Научная Сеть >> Изучение отрицательного хронотропного действия нового отечественного антиаритмического препарата III класса нибентана в предсердиях млекопитающих в условиях in vitro и in vivo

Наука >> Медицина >> Фармакология | Обзорные статьи

Изучение отрицательного хронотропного действия нового отечественного антиаритмического препарата III класса нибентана в предсердиях млекопитающих в условиях in vitro и in vivo

Федоров В.В., Шарифов О.Ф., Розенштраух Л.В., Виноградова Т.М., Обрезчикова М.Н., Белошапко Г.Г., Юшманова А.В.

Лаборатория электрофизиологии сердца Института экспериментальной кардиологии Российского кардиологического научно-производственного комплекса Минздрава Российской Федерации, Москва

Содержание В начало...

Известно, что антиаритмические препараты III класса по классификации E. Vaughan-Williams [1, 2] оказывают отрицательное хронотропное действие, природа которого до конца не изучена [3-5]. Считается, что замедление ритма под влиянием этих антиаритмических препаратов происходит за счет увеличения длительности потенциала действия клеток синусового узла вследствие подавления калиевого тока задержанного выпрямления - I_K [6-8]. Вместе с тем, как недавно показано в клетках предсердий млекопитающих, некоторые препараты III класса, такие как соталол, MS-551, E-4031, амбазилид, оказывают антихолинергическое действие, подавляя выходящий активируемый ацетилхолином калиевый ток I_K.ACh через блокаду M₂-холинорецепторов и/или непосредственно K⁺-канала [9, 10]. Таким образом, можно предположить, что на фоне повышенного вагусного тонуса замедление синусового ритма под влиянием антиаритмических препаратов III класса не будет происходить или будет ослаблено в результате антихолинергического компонента их действия.

Одним из новых антиаритмических препаратов III класса является отечественный препарат нибентан [11]; он увеличивает длительность потенциалов действия кардиомиоцитов [12, 13] за счет уменьшения калие-вого тока задержанного выпрямления I_K [14]. Экспериментальные данные показывают, что нибентан, как и другие антиаритмические препараты III класса, обладает отрицательным хронотропным эффектом [12]. При внутривенном введении (0,125-0,500 мг/кг) нибентана в клинических условиях наблюдали снижение частоты синусового ритма; в некоторых случаях отмечены выраженная синусовая брадикардия, а также миграция водителя ритма [15, 16]. В то же время недавно нами было показано, что в предсердиях млекопитающих нибентан оказывает и антихолинергическое действие [17].

Цель настоящей работы состояла в исследовании возможных механизмов хронотропного действия нибентана, типичного представителя препаратов III класса. В экспериментах in vitro изучали дозозависимое влияние нибентана на параметры потенциалов действия клеток синусового узла кролика в контроле и в условиях холинергической стимуляции карбахолом; в экспериментах in vivo методом картирования изучали влияние нибентана на замедление ритма и локализацию водителя ритма у наркотизированных собак в контроле и во время стимуляции блуждающих нервов.

Методика исследования

Опыты на изолированном правом предсердии кролика

Объект исследования. Кроликов массой 2-4 кг наркотизировали с помощью уретана (1,5 г/кг). Сердца быстро извлекали и помещали в оксигенированный раствор Тироде для последующей препаровки. Препарат, включающий синусовый узел, основания верхней и нижней полых вен, межвенную область, пограничный гребешок, часть правого ушка и межпредсердной перегородки, помещали в экспериментальную камеру (объем 11 мл) эндокардиальной поверхностью вверх и суперфузировали со скоростью 17 мл/мин при 36?С раствором Тироде следующего состава (в мМ): NaCl - 130; KCl - 4; CaCl₂ - 1,8; MgCl₂ - 1; NaHCO₃ - 24; NaH₂PO₄- 1,2; глюкоза - 5,6. Перфузионный раствор оксигенировали смесью (95% O₂ и 5% СO₂),pH 7,35 0,05.

До начала эксперимента препарат в течение 60-90 мин адаптировали в перфузионной камере. Этого времени было достаточно, чтобы стабилизировался спонтанный ритм препарата.

Одновременно определяли мембранный потенциал клетки синусового узла и биполярную электрограмму от пограничного гребешка в области верхней полой вены. Потенциалы действия регистрировали с помощью стеклянных микроэлектродов, заполненных 3М KCl (сопротивление электрода 10-40 МОм). Потенциалы усиливали микроэлектродным усилителем фирмы WPI (модель 701). Все регистрируемые параметры записывали на магнитографе (фирма "Hewlett Packard", США, модель 3964А), контроль записи производили с помощью осциллографа ("Tektronix-5113"). Запись переводили в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (12 бит) с частотой квантования 5 кГц на канал. Программа обработки автоматически определяла следующие параметры потенциала действия: интервал между двумя последовательными импульсами (период), максимальный диастолический потенциал (МДП), амплитуду потенциала действия (АПД), максимальную производную фронта потенциала действия (dV/dt), длительность потенциала действия на уровне 50% реполяризации (ДПД₅₀), длительность потенциала действия на уровне 90% реполяризации (ДПД₉₀). Скорость медленной диастолической деполяризации (МДД) измеряли в течение первых 100 мс от максимального диастолического потенциала [8]. Время активации исследуемых клеток определяли как момент, в который мембранный потенциал достигает середины между максимальным диастолическим потенциалом и вершиной потенциала действия, начало активации предсердий - как момент максимального значения сигнала на биполярной электрограмме [18].

Протокол. В I серии экспериментов нибентан добавляли в перфузионный раствор в концентрациях 0,023 мкМ/л (n=8), 0,23 мкМ/л (n=5) и 2,3 мкМ/л (n=5). Препарат перфузировали каждой концентрацией нибентана не менее 20 мин. Наши предварительные эксперименты показали, что за это время достигается стабильное действие нибентана на параметры потенциала действия.

Во II серии (n=5) препарат сначала перфузировали раствором, содержащим карбахол (негидролизуемый аналог ацетилхолина), в концентрации 0,03 мкМ/л в течение 15 мин (этого времени было достаточно для наступления стабильного эффекта карбахола), после чего в перфузионный раствор, содержащий карбахол, добавляли нибентан в концентрации 0,023 мкМ/л, затем 0,23 мкМ/л и препарат перфузировали этим раствором в течение 20 мин. Во время воздействия нибентана в концентрации 0,23 мкМ/л микроэлектродные записи не проводили.

Опыты на собаках in vivo

Объект исследования. Здоровых беспородных взрослых собак массой 14-25 кг (n=10), которым первоначально проводили премедикацию калипсолом (12 мг/кг, внутримышечно), анестезировали нембуталом (30 мг/кг, внутривенно). Дополнительное количество нембутала вводили по мере необходимости для поддержания анестезии. После каждого введения нембутала в течение 15 мин измерения не проводили. Животных интубировали и переводили на искусственное дыхание с помощью дыхательного аппарата Harvard. Одну из бедренных вен катетеризировали для внутривенных инфузий, бедренную артерию - для измерения АД. Температуру тела поддерживали постоянной 37-38?С. Оба шейных блуждающих нерва перевязывали лигатурами и перерезали. Ниже места разреза в центр каждого блуждающего нерва с помощью игл вводили стимулирующие биполярные электроды (стальные проволочки в тефлоновой изоляции). При этом межэлектродное расстояние составляло примерно 1-2 см. После срединной стернотомии и удаления перикарда для регистрации эпикардиальных внеклеточных потенциалов прикрепляли многоэлектродные матрицы на заднюю стенку правого предсердия, заднюю стенку левого предсердия и на передние поверхности обоих предсердий (sinus transversus).

АД регистрировали с помощью "Mingoghaph-34" (фирма "Siemens-Elema AB", Швеция). Всем животным для блокады $\beta$адренорецепторов вводили пропранолол в начальной дозе 0,5 мг/кг, затем каждые 2 ч дополнительно вводили по 0,25 мг/кг. Для исследования возможного ваголитического эффекта нибентана до и после введения препарата оценивали реакцию синусового ритма на раздражение вагуса при разной частоте стимуляции.

Электроды, система картирования. Для регистрации эпикардиальных внеклеточных потенциалов использовали набор из трех гибких матриц (224 униполярных серебряных электрода; пространственное разрешение 3-5 мм), покрывающих практически всю эпикардиальную поверхность обоих предсердий. Сигналы от 224 электродов регистрировали и анализировали с помощью компьютеризированной системы картирования, созданной в лаборатории электрофизиологии сердца, в комплексе с микрокомпьютером типа IBM/ AT (здесь - P5-90, "GateWay-2000"). Диапазон частот усилителей, использованных в установке для регистрации электрограмм - 0,05-500 Гц. После усиления и коммутации сигналы поступали на вход 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя с частотой квантования 1 кГц/канал. Оцифрованные электрограммы записывались во внешний циклический буфер памяти емкостью 16 Мбайт, способный содержать записи, сделанные за последние 16 с. Описание одной из версий установки приведено ранее в работе [19].

Протокол. Эксперименты начинали с определения зависимости замедления синусового ритма от частоты вагусной стимуляции. Одновременную стимуляцию правого и левого вагуса проводили с помощью стимулятора Harvard (фирма "Harvard Apparatus Ltd.," Англия) прямоугольными импульсами длительностью 100 мкс и амплитудой 5 В. Блуждающие нервы стимулировали в течение 30 с с частотами от 2 до 12 Гц, с 30-секундным интервалом покоя между стимуляцией каждой частотой. Предсердный ритм определяли в течение последних 10 с каждого стимуляционного периода.

Нибентан вводили внутривенно в течение 3 мин. Начальная доза нибентана составляла 0,063 мг/кг, затем с интервалом 60 мин последовательно вводили еще две дозы: 0,063 и 0,125 мг/кг. Таким образом, суммарные дозы нибентана составляли 0,063, 0,125 и 0,25 мг/кг. Действие нибентана на сердечный ритм достигало максимума через 10 мин после окончания введения, что согласуется с результатами предыдущих исследований [12, 15]. На фоне максимального действия каждой дозы нибентана повторяли измерение зависимости замедления синусового ритма от частоты вагусной стимуляции. Электрограммы записывали до и после введения нибентана, затем после обработки данных строили изохронные карты активации предсердий.

Анализ полученных данных

Все величины, указанные в работе, представлены как средние значения, их ошибки - как стандартные ошибки среднего. Достоверность различия для частотно- и дозозависимых изменений определяли с помощью анализа для вариаций ANOVA. Для оценки статистической значимости сдвига водителя ритма в результате действия нибентана использовали парный тест McNemar. Достоверность различия между только двумя значениями оценивали, используя критерий Стьюдента. Различия считали достоверными при p<0,05. Анализ данных проводили с помощью статистических пакетов программ для Windows (Excel 5.0, SPSS).

Таблица 1. Влияние нибентана на параметры потенциалов действия клеток синусового узла кролика

Параметр потенциала действия Серия опытов Контроль Карбахол 0,03 мкМ Нибентан, мкМ

0,023 0,23 2,3

Период, мс I 395 19 427 25* 471 27* 600 42*

II 363 12 390 11 397 10 444 16#

ДПД₅₀, мс I 125 12 134 13* 145 15* 152 7*

II 115 5 114 5 120 4

ДПД₉₀, мс I 159 12 177 16* 219 19* 238 13*

II 154 8 153 7 167 7#

MДД, мВ/с I 73 5 72 6 52 4* 37 6*

II 96 10 81 11 90 11#

МДП, мВ I -61 2 -62 2 -59 3 -56 2*

II -61 2 -61 2 -60 2

АПД, мВ I 69 2 69 2 66 4 60 5*

II 66 4 67 4 66 4

dV/dt, В/с I 5 2 5 2 3 1* 2 1*

II 3 1 3 1 3 1

Примечание. ПД - потенциал действия; ДПД₅₀ - длительность потенциала действия на уровне 50% реполяризации; ДПД₉₀ - длительность потенциала действия на уровне 90% реполяризации; АПД - амплитуда потенциала действия; МДП - максимальный диастолический потенциал; МДД - скорость медленной диастолической деполяризации; dV/dt - крутизна фронта. * - p<0,05 по сравнению с контрольным значением параметра (для серии I); # - p<0,05 по сравнению со значением параметра во время действия карбахола (для серии II).

Далее...

Журнал "Кардиология"

Написать комментарий