовать величину гематокрита, агрегацию эритроцитов и их заряд, вязкость плазмы и изменения белкового состава плазмы для оценки реологических свойств крови [3, 7, 13].

Исходный реологический фон и состояние системы гемостаза определяют как особенности течения гипертонической болезни, так и эффективность гипотензивной терапии [3, 7, 8, 13]

Представляется актуальным изучение возможностей использования эффективного антигипертензивного средства дилтиазема [1, 2, 6] в регуляции нарушений баланса электролитов в тканях сердца и сосудов, вязкости крови при экспериментальной гипертензии.

 

2. Материал и методы исследования

Эксперимент проведен на 24 белых беспородных крысах-самцах массой 180-200 грамм по 6 животных в каждой серии.

Питуитриновую гипертензию у крыс вызывали внутрибрюшинным введением питуитрина из расчета 0,5 ЕД/кг массы животного 1 раз в сутки в течение 14 дней [5]. Гипертензия подтверждалась неоднократным измерением артериального давления прямым кровавым методом и гистоморфологическим исследованием почек [4]. Дилтиазем вводился на фоне гипертензии в течение последних 7 дней в суточной дозе 10,5 мг/кг массы животного. Кровь, ткани миокарда и сосудистой стенки крыс забирались под эфирным наркозом через 1 час после окончания введения лекарственного препарата.

Способы определения содержания катионов натрия, калия, кальция и магния в плазме крови, эритроцитах, тканях стенки брюшной аорты и миокарда, Na, К-АТФ-азной активности мембран эритроцитов, вязкости крови, чересстеночной разности потенциалов (ЧРП) брюшной аорты, оценки заряда эритроцитов с помощью флуоресцентного зонда 1,8 АНС (1-анилинонафталин-8-сульфонат) ранее подробно описаны [3].

Полученные данные обрабатывались методом статистического анализа на ПЭВМ с применением программ для обработки данных медико-биологических исследований "Statgrafics".

 

3. Результаты исследований

Уровень исследованных электролитов в плазме крови при питуитриновой гипертензии снижался в значительной степени (табл.1). При этом соотношения Na/K и Са/Mg практически не менялись. В эритроцитах содержание Na и K повышалось, а Са и Mg - понижалось на фоне увеличения коэффициента Mg/Са.

В стенке брюшной аорты повышалось содержание калия, в ткани миокарда - натрия и кальция. Соотношение Na/K и Са/Мg в тканях миокарда повышались, отношение Na/K в стенке брюшной аорты существенно уменьшалось.

В системе "эритроцит - плазма крови - ткани стенки брюшной аорты" повышался градиент калия и магния при снижении градиента натрия и чересстеночной разности потенциалов брюшной аорты. Нарушение баланса электролитов в эритроцитах и плазме крови происходило на фоне повышения коэффициента вязкости крови и суспензии эритроцитов.

Таблица 1

Электролитный состав плазмы крови и эритроцитов (в ммоль/л), стенки брюшной аорты и ткани сердца (в ммоль/кг), соотношение содержания катионов интактных крыс - 1, при питуитриновой гипертензии - 2, при назначении дилтиазема в суточной дозе 10,5 мг/кг интактным крысам - 3 или при питуитриновой гипертензии - 4, М+m

Ионы

Груп-пы

Плазма

Аорта

Сердце

Эритроциты

Na

1

135+2

99,8+5,4

102+4

26,1+0,1

 

2

111+4***

94,1+7,5

142+8***

42,3+0,8**

 

3

103+7**

146+5***

165+3***

17,0+0,8**

 

4

130+3oo

93+4

222+8***ooo

36,7+2,7**

K

1

4,52+0,12

17,3+1,4

31,8+2,5

122+3

 

2

4,02+0,06**

31,8+1,0***

29,6+1,4

145,1+5**

 

3

3,12+0,10***

22,1+1,3*

36,2+1,4

135+10

 

4

4,16+0,19

21,6+0,7*

65,6+1,97***ooo

130+6

Ca

1

2,61+0,08

2,24+0,16

2,30+0,26

0,54+0,02

 

2

2,18+0,08**

2,25+0,07

3,11+0,22*

0,36+0,02**

 

3

2,35+0,17

1,70+0,04*

1,66+0,06*

0,36+0,03**

 

4

0,62+0,02***

1,79+0,09*oo

4,05+0,13**oo

0,31+0,01*o

Mg

1

0,75+0,03

1,50+0,13

0,74+0,08

3,34+0,08

 

2

0,57+0,02***

1,68+0,07

0,58+0,03

3,02+0,11*

 

3

0,47+0,09*

1,20+0,12

0,49+0,02*

3,55+0,32

 

4

0,17+0,02**ooo

0,65+?0,04**oo

0,69+0,03

2,01+0,11*o

Na/K

1

29,9

5,77

3,21

K/Na

4,67

 

2

27,6

2,95***

4,79*

 

3,42

 

3

33,0

6,60*

4,55**

 

7,94***

 

4

31,3

4,29*ooo

3,38o

 

3,54*ooo

Ca/Mg

1

3,48

1,49

3,11

Mg/Ca

6,19

 

2

3,82

1,33

5,36**

 

8,38**

 

3

5,00**

1,45

3,38

 

9,86***

 

4

3,64oo

2,75**ooo

5,86**ooo

 

6,48oo

Naплазм. /Naэритр.

(1) 5,17

Kэритр. /Kплазм.

27,0

 

(2) 2,62***

 

36,1**

 

(3) 6,05*

 

43,3***

 

(4) 3,54**ooo

 

31,3oo

Caплазм. /Caэритр.

(1) 4,83

Mgэритр./Mgплазм.

1,78

 

(2) 6,05*

 

5,29***

 

(3) 6,52*

 

7,55***

 

(4) 2,0***ooo

 

11,8***oo

Naплазм. /Naаорт.

(1) 1,35

Kаорт./Kплазм.

3,87

 

(2) 1,17

 

7,91***

 

(3) 0,7*

 

7,08***

 

(4) 1,40ooo

 

5,19**oo

Caплазм. /Сaаорт.

(1) 1,16

Mgаорт./Mgплазм.

1,97

 

(2) 0,96

 

2,94**

 

(3) 1,35

 

2,55*

 

(4) 1,63*

 

3,82**oo

Примечания: к табл. 1, 2 и 3:

*, **, *** - достоверные различия с интактными животными соответственно при p<0,05, p<0,01, p<0,001.

o, oo, ooo - достоверные различия с серией крыс при питуитриновой гипертензии соответственно при p<0,05, p<0,01, p<0,001.

 

Уровень калия и кальция в плазме крови коррелирует с содержанием натрия и магния в стенке брюшной аорты, а уровень калия в эритроцитах - с концентрацией кальция в тканях сосудистой стенки. В тканях сердца изменение уровня натрия и калия соотносится с содержанием калия и кальция в эритроцитах (коэффициент корреляции составлял от -0,88 до +0,94).

У контрольных животных дилтиазем понижал в плазме крови уровень натрия, калия, магния, но не кальция на фоне повышения соотношения Ca/Mg. В эритроцитах уменьшалось содержание натрия и кальция при увеличении отношения K/Na и Mg/Ca.

В тканях стенки брюшной аорты и сердца повышалось содержание натрия, калия и значение величины Na/К на фоне падения уровня кальция. Коэффициент вязкости крови при назначении дилтиазема (табл. 2) повышался при некотором увеличении гематокрита, вязкости плазмы и эритроцитов.

 

Таблица 2

Коэффициент вязкости (в мПа×с) крови, плазмы крови, суспензии эритроцитов и их мембран интактных крыс - 1, при питуитриновой гипертензии - 2, при назначении дилтиазема в суточной дозе 10,5 мг/кг интактным крысам - 3 или

при питуитриновой гипертензии - 4, М+m

Группа

Кровь

Плазма

Эритроциты

Мембраны

1

4,53+0,08

1,57+0,03

3,61+0,05

0,96+0,01

2

5,38+0,05***

1,59+0,02

4,22+0,11***

0,93+0,01

3

5,85+0,06***

1,66+0,01*

3,92+0,09*

1,01+0,03

4

5,05+0,10**

1,79+0,02**oo

4,32+0,11***

0,99+0,01oo

 

Курсовое введение дилтиазема при экспериментальной гипертензии приводит к нормализации содержания Na и K, но не Са и Mg в плазме крови. В тканях аорты восстанавливался уровень Na при повышении содержания K и сниженном Са и Mg. В стенке аорты остается пониженным отношение Na/K, повышенным - Са/Mg. В тканях сердца дилтиазем способствовал еще большему повышению количества Na, K, Са, нормализуя содержание Mg. В эритроцитах падает уровень Са и Mg при нормализации содержания К и росте количества Na. Препарат восстанавливал в миокарде отношение Са/Mg при понижении соотношения Na/K.

Дилтиазем не нормализовал вязкость крови, плазмы и эритроцитов, чересстеночную разность потенциалов брюшной аорты. Препарат несколько восстанавливал Na, K-АТФ-азную активность мембран эритроцитов (табл. 3).

Таблица 3

Величина гематокрита (в %), активность Na, K-АТФ-азы

(в нмоль ортофосфата на 1 мг белка в час), чересстеночная разность потенциалов (ЧРП) (в мВ) брюшной аорты интактных крыс - 1, при питуитриновой гипертензии - 2, при назначении дилтиазема в суточной дозе 10,5 мг/кг интактным крысам - 3 или при питуитриновой гипертензии - 4, М+m

Группа

Гематокрит

Активность

Na, K-АТФ-азы

ЧРП

1

44+0,2

508+28

-3,0+0,2

2

45+1

380+18**

-2,7+0,1

3

48+1**

451+22

-3,5+0,1*

4

45+0,4*

434+14*?

-2,9+0,2

 

При введении дилтиазема гипертензивным крысам отмечалась высокая степень корреляции между уровнем натрия в плазме, тканях брюшной аорты и миокарда, уровнем магния в плазме крови и тканях сердца, содержанием кальция в эритроцитах и стенке брюшной аорты.

 

3. Заключение

Экспериментальная питуитриновая гипертензия у крыс вызывает нарушение баланса электролитов в системе "эритроцит - плазма крови - стенка брюшной аорты" на фоне падения Na, K-АТФ-азной активности мембран эритроцитов. Сходные изменения были ранее обнаружены у животных с другими моделями гипертензии [3, 4, 5, 13].

Дисбаланс катионов в плазме крови и эритроцитах происходит на фоне повышения вязкостей крови и суспензии эритроцитов. В основе повышения вязкости крови и ухудшения реологических свойств эритроцитов лежит нарушение структуры биологических мембран, что подтверждается результатами других исследований [3, 7, 8, 11, 13]. Полученные экспериментальные данные дают основание полагать о снижении свободной энергии системы "эритроцит - плазма - сосудистая стенка" при питуитриновой гипертензии.

Назначение дилтиазема крысам на фоне питуитриновой гипертензии корригирует уровень натрия и калия в системе "эритроцит - плазма - стенка брюшной аорты" и в тканях сердца с повышением их свободной энергии dSi, улучшая реологические свойства эритроцитов. Активность Na, К-АТФ-азы мембран эритроцитов остается ниже ее значения у интактных животных, но выше, чем при питуитриновой гипертензии, за счет чего, скорее всего, снижается уровень натрия без увеличения соотношения К/Na в эритроцитах, что может быть связано с повышением пассивного перехода ионов калия через мембрану эритроцита.

Результаты работы дают основание предложить дилтиазем для регуляции баланса электролитов в тканях сердца и сосудов при экспериментальной гипертензии у крыс.

 

Литература

1. Буканова Ю.В., Солнцева Е.И. Антагонист кальциевых каналов дилтиазем эффективно блокирует два типа калиевых каналов нейрональной мембраны // Бюлл. эксперим. биол. и медицины.- 1997.- Т. 124, N 9.- С. 271-274.

2. Закиров У.Б.,Яфасов К.М., Каипов А.А. Современное состояние проблемы клинического применения антагонистов кальция // Кардиология.- 1998.- Т. 38, N 1.- С. 50-54.

3. Пустовалов А.П., Петров В.К. Термодинамические аспекты транспорта электролитов в реализации фармакологических эффектов // Деп. в ВИНИТИ 26.03.97, N 924-В97.- 380 с.

4. Рачков А.К., Пашуков Н.Е. Влияние сосудорасширяющих препаратов на АТФ-азную активность мембран эритроцитов кроликов с экспериментальной сосудистой патологией // Фармакология и токсикология.- 1985.- N 3.- С. 58-61.

5. Семенченко М.В. Изменения активности кининовой системы крови при введении викасола в условиях питуитриновой гипертензии // Современные аспекты экспериментальной и клинической фармакотерапии: Сб. научн.тр. / Под ред. В.Г. Макаровой; Рязанский государ. мед. ун-т им И.П. Павлова.- Рязань: Изд-во РГМУ, 1995.- С. 45-48.

6. Сидоренко Б.А., Преображенский Д.В. Антагонисты кальция.- М.: Информатик, 1997.- 176 с.

7. Синдром повышенной вязкости крови у крыс линии SHR: анализ адекватной модели / М.Б. Плотников, О.И. Алиев, А.А. Колтунов, М.Ю. Маслов // Бюлл. эксперим. биол. и медицины.- 1998.- Т. 126, N 8.- С. 150-151.

8. Спонтанная гипертензия крыс: особенности экспрессии белков мембраны эритроцитов у гибридов второго поколения F2 (SHRхWKY) / А.Ю. Купреева, А.Ю. Постнов, В.П. Иванов и др. // Кардиология.- 1999.- Т. 39, ¹ 4.- С. 54-58.

9. Breitwieser G.E. Mechanisms of K+-channel regulation // J. Membrane Biol.- 1996.- Vol. 152, ¹ 1.- P. 1-11.

10. Carafоli E., Garcia-Martin E., Guerini D. The plasms membrane calcium pump: Recent perspectivs // Experientia.- 1996.- Vol. 52, ¹ 12.- P.1091-1100.

11. Colasky Thomas J. Antarrythmic drug binding sites in cardiac K+-channels // Circ. Res.- 1996.- Vol. 78, ¹ 6.- P. 1115-1116.

12. Effect of divalent cations and heavy metals on ion channels of Arbidopsis thaliana / R. Colombo, R. Cerana, G. Camattari, L. Gioromini // J. Exp. Bot.- 1996.- Vol. 47, Suppl.- P. 1.

13. Vazquez Carmen M., Zanetti Rosana, Ruiz-Gutierrez Valentina. Lipid composition and fluidity in the jejunal brushborber membrane of spontaneously hypertensive rats. Effects on activities of membrane-bound proteins // Biosci. Repts.- 1996.- Vol. 16, ¹ 3.- P. 217-226.

 

 

DILTIAZEM REGULATION OF AN ELECTROLYTES BALANCE IN CARDIOVASCULAR TISSUES and REOLOGIC PROPERTIES

OF BLOOD DURING EXPERIMENTAL HYPERTENSION IN RATS

 

S. A. GUSEVA, T. F. DYMNICH, A. P. PUSTOVALOV,

A. K. RACHKOV

 

Summary

In experiments on hypertensive rats it was shown that administration of diltiazem in doze of 10,5 mg/kg for 7 days corrected in an electrolyte balance in tissues of the heart and aorta wall, rheologic properties of blood, ATPase activity, transmural difference of the abdominal aorta potentials.

Diltiazem corrected the changes of potassium and sodium in the system erythrocyte-plasma-abdominal aorta wall, rheologic properties of erythrocytes.

Рачков Андрей Константинович в 1974 году окончил лечебный факультет Рязанского медицинского института им. акад. И.П. Павлова. В течение 18 лет работал на кафедре фармакологии этого же института. В 1978 году защитил кандидатскую, а в 1989 - докторскую диссертацию. В настоящее время работает в должности профессора кафедры медико-биологических дисциплин медицинского факультета ТулГУ, профессора кафедры апитерапии Академии пчеловодства (г. Рыбное Рязанской обл.), профессора НИИ фармации (г. Москва). Читает курсы лекций по фармакологии, фармакотерапии, клинической фармакологии и апитерапии. Область научных интересов - в изучении путей медикаментозной регуляции обменных нарушений тканей сосудистой патологии, в создании новых лекарственных препаратов на основе биологически активных продуктов пчеловодства и лекарственных растений. Профессор подготовил 3 докторов и 8 кандидатов медицинских, биологических и технических наук, опубликовал более 230 научных работ в местной и центральной печати, издал 5 монографий.

 

Гусева С.А., Дымнич Т.Ф., Пустовалов А.П. см. "ВНМТ", 2000, Т. VII, N 1