INFLUENCE OF N - ACETYLGLYCINE AND ITS PRECURSOR ON ISOLATED FROGS HEART

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This article shows the effect of the precursor of the studied compound glycine on such parameters as heart rate, stroke volume of the heart, minute volume of the heart and the effect on compliance with Frank-Starling law. The study of glycine revealed similar, but more pronounced increase in the minute volume of the heart and heart rate. Effective concentrations for both substances were 10-6 M and 10-4 M. The article discusses the possibility of using N-acetylglycine as a safer diagnostic fluid for endoscopic heart operations.

Full Text

Традиционно считается, что глицин про- Однако, в отдельных случаях глициновый ре- являет нейротрансмиттерные свойства на цептор может вести себя по-другому, способ- уровне спинного, продолговатого мозга и моста. ствуя деполяризации мембраны клетки. В част- Глицин является нейротрансмиттером, обеспе- ности, в эмбриональных нервных клетках во чивающими защитное торможение в ЦНС, роль внутриклеточной среде наблюдается избыток которого возрастает в условиях повышенного ионов хлора. Поэтому, при активации глицино- выброса глутамата. Ингибирующие свойства вого рецептора ионы хлора стремятся выйти во глицин проявляет посредством взаимодействия внеклеточную среду по градиенту концентра- не только с собственными глициновыми рецеп- ции путем пассивного траспорта [4]. торами, но и с рецепторами ГАМК. Глицин яв- В свою очередь, клетки синоатриального ляется коагонистом глутаматных NMDA- ре- узла также содержат большое количество цепторов и в субмикромолекулярных концен- ионов хлора, что существенно отличает их от трациях необходим для их нормального функ- всех остальных клеток сердца [5]. Следова- ционирования. Активация этих рецепторов воз- тельно, при активации глициновых рецепторов можна лишь при условии связывания глицина в клетках сердца он также способствует депо- со специфическими глициновыми сайтами [1]. ляризации мембраны, а соответственно и повы- Исследования показали, что клетки миокарда шению ее возбудимости, что приводит к увели- могут содержать глициновый рецептор или сайт чению частоты сердечных сокращений. связывания глицина. Вестерн-блоттинг показал, что чистые культивируемые кардиомиоциты Условия и методы исследования имеют бета-субъединицу глицинового рецеп- Эксперименты были выполнены на 6 тора. Полученные результаты позволяют пред- препаратах изолированного по Штраубу положить, что глициновые рецепторы экспрес- сердца лягушки. Градуированная канюля, за- сируются в кардиомиоцитах [2]. фиксированная в луковице аорты, содержала Как известно, глициновый рецептор яв- раствор Рингера (NaCl - 6,5 г/л; KCl - 0,2 г/л; ляется лиганд-зависимым ионным каналом, CaCl2 - 0,2 г/л; NaHCO3 - 0,3 г/л). который пропускает ионы хлора внутрь Необходимый объем вводимого веще- клетки, вызывая при этом гиперполяризацию, ства вносили шприцом, ориентируясь на которая снижает возбудимость клетки [3]. шкалу канюли. Исследовалось влияние © Никонов С. Н., Зайнулин Р. А., Романова И. Д., 2019. Никонов Сергей Николаевич (wolfgtm3@rambler.ru), магистрант биологического факультета; Зайнулин Руслан Анасович (zajnulin63@inbox.ru), доцент; Романова Ирина Дмитриевна (romanova_id@mail.ru), доцент кафедры физиологии человека и животных Самарского университета 443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, 34. 88 Биология -8 -6 -4 глицина 10 М, 10 М и 10 М по сравнению На рисунке 2 показано изменение удар- с действием раствора Рингера (контроль). Для ного объёма в условиях перфузии сердца рас- определения зависимости сердечного вы- творами глицина разных концентраций. До- броса от величины пост-нагрузки и соблюде- стоверных изменений ударного объема обна- ния закона Франка-Старлинга градуирован- ружено не было. ная канюля последовательно заполнялась ис- Так как минутный объём сердца является следуемыми растворами в объемах: 0, 5, 10, интегральным показателем, было обнаружено 15, 20, 25, 30 делений шкалы, что составляло достоверное увеличение данного показателя соответственно 0 мл, 0,054 мл, 0,108 мл, 0,162 сердечной деятельности. Максимальное откло- -6 мл, 0,216 мл, 0,270 мл и 0,324 мл. нение при концентрации 10 М составило Для предотвращения подсыхания 66,53±13,43 % при постнагрузке 216 мкл. От- наружной поверхности сердца и с целью клонения при постнагрузках 54, 162, 270, 324 обеспечения физиологических условий его мкл составили 27,74±11,82 %; 60,26±13,91 %; деятельности сердце периодически ороша- 40,30±11,70 %; 35,23±12,09 % соотвественно. лось раствором Рингера для холоднокровных. Максимальное отклонение при концентрации -4 Полученные данные обрабатывались ста- 10 М составило 86,37±16,87 % при пост- тистически с помощью программного пакета нагрузке 216 мкл. Отклонения при постнагруз- SigmaPlot 11.0 с использованием парного t-те- ках 54, 108, 162, 270, 324 мкл составили ста, и были представлены как средние значе- 65,30±14,54 %; 73,55±25,50 %; 70,71±11,83 %; ния ± стандартизированные ошибки. Для по- 60,50±4,68 %; 52,36±9,98 % соответсвенно. строения графиков использовалась та же про- На рисунках 4-6 показано, что глицин грамма. Статистически значимыми считались не влияет на соблюдение закона Франка - изменения со значениями р ≤ 0,05. Старлинга. При всех концентрациях просле- живается тенденция увеличения ударного Результаты исследования объема при увеличении постнагрузки. В случае с глицином наблюдались сле- дующие изменения основных показателей Обсуждение результатов сердечной деятельности по сравнению с кон- Проведённые в модельных эксперимен- трольными значениями, полученными в опы- тах исследования позволили определить влия- тах с раствором Рингера. ние глицина на основные параметры сердечной Хронотропный эффект имел положитель- деятельности. В серии экспериментов с глици- ный характер и был более выражен по сравне- ном были получены результаты аналогичные нию с N - ацетилглицином. На рисунке 1 пока- описанным в предыдущей статье с зано, что достоверные изменения были обнару- N - ацетилгли-цином. Был выявлен положи- -6 -4 жены для концентраций 10 М и 10 М, как и в тельный хронотропный эффект и как следствие случае с N - ацетилглицином. Однако измене- увеличение минутного объема сердца при кон- -6 -4 ния были достоверными при всех постнагруз- центрациях препарата 10 М и 10 М. Соблю- ках. Максимальное отклонение при концентра- дение закона Франка - Старлинга не наруша- -6 ции 10 М составило 45,72±21,56 % при пост- лось. Стоит отметить, что эффекты при дей- нагрузке 108 мкл (р < 0,05). Отклонения при ствии глицина выражены сильнее, чем при дей- постнагрузках 0 мкл, 54 мкл, 216 мкл, 270 мкл, ствии N - ацетилглицина. Возможно, это свя- 324 мкл составили 35,03±12,72 %; 36,58±17,01; зано с большей аффинностью глицина к глици- 39,60±6,88; 32,51±10,87; 40,75±7,88 % соответ- новыми рецепторами, а следовательно мень- свенно (р < 0,05). Максимальное отклонение шей способностью покидать рецептор. В свою -4 при концентрации 10 М составило 71,46±8,06 очередь ацетильная группа N - ацетиглицина % при постнагрузке 216 мкл (р < 0,01). Откло- является стерическим препятствием для проч- нения при постнагрузках 0 мкл, 54 мкл, 108 ного связывания с глициновыми рецепторами. мкл, 162 мкл, 270 мкл, 324 мкл составили Следовательно N - ацетилглицин может быть 49,69±9,53 %; 58,73±11,94 %; 65,62±19,62 %; менее опасен в качестве ороситель-ного препа- 61,65±10,96 %; 54,35±11,08 %; 52,41±9,14 % со- рата при эндоскопических операциях на сердце ответственно. нежели глицин. Вестник молодых учёных и специалистов Самарского университета. 2019. № 1 (14) 89 Рис. 1. Изменение частоты сердечных сокращений при перфузии раствором глицина изолированного сердца лягушки: * - р<0,05; ** - р<0,01 Рис. 2. Изменение ударного объёма при перфузии раствором глицина изолированного сердца лягушки 90 Биология Рис. 3. Изменение минутного объёма сердца при перфузии раствором глицина изолированного сердца лягушки: * - р<0,05 Рис. 4. Изменение ударного объёма при перфузии препарата -8 изолированного сердца лягушки 10 М раствором глицина: *** - р<0,001 Вестник молодых учёных и специалистов Самарского университета. 2019. № 1 (14) 91 Рис. 5. Изменение ударного объёма при перфузии препарата -6 изолированного сердца лягушки 10 М раствором глицина: *** - р<0,001 Рис. 6. Изменение ударного объёма при перфузии препарата -4 изолированного сердца лягушки 10 М раствором глицина: *** - р<0,001 Заключение Литература Глицин вызывает более выраженное 1. Сергеев П. В., Шимановский Н. Л., положительное хронотропное влияние на Петров В. И. Рецепторы физиологически ак- препарат изолированного по Штраубу тивних веществ. Волгоград: Семь ветров, -6 99. 640 с сердца лягушки в концентрациях 10 М и 19 -4 10 М, и как следствие, увеличивает минут- 2. Qi R. B., Zhang J. Y. Glycine receptors ный объем сердца. При действии исследуе- contribute to cytoprotection of glycine in myo- мого соединения закон Франка-Старлинга cardial cells // Chinese medical journal. 2007. не нарушается. Vol. 120. № 10. P. 915-921. 92 Биология 3. Wang H. D., Lu D. X. Glycine inhibits 4. Lynch J. W. Molecular structure and 2+ the LPS-induced increase in cytosolic Ca con- function of the glycine receptor chloride chan- centration and TNFalpha production in cardio- nel // Physiological reviews. 2004. Vol. 84. № 4. myocytes by activating a glycine receptor // Acta Р. 1051-1059. Pharmacologica Sinica. 2009. Vol. 30. № 8. 5. Судаков К. В. Нормальная физиоло- P. 1107-1114. гия. М.: МИА, 2006. 921 с.
×

About the authors

Sergey Nikolaevich Nikonov

Samara University

Email: wolfgtm3@rambler.ru
Russia, Samara

Ruslan Anasovich Zaynulin

Samara University

Email: zajnulin63@inbox.ru
Russia, Samara

Irina Dmitrievna Romanova

Samara University

Email: romanova_id@mail.ru
Russia, Samara

References

  1. Сергеев П. В., Шимановский Н. Л., Петров В. И. Рецепторы физиологически активних веществ. Волгоград: Семь ветров, 1999. 640 с.
  2. Qi R. B., Zhang J. Y. Glycine receptors contribute to cytoprotection of glycine in myocardial cells // Chinese medical journal. 2007. Vol. 120. № 10. P. 915-921.
  3. Wang H. D., Lu D. X. Glycine inhibits the LPS-induced increase in cytosolic Ca2+ concentration and TNFalpha production in cardiomyocytes by activating a glycine receptor // Acta Pharmacologica Sinica. 2009. Vol. 30. № 8. P. 1107-1114.
  4. Lynch J. W. Molecular structure and function of the glycine receptor chloride channel // Physiological reviews. 2004. Vol. 84. № 4. Р. 1051-1059.
  5. Судаков К. В. Нормальная физиология. М.: МИА, 2006. 921 с.

Copyright (c) 2019 Proceedings of young scientists and specialists of the Samara University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies