ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЙРОПЕПТИДА Y 5
1.1 Общая характеристика нейропептида Y 5
1.2 Характеристика типов рецепторов NPY 9
1.3 Локализация рецепторов нейропептида Y 18
1.4 Участие NPY в регуляции деятельности сердца 24
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 33
2.1 Организация исследований 33
2.2 Методика регистрации сократимости полосок миокарда 34
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 38
3.1 Влияние Leu(31)Pro(34)NPY разных концентраций на сократимость миокарда предсердий и желудочков у 100-суточных крыс 38
3.2 Влияние селективного блокатора NPY1-рецепторов BIBP 3226 на сократимость миокарда предсердий и желудочков у 100-суточных крыс 40
3.3 Влияние Leu(31)Pro(34)NPY на сократимость миокарда предсердий и
желудочков у 100-дневных крыс, на фоне блокатора NPY1-рецепторов BIBP 3226 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
ВЫВОДЫ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
NPY полностью удовлетворяет нейротрансмитерным критериям, поскольку хранится в симпатических пузырьках, высвобождается при электрической стимуляции и действует на специфические рецепторы. Результаты исследования показали, что NPY выявлялся в интрамуральных узлах предсердий, звездчатых узлах уже с момента рождения и на протяжении остальных изучаемых возрастных периодов. В раннем постнатальном онтогенезе процент нейронов в узлах автономной нервной системы, содержащих нейропептид Y, возрастает.
В качестве объекта исследования, выступают NPY рецепторы.
Предметом исследования является влияние аганостов и блокаторов NPY- рецепторов на сократительную активность миокарда предсердий и желудочков 10 0 - суточных крыс.
Актуальность исследования.
В последние годы установлено участие функции нейропептида Y (NPY) и АТФ, в регуляции вегетативных функций организма. NPY и АТФ широко распространены в центральной и периферической нервной системе и полностью удовлетворяют нейротрансмитерным критериям, поскольку, хранятся в везикулах, высвобождаются при электрической стимуляции и действуют на специфические рецепторы (Protas L , 2003). Исследования подтверждают наличие совместной секреции норадреналина, ацетилхолина и котрансмиттеров NPY и АТФ из вегетативных нервов и их способность модулировать нервную передачу на пре- и постсинаптическом уровне, увеличивая или ослабляя эффекты, производимые классическими медиаторами. (Елисеев, 2000). Свое влияние нейропептид Y реализует через собственные рецепторы чувствительные к NPY. В сердце на кардиомиоцитах обнаружены NPYi,2,зд5-рецепторы. Такое разнообразие NPY -рецепторов предполагает, что одно и то же вещество может вызывать разные специфические эффекты в зависимости от того, с каким рецептором оно будет связываться. Одним из объектов, в котором нейропептиды играют важную роль, является сердечно-сосудистая система (Зверев А. А. , 2008).
Наличие NPY и чувствительных к нему рецепторов в здоровом сердце и их изменение при патофизиологических состояниях, таких как сердечная недостаточность, предполагает, что этот нейропептид может повлиять на функцию сердца. Показано увеличение выхода NPY из сердечной ткани в состоянии ишемии. Кроме того, положительная корреляция между плазменными уровнями NPY и степенью прогрессирования сердечной недостаточности способствует гипертрофии сердечных клеток, вовлекая NPY в ремоделирование сердца, связывая с хронической сердечной недостаточностью и другими состояниями. NPY выступает в качестве ко-медиатора симпатических норадренергических нервов между норадреналином и NPY в регуляции сердечными функциями и дисфункциями. Таким образом, агонисты NPY рецепторов могут использоваться в качестве терапии при заболеваниях сердца.
Целью нашего исследования явилось определение типа NPY-рецепторов, участвующих в сократительной активности миокарда предсердий и желудочков 10 0 - суточных крыс.
Задачи:
1.Определить влияние селективного агониста Leu(31)Pro(34)NPY на силу и длительность сокращения миокарда предсердий и желудочков 100-суточных крыс.
2. Изучить влияние селективного блокатора BIBP 3226 на сократительную активность миокарда предсердий и желудочков 100-суточных крыс.
3. Определить совместное влияние агониста Leu(31)Pro(34)NPY и блокатора BIBP 3226 NPY1-рецепторов.
Структура работы обусловлена предметом, целью и задачами исследования. Работа состоит из введения, трех глав и заключения.
Введение раскрывает актуальность, объект, предмет, цель и задачи исследования, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы.
В первой главе рассматриваются общая характеристика NPY- рецепторов. Во второй главе раскрываются материалы и методы исследования. В третье главе отмечен результат исследования, включая определение типа NPY-рецепторов участвующих в сократительной активности миокарда предсердий и желудочков 100-суточных крыс.
В заключении подводятся итоги исследования, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
В последние годы установлено участие нейропептида Y (NPY) в регуляции вегетативных функций организма. NPY широко распространен в центральной и периферической нервной системе и полностью удовлетворяют нейротрансмитерным критериям, поскольку, хранятся в везикулах, высвобождаются при электрической стимуляции и действуют на специфические рецепторы (Protas L , 2003). Исследования подтверждают наличие совместной секреции норадреналина, ацетилхолина и котрансмиттеров NPY и АТФ из вегетативных нервов и их способность модулировать нервную передачу на пре- и постсинаптическом уровне, увеличивая или ослабляя эффекты, производимые классическими медиаторами. (Елисеев, 2000).
Наличие NPY и чувствительных к нему рецепторов в здоровом сердце и их изменение при патофизиологических состояниях, таких как сердечная недостаточность, предполагает, что этот нейропептид может повлиять на функци сердца.
Одним из объектов, в котором нейропептиды играют важную роль, является сердечно-сосудистая система. Свое влияние нейропептид Y реализует через собственные рецепторы чувствительные к NPY. В сердце на кардиомиоцитах обнаружены NPYI,2,3,4,5 -рецепторы. Такое разнообразие NPY - рецепторов предполагает, что одно и то же вещество может вызывать разные специфические эффекты в зависимости от того, с каким рецептором оно будет связываться (Зверев, 2008). Полученные нами результаты свидетельствуют о функциональной активности NPYi типа рецепторов, участвующих в реализации положительного инотропного эффекта.
1. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития / И.А. Аршавский. // М.: Наука, 1982. 270с.
2. Елисеев В.В. Аденозин и функции миокарда. / В.В. Елисеев //. - Санкт - Петербург: Наука, 2000, 160с.
3. Западнюк И.П.. Лабораторные животные. Развитие содержание, использование в эксперименте. Учебное пособие для студентов биол. вузов/ П.П. Западнюк, И.В. Западнюк, Б.В. Западнюк //. - Киев: Наука, 1983,383с.
4. Зверев А.А. Роль нейропептид Y-ергической регуляции сердца крыс в раннем постнатальном онтогенезе/ А.А. Зверев, Т.А. Аникина, А.В. Крылова, Ф.Г. Ситдиков// Современные проблемы нейробиологии. Структура и функции нервной системы в норме и патологии. Материалы 11 Всероссийской научной конференции с международным участием, Ярославль, 2016. -С. 19-21.
5. Зверев А. А. Участие Р2Х-рецепторов в положительном инотропном эффекте миокарда крыс в онтогенезе / А.А. Зверев, Т.А. Аникина, Ф.Г. Ситдиков // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2008. -№2,-С. 133-135.
6. Моисеев К.Ю. Возрастные изменения нейропептид Y-ергической регуляции сердечной деятельности./ К.Ю. Моисеев// Современные проблемы нейробиологии. Структура и функции нервной системы в норме и патологии. Материалы 11 Всероссийской научной конференции с международным участием. Ярославль, 2016. -С.33-35.
7. Abounader R , Elhusseiny А , Cohen Z , Olivier A , Stanimirovic D , Quirion R , Hamel, Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism : Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 1999, v.19, p.155-163.
8. Ammar DA, Eadie DM, Wong DJ, Ma YY, Kolakowski LF, Jr, Yang- Feng TL, Thompson DA Characterization of the human type 2 neuropeptide Y receptor gene (NPY2R) and localization to the chromosome 4q region containing the type 1 neuropeptide Y receptor gene. Genomics, 1996, v.38, p.392-393.
9. Batterham RL, Cohen MA, Ellis SM, Le Roux CW, Withers DJ, Frost GS, Ghatei MA, Bloom SR Inhibition of food intake in obese subjects by peptide YY3-36. N Engl J Med, 2003, v.349, p.941-948.
10. Batterham RL, Le Roux CW, Cohen MA, Park AJ, Ellis SM, Patterson M, Frost GS, Ghatei MA, Bloom SR Pancreatic polypeptide reduces appetite and food intake in humans. J Clin Endocrinol Metab, 2003, v.88, p.3989— 3992.
11. Beck В Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences .,2006, v,1471,p.1159-1185.
12. Berglund MM, Schober DA, Esterman MA, Gehlert DR Neuropeptide Y Y4 receptor homodimers dissociate upon agonist stimulation. J Pharmacol Exp Ther, 2003, v.307, p.l 120—1121.
13. Bischoff A, Erdbrugger W, Smits J, Michel MC (1996) Neuropeptide Y- enhanced diuresis and natriuresis in anaesthetized rats is independent of renal blood flow reduction. J Physiol, 1996, v.495, p. 525-534.
14. Bischoff A , Michel MC, Pflugers Archiv : European Journal of Physiology, 1998, v.435, p.443-453.
15. Bouali SM, Fournier A, St Pierre S, Jolicoeur FB (1994) In vivo central actions of NPY(l-30), an N-terminal fragment of neuropeptide Y. Peptides, 1994, v.15, p.799-802.
16. Brumovsky P , Shi TS , Landry M , Villar MJ , Hokfelt T, Trends in Pharmacological Sciences, 2007, v.28, p.93-102.
17. Burkhoff A , Linemeyer DL , Salon JA, Brain Research. Molecular Brain Research, 1998, v.53, p.311-316.
18. Clark JT , Kalra PS , Crowley WR , Kalra SP, Endocrinology, 1984, v.115, p.427-429.
19. Colmers WF , Lukowiak К , Pittman QJ, The Journal of Physiology, 1987, v.383, p.285-299.
20. Colmers WF , Bleakman D, Trends in Neurosciences, 1994, v.17, p.373-379.
21. Colmers WF , El Bahh B., Epilepsy Currents, 2003, v.3(2), p.53-58.
22. Dinger MC, Bader JE, Kobor AD, Kretzschmar AK, Beck-Sickinger AG Homodimerization of neuropeptide Y receptors investigated by fluorescence resonance energy transfer in living cells, J Biol Chem, 2003, v.278, p. 10562- 10571.
23. Di Fabio R , Giovannini R , Bertani В , Borriello M , Bozzoli A , Donati D , Falchi A , Ghirlanda D , Leslie CP , Pecunioso A , Rumboldt G , Spada S, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2006, v,16(6), p.1749- 1752
24. Eaton К , Sallee FR , Sah R, Current Topics in Medicinal Chemistry, 2007, v.7(17), p.1645-1659.
25. El Bahh В , Balosso S , Hamilton T , Herzog H , Beck-Sickinger AG , Sperk G , Gehlert DR , Vezzani A , Colmers WF, The European Journal of Neuroscience, 2005, v22(6), p.1417-1430.
26. Ewald DA , Stemweis PC , Miller RJ, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1988, v.85(10), p.3633-3637.
27. Ferri er L , Segain JP , Bonnet C , Cherbut C , Lehur PA , Jarry A , Galmiche JP , Blottiere HM, Peptides,2002, v.23(10), p.1765-1771.
28. Giora Z. Feuerstein and Edward W. Lee Neuropeptide Y and the heart: implication for myocardial infarction and heart failure, v.21, p.312-318.
29. Harro J, Amino Acids, 2006, v31(3), p.215-230.
30. Heilig M, Neuropeptides, 2004, v.38(4), p.213-224.
31 .Hendriksen H , Bink DI , Daniels EG , Pandit R , Piriou C , Slieker R , Westphal KG , Olivier В , Oosting RS, Neuropharmacology, 2012, v.63(4), p.733-742.
32. Horackova M, Huang MH, and Armour JA. Purinergic modulation of adult guinea pig cardiomyocytes in long term cultures and co-cultures with extracardiac or intrinsic cardiac neurones. Cardiovasc Res., 1994, v.28, p. 673-679.
33. Horiuchi T. Analysis of purine- and pyrimidine-induced vascular responses in the isolated rat cerebral arteriole / Horiuchi T., Dietrich H.H., Tsugane S.Dacey Jr. // AM. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2001, v.280 (2), p.767 -776.
34. Horowitz M. Central and peripherical contributions о control of heart fecumulation / Horowitz M., Meiri U. // Pflugers- Arch., 1993. v. 422(4), p. 386-390.
35. Hopwood A.M. ATP mediates coronary vasoconstriction via P2X- purinoceptors and coronary vasodilatation via P2Y- purinoceptors in the isolated perfused rat heart / Hopwood A.M., Bumstock G. // Eur. J. Pharmacol, 1987, v.136 (1), p.49-54.
36. Hoyle C.H.V. A review of the pharmacological activity of adenine dinucleotides in the periphery: possible receptor classes and transmitter function / Hoyle C.H.V. // Gen. Pharmacol, 1990, v.21, p.827 — 831.
37. Jansson-Rylancer AC, Nordlander M, Svindland A, Ilebekk A Distribution of neuropeptide Y YI and Y2 receptors in the postmortem human heart. Peptides, 2003, v.24, p.255—262.
38. Kamiji MM , Inui A, Endocrine Reviews, 2007, v.28(6), p.664-684.
39. Kamiji MM , Inui A, Current Topics in Medicinal Chemistry, 2007, v.7(17), p. 1734-1742.
40. Kennedy С. P2-purinoceptors mediate both vasodilation (via the endothelium) and vasoconstriction of the isolated rat femoral artery / Kennedy C., Delbro D., Bumstock G. // Eur. J. Pharmacol, 1985, v.107, p.161-168.
41. Kevin D. P2U Purinoceptors: cDNA Cloning, Signal Transduction Mechanisms and Structure-Function Analysis / Kevin D., Ustig L., Gary A., Weisman, John T. Turner, Richard Garrad, Andrew K. Shiau, Laurie Erb. // Ciba Foundation symposium 198-P2 Purinoceptors: Localization, Function and Transduction Mechanisms, 2007, v.54, p. 134-138.
42. Khakh B. Receptor-Mediated Enhancement of Fast Excitatory
Neurotransmitter Release in the Brain / Khakh B., Henderson G. // Mol. Pharmacol, 1998, v. 54. № 2, p.272-378.
43. King BF, Townsend-Nicholson A, and Bumstock G. Metabotropic receptors for ATP and UTP: exploring the correspondence between native and recombinant nucleotide receptors. Trends Pharmacol Sei., 1998, v.19, p.506- 514.
44. King B. Investigation of the effects of P2 purinoceptor ligands on the micturition reflex in female urethane-anaesthetized rats / King B., Knowles L, 3umstock G., Ramage A. // Br. J. Pharmacol, 2004, v.142, p.519 - 530.
45. Klapstein GJ , Colmers WF, Hippocampus, 1993, v3(l), p. 103-111.
46. Kuo LE , Kitlinska JB , Tilan JU , Li L , Baker SB , Johnson ME) , Lee EW , Burnett MS , Fricke ST , Kvetnansky R , Herzog H , Zukowska Z, Nature Medicine, 2007, v,13(7), p.803-811.
47. Lach G , Bicca MA , Hoeller AA , Santos EC , Costa AP , de Lima TC, Neuropeptides, 2016, v.55, p.73-78.
48. Lach G , de Lima TC, Neurobiology of Learning and Memory, 2013, v.103, p.26-33.
49. Larhammar D , Salaneck E, Neuropeptides, 2004, v.38(4), p.141-151.
50. Lazarowski ER., Boucher RC. and Harden T.K. Mechanisms of Release of Nucleotides and Integration of Their Action as P2X- and P2Y-Receptor Activating Molecules // Molecular Pharmacology, 2003, v. 64, p. 785-795.
51. Lecklin A, Lundell I, Salmela S, Mannisto PT, Beck-Sickinger AG, Larhammar D. Agonists for neuropeptide Y receptors Y(l) and Y(5) stimulate different phases of feeding in guinea pigs. Br J Pharmacol, 2003, v.139, p.1433— 1440.
52. Leiter AB, Keutmann HT, Goodman RH Structure of a precursor to human pancreatic polypeptide. J Biol Chem, 1984, v.259, p. 14702-14705.
53. Levine AS , Morley JE, Peptides, 1984, v.5(6), p.1025-1029.
54. Leuranguer V, Monteil A, Bourinet E, Dayanithi G, Nargeot J. T-type calcium currents in rat cardiomyocytes during postnatal development: contribution to hormone secretion // Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2000, v. 279(5), p.2540-2548.
55. Limbird LE, FASEB Journal : Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 1988, v.2(l 1), p.2686-2695.
56. Lindner D , Stichel J , Beck-Sickinger AG, Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif.), 2008, v.24(9), p.907-917.
57. Liu C. Extracellular ATP facilitates flow-induced vasodilatation in rat small mesenteric arteries / Liu C., Mather S., Huang Y., Garland C.,Yao X. // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol, 2004, v. 286, p. 1688-1695.
58. Longo A , Oberto A , Mele P , Mattiello L , Pisu MG , Palanza P , Serra M , Eva C, Genes, Brain, and Behavior, 2015, v,14(7), p.534-542.
59. Lundberg JM, Pharmacological Reviews, 1996, v.48(l), p.113-178.
60. Lundberg JM , Tatemoto K, Acta Physiologica Scandinavica, 1982, v. 116(4), p.393-402.
61. MacNeil DJ, Current Topics in Medicinal Chemistry, 2007, v.7(17), p.1721- 1733.
62. Matsumoto M, Nomura T, Momose K, Ikeda Y, Kondou Y, Akiho H, Togami J, Kimura Y, Okada M, Yamaguchi T Inactivation of a novel neuropeptide Y/peptide YY receptor gene in primate species. J Biol Chem, 1996, v.271, p.27217-27220.
63. McDonald JK , Lumpkin MD , Samson WK , McCann SM, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1985, v.82(2), p.561-564.
64. Medanic M , Gillette MU, Brain Research, 1993, v.620(2), p.281-286.
65. Michel MC , Rascher W, Journal of Hypertension, 1995, v,13(4), p.385-395.
66. Michel МС , Beck-Sickinger A , Cox H , Doods HN , Herzog H , Larhammar D , Quirion R , Schwartz T , Westfall T, Pharmacological Reviews, 1998, v.50(l), p.143-150.
67. Michalkiewicz M, Michalkiewicz T, Kreulen DL, McDougall SJ Increased blood pressure responses in neuropeptide Y transgenic rats. Am J Physiol, 2001, v.281, p.417-426.
68. Millar BC , Weis T , Piper HM , Weber M , Borchard U , McDermott BJ , Balasubramaniam A, The American Journal of Physiology, 1991, v.261(6 Pt 2), p.1727-1733.
69. Mollereau et. al. //Br. J. Pharmacol. 2001, Vol. 133(1), p. 1-4.
70. Nicole Merten and Annette G. Beck-Sickinger Molecular ligand- receptor interaction of the NPY/PP peptide family, 2004, v.56, p. 124-126.
71.Oliveira MM, Akerman S , Tavares I, Goadsby PJ, Pain, 2016, v,157(8), p.1666-1673.
72. Parker SL , Parker MS , Sah R , Balasubramaniam A , Sallee FR, European Journal of Pharmacology, 2008, v.579(l-3), p.13-25.
73. Parker RM, Herzog H Regional distribution of Y-receptor subtype mRNAs in rat brain. Eur JNeurosci, 1999, v.ll, p.1431-1448.
74. Pedrazzini T , Pralong F , Grouzmann E, Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS, 2003, v.60(2), p.350-377.
75. Prieto D , Buns CL , Mulvany MJ , Nilsson H, British Journal of Pharmacology, 2000, v.129(8), p.1689-1699.
76. Protas L. Neuropeptide y: neurotransmitter or trophic factor in the heart? /
L. Protas, J Qu, R.B. Robinson // News Physiol Sci., 2003, Vol. 18, № 5, p.181-185.
77. Rangani RJ , Upadhya MA , Nakhate KT , Kokare DM , Subhedar NK, Peptides, 2012, v.33(2), p.317-328.
78.Sainsbury A , Rohner-Jeanrenaud F , Cusin I, Zakrzewska KE , Halban PA , Gaillard RC , Jeanrenaud B, Diabetologia, 1997, v.40(ll), p.1269-1277.
79.Stanley BG , Leibowitz SF, Life Sciences, 1984, v.35(26), p.2635-2642.
80. Tan EM , Blackwell MG , Dunne JC , Marsh R , Tan ST , Itinteang T, Acta Paediatrica, 2016, v.31, p. 324-329.
81. Vettor R , Pagano C , Granzotto M , Englaro P , Angeli P , Blum WF , Federspil G , Rohner-Jeanrenaud F , Jeanrenaud B, Diabetologia, 1998, v.41(ll), p.1361-1367.
82. Vona-Davis LC , McFadden DW, Current Topics in Medicinal Chemistry, 2007, v.7(17),p.1710-1720.
83. Wang ZL , Bennet WM , Wang RM , Ghatei MA , Bloom SR, Endocrinology,
1994, v,135(l), p.200-206.
84. Wettstein JG , Earley В , Junien JL, Pharmacology & Therapeutics, 1995, v.65(3), p.397-414.
85. Wharton J , Gordon L , Byrne J , Herzog H , Selbie LA , Moore К , Sullivan MH , Elder MG , Moscoso G , Taylor KM, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1993, v.90(2), p.687- 691.
86. Xapelli S , Agasse F , Ferreira R , Silva AP , Malva JO, Recent Patents on CNS Drug Discovery, 2006, v.l(3), p.315-324.
87. Xiong Z , Cheung DW., Pflugers Archiv : European Journal of Physiology,
1995, v.431(l), p.110-116.
88. Yannielli PC , Harrington ME, Peptides, 2001, v.22(3), p.547-556.