5.5. Роль сечової кислоти в механізмах кардіоінотропних ефектів бальнеотерапії

Згідно з сучасними уявленнями, контроль серцевої контрактильності здійснюється ензимними і транспортними системами, що лімітують силу скорочень, залежну від інотропних стимулів, а саме: сарколемма, саркоплазматичний ретикулум (СПР) і саркомери. Детальніше це: сарколеммальна Na^-АТФаза, Са-АТФази сарколемми і СПР, сарколеммальний Na+/Ca²+- обмінник, потенціалзалежний повільний Са,№-канал, потенціалнезалежні К-селективний і неселективний №,К-канали, аденілатциклазний комплекс. Ці системи регулюють вхід екстрацелюлярного Са²+ в міоплазму, вивільнення Са²+ із СПР і захоплення Са²+ останнім, тобто, в кінцевому підсумку, визначають кількість іонів Са²+, що взаємодіють із міофібрилами. Ще одним фактором інотропізму є сенситивність міофіламентів до Са²+ (Schouten V. et al., 1990; Sperelakis N., 1990; Kanaya N. et al., 1998; Dorigo P. et al., 2000; Floreani M. et al., 2003; Liu S. et al., 2003).

Виділяють такі класи інотропних інтервенцій (позитивноінотропних агентів): високий рівень екстрацелюлярного Са²+ і К+, низький - екстрацелюлярного Na+ (Schouten V. et al., 1990), аналоги дигіталіса, E-адреноагоністи, Н₂-агоністи, метилксантини, сенситизери кальцію (Chiu Y. Et al., 1989; Sperelakis N., 1990; Lehtonen L. Et al., 2004), глюкагон (Sauvadet A. et al., 1996, 1997), ендотелін (Vigne P. et al., 1989, 1992). Всі їх ефекти можуть бути пояснені збільшенням кількості

Са²+, що вивільняється в простір міофіламент, в результаті посилення вхідного Са²+-струму через канали L-типу і Са²+-спалаху (transient), або підвищенням сенситивності міофібрил до Са²+ (Chiu Y. Et al., 1989; Coine M. et al., 2000; Dorigo P. et al., 2000; Liu S. et al., 2003). З іншого боку, існують негативноінотропні агенти, як ендогенні: ацетилхолін, соматостатин, натрійуретичний фактор, простангландини, поліненасичені жирні кислоти, аденозин, внутрішньоклітинний ацидоз (Auclair M. et al., 1988; Sperelakis N., 1990; Dobson J., Fenton R., 1997; Kentish J., Xiang J., 1997; De Matteis R. et al., 2002; Negretti N. et al., 2005), так і екзогенні: блокатори кальцієвих каналів, загальні анестетики тощо (Coine M. et al., 2000; Davies L. et al., 2000; Kanaya N. et al., 2002), що реалізують свою дію шляхом зменшення вхідного Са²+-струму, Са²+-спалаху, зниження кальцієвої чутливості міофібрил, а також посилення вихідного К+-струму.

Даний підрозділ присвячено з'ясуванню ролі в механізмах кардіотропних ефектів бальнеотерапевтичного комплексу сечової кислоти. Підставою для саме такого аспекту дослідження стали два положення. По-перше, вже згадувана роль метилксантинів в якості позитивноінотропних агентів; по-друге, концепція трускавецької наукової школи бальнеології про фізіологічну активність ендогенної сечової кислоти як структурно-біохімічного аналога метилксантинів та її роль в механізмах дії води "Нафтуся" на функціональні системи організму ^васівка С.В. та ін., 2004).

Об'єктами дослідження були: урикемія, а також параметри центральної гемодинаміки, вегетативного гомеостазу в стані спокою та за умов фізичного навантаження, ліпідного та електролітного обмінів, визначувані напочатку і наприкінці курсу стандартної бальнеотерапії.

!ндивідуальний аналіз сумісних змін під впливом бальнеотерапії урикемії (У) і скоротливої активності (I) виявив 4 варіанти (табл. 5.32). Перший варіант (24,5% обстежених) - зростання рівня урикемії, асоційоване із підвищенням скоротливої активності за рахунок збільшення ударного об'єму та вкорочення часу вигнання. Другий варіант (28,3% осіб) характеризується поєднанням зниження урикемії і контрактильної активності, останньої - внаслідок зниження артеріального тиску, підвищення кінцевосистолічного об'єму і тенденції до зниження ударного об'єму лівого шлуночка. Третій варіант (18,9% пацієнтів) - поєднання зниження урикемії і підвищення контрактильної активності за рахунок збільшення ударного об'єму. Четвертий варіант (28,3%) - реципрокний до третього: підвищення урикемії супроводжується зниженням скоротливої активності внаслідок поєднання зменшення ударного об'єму із збільшенням - кінцевосистолічного.

Звертає на себе увагу задовільна співрозмірність змін обидвох індексів скоротливої активності, натомість фракція вигнання в цьому аспекті значно менш інформативна.

Позитивний інотропний ефект (ШЕ), констатований у 43,4% осіб, асоціюється із посиленням симпатичних регуляторних впливів на серце і реципрокним ослабленням (через р₂- і, можливо, а₂- адренорецептори пресинаптичних мембран парасимпатичних закінчень) - вагальних впливів. З іншого боку, негативний інотропний ефект (HIE), виявлений у 56,6% пацієнтів, зумовлений посиленням вагального тонусу і реципрокним послабленням симпатичного через М- холінорецептори пресинаптичних мембран адренергічних закінчень. Це припущення базується на уявленнях, що ацетилхолін, який вивільняється із вагальних терміналей, гальмує виділення норадреналіну із симпатичних терміналей, взаємодіючи із гальмівними пресинаптичними М-холінорецепторами (Henning R. et al., 1991). Збудження а₂-адренорецепторів виділення ацетилхоліну із вагальних терміналей посилює (Bognar I. et al., 1990) або зменшує (Mc Grattan P. et al., 1987). Припускають, що стимуляція р₂-адренорецепторів вагальних терміналей зменшує вивільнення із них ацетилхоліну (Ткаченко Б.И. и др., 1998).

Наша інтерпретація результатів узгоджується із класичними уявленнями про опосередкованість HIE М-холінорецепторами, а ШЕ - р₁-адренорецепторами (Watanabe A., Lindeman J., 1990). Є дані про ШЕ, опосередкований стимуляцією а₁-адренорецепторів, здійснюваний через інозитол-трифосфат-індуковану мобілізацію інтра-целюлярного Са²+ і діацилгліцерол-індуковану потенціацію повільних кальцієвих каналів (Otani H. Et al., 1988). Навпаки, блокада а₁-адренорецепторів per se спричиняє HIE (Kocic I., Korolkiewicz K., 1998) та відвертає ШЕ а₁-агоніста фенілефрину (Scholz J. et al., 1991). Отже, можна говорити про детермінованість ШЕ посиленням холінергічних і послабленням адренергічних регуляторних впливів, тоді як ШЕ визначається посиленням адренергічних і послабленням холінергічних чинників.

Перед з'ясуванням можливих механізмів отриманих результатів слід зробити бібліографічний екскурс про роль в регуляції контрактильної активності аденозину.

Аденозин - другий, після 5'-АМФ, продукт деградації ц-АМФ під впливом 5-нуклеотидази. Утворення аденозину індукується ішемією міокарду. Основним його ефектом вважається антиаритмічний, що реалізується шляхом підвищення провідності К⁺-каналів і пригнічення викликаного ц-АМФ входу Са²+ в клітину, наслідком чого є виражена гіперполяризація і пригнічення Са-залежного потенціалу дії (ПД) (Hondeghem L., Roden D., 1998).

Примітка. П - напочатку курсу; К - наприкінці курсу; Д% - прямі різниці, вірогідні з-поміж яких позначено #.

Іншим важливим ефектом аденозину є антиадренергічний. Показано, що ендогенний серцевий аденозин, індукований ішемією міокарду, послаблює ПІЕ катехоламінів. Цей кардіопротективний ефект послаблюється антагоністами аденозинових А₁- і А₂-рецепторів (Stangl V. et al., 1999). Окрім послаблення адренергічного (ізопреналінового) ПІЕ, аденозин per se чинить залежний від концентрації НІЕ на ліве передсердя щура (Gur S., 1997). Тобто, аденозин як антагонізує ПІЕ катехоламінів, так і викликає прямий НІЕ (Oriji G., 2000). В іншому експерименті показано, що аденозин per se чинить на ізольоване передсердя собаки НІЕ, в розвитку якого проявляється феномен затихання (гостра десенситизація). Разом з тим, він суттєво посилює ШЕ, індукований як введенням ацетилхоліну, так і електростимуляцією парасимпатичного нерва, з одного боку, та дещо послаблює ШЕ, індукований як введенням норадреналіну, так і подразненням симпатичного нерва (Tsuboi M., Chiba S., 2003).

НЕ аденозину, антагоністичний стосовно ц-АМФ, здійснюється через аденозинові А₁- рецептори, спряжені із пертусин-токсин-чутливим G-протеїном, і включає активацію Na+/Ca²+- обміну (Brechler V. et al., 1990).

При з'ясуванні механізму ШЕ аденозину виявилося, що він в значно більшій мірі опосередкований блокуванням Са-каналів L-типу, ніж стимуляцією вихідного К-струму в міоцитах (Ford W., Broadley K., 1999). Аденозин-індукований НЕ на передсердя щура, частково опосередкований АТФ-залежними К-каналами, зменшується антагоністом А₁-рецепторів (Cinel I., Gur S., 2000). Разом з тим, ШЕ, спричинений активацією А₁-рецепторів ізольованого передсердя щура N-циклопентиладенозином, асоціюється із стимуляцією NO-синтази, продукції N0 і ц-ГМФ, а також, в якості вторинного ефекту, акумуляцією інозитол-трифосфату шляхом активації фосфоліпази С (Sterin-Borda L. et al., 2002).

Споріднена сполука - диаденозинмонофосфат - теж справляє дозо-залежний ШЕ на ізольований електростимульований препарат передсердя людини, а також антагонізує ШЕ E- агоніста ізопреналіну. Як прямий, так і непрямий ШЕ блокуються антагоністом А₁-рецепторів, але не чутливі до аденозиндезамінази. Ці ефекти можуть захистити серце від ексцесивної E- адренергічної стимуляції (Zimermann N. et al., 2000).

Встановлено, що виразність ШЕ аденозину модулюється низкою факторів, зокрема пов'язаних з віком та цукровим діабетом. Так, аденозин послаблює ШЕ ізопротеренолу на ізольоване перфузоване серце дорослих щурів в більшій мірі (від 37% до 19%), ніж старих (від 35% до 25%) (Xu J. et al., 1999). Вираженість аденозинового дозо-залежного ШЕ на ізольоване праве передсердя щура посилюється за наявності стрептозотоцинового діабету, що зумовлено пошкодженням механізму захоплення аденозину (Usta C. et al., 2001). До слова, саме такий механізм ШЕ - гальмування зворотнього захоплення (reuptake) аденозину - допускається для циталопраму (Pousti A. et al., 2004).

У новонароджених щурят з інсуліннезалежним діабетом прямий ШЕ аденозину на ліве передсердя не відрізняється від контрольного (у здорових), разом з тим має місце посилення аденозин-індукованого антиадренергічного ефекту. У середньовікових діабетичних щурів проявляється суперсенситивність до прямого ШЕ аденозину порівняно із здоровими, зате не змінений його антиадренергічний ефект. У здорових щурів середнього віку (10 міс) чутливість до прямого інотропного ефекту аденозину менша, ніж у юних (4 міс). ШЕ ізопреналіну не відрізняється у новонароджених і 10-місячних діабетичних щурів. Отже, інсуліннезалежний діабет і залежні від віку фактори ведуть до значних змін в реактивності міокарда до ШЕ аденозину, при цьому ізопреналін-індукований ШЕ в діабетичному серці не змінюється у видимій мірі (Gur S., 1997). Як аденозин, так і агоніст А₁-рецепторів (R-PIA) чинять ШЕ на ізольоване електрокероване ліве передсердя дикої миші. Натомість у трансгенному передсерді, яке експресує А₁-рецептори, обидві сполуки справляють ШЕ, що блокується А₁-антагоністом. В присутності ізопреналіну аденозин створює ШЕ у лівому передсерді дикої миші, але ШЕ - у передсерді миші, що експресує А₁-рецептори. В правому передсерді обох різновидів миші виявляються аналогічні ШЕ аденозину. Отже, експресія А₁-рецепторів в серці миші може реверсувати інотропний ефект аденозину, означаючи відмінні механізми рецепторно-ефекторного спряження (Neumann J. et al., 1999).

Проте враження про аденозин як безумовний негативноінотропний агент розвіюється іншою низкою фактів. Показано, що аденозин може спричиняти на ізольоване перфузоване серце щура дозо-залежний ШЕ, як і агоністи А_2а-рецепторів (деривати аденозину). Цей ефект відвертається А_2а-антагоністами (хлоростирил-кофеїном і ZM-241385), але не р₁-адреноблокатором (атенололом). А₁-антагоніст і пертусин-токсин потенціюють ШЕ аденозину. В присутності коронаровазодилататора (гідралазину) ШЕ аденозину суттєво не зростає, потенціюється А₁- блокаторами і антагонізується А_2а-блокаторами. Отже, аденозин підвищує контрактильність інтактного серця через активацію А_2а-рецепторів незалежно від активації р₁-адренорецепторів або змін коронарного кровоплину (Monahan T. et al., 2000). Проте в іншій роботі показано, що агоніст А_2а-рецепторів (CGS-21680) посилює контрактильність міокарда свині, що асоціюється із підвищенням рівня в міокардіоцитах ц-АМФ, але лише за умов ішемії та постокклюзійної реперфузії (Lasley L. et al., 2001). За даними Marin R.N. et Franchini K.G. (2004), ШЕ аденозину на ізольоване серце щура перестає реєструватися після збагачення перфузійного розчину Hepes еритроцитами, тобто за умов усунення гіпоксії міокарду.

Особливо чітко функціональний антагонізм двох типів аденозинових рецепторів продемонстровано Dobson J.G. et al. (1997). Показано, що агоніст А_грецепторів (фенілізо- пропіладенозин) зменшує ізопротеренол-індукований ПІЕ на 60%, а активацію аденілциклази ізольованих кардіоміоцитів щура - на 74%. Анти-Р-адренергічна дія превентується антагоністом Аі- рецепторів. Агоніст А₂-рецепторів (карбоксиетилфенетил-аміноетил-карбоксамідо-аденозин) дозо- залежно збільшує інотропію міоцитів. Аналогічний ПІЕ чинить аденозин в присутності А₁- антагоніста. Селективний антагоніст А_2а-рецепторів хлоростирил-кофеїн, як і антагоніст А₂- рецепторів (CGS-15943), превентують ПІЕ А₂-агоністів. Концентрації А₂-агоністів, необхідні для збільшення контрактильності міоцитів, в 3-12 разів вищі від їх концентрацій, необхідних для підвищення активності аденілциклази міоцитів та рівня в них ц-АМФ. Викладене дало підстави авторам припустити існування в міоцитах шлуночка щура А_2а-рецепторів, відповідальних за підвищення інотропії шляхом ц-АМФ-залежних і ц-АМФ-незалежних механізмів.

На противагу твердженню про А₁-рецептори як посередники НІЕ, показано, що активація А₁- рецепторів міокарду шлуночка щура дериватом аденозину послаблює НІЕ активатора протеїнкінази С шляхом презервації (відвернення змін) інтрацелюлярного рівня Са²⁺; з іншого боку, така аттенуація НІЕ блокується антагоністом А₁-рецепторів (Narayan P. et al., 1998). Блокада Агрецепторів майже цілком ліквідує НІЕ а_1а-блокатора на папілярні м'язи мурчака, тоді як блокада АТФ-чутливих К+-каналів (глібенкламідом) лише послаблює НІЕ. Незворотна блокада а₁- рецепторів ліквідує цей ефект, тоді як незворотний блокатор а_1Ь-рецепторів і pertussis toxin - лише зменшують його. Звідси авторський висновок: а_1а-блокатор в присутності незаблокованих а_1Ь- адренорецепторів запускає НІЕ, який включає стимуляцію А₁-рецепторів і активацію АТФ- чутливих К+-каналів (К[АТР]) через інгібіторний G-протеїн (Kocic I., Korolkiewicz K., 1998).

Окрім аденозину, ПІЕ спричиняють і його полімери. Показано, що диаденозинпентафосфат, джерелом якого є тромбоцити, хромаффіноцити тощо, чинить per se ПІЕ на папілярні м'язи мурчака та препарати трабекул передсердя людини. ПІЕ ліквідується антагоністом динуклеотидних рецепторів диінозинпентафосфатом. Разом з тим, диаденозинпентафосфат в 3-4 рази редукує ПІЕ ізопротеренолу; анти-Р-адренергічний ефект ліквідується антагоністом А₁-рецепторів (Arvola L. et al., 2004).

Інша ендогенна сполука - диаденозинтетрафосфат - на препарати передсердя і шлуночка людини теж чинить виражений ПІЕ, який усувається антагоністом Р₂-пуринорецепторів сураміном. З іншого боку, ця сполука, як і диадено-зинпентафосфат, послаблює ПІЕ Р-адреноагоніста через активацію А₁-рецепторів (позаяк анти-Р-адренергічний ефект ліквідується А₁-антагоністом). Останній ефект отримано і на папілярних м'язах мурчака. Показано, що він реалізується через послаблення стимульованих ізопротеренолом Са-каналів L-типу і зниження [Са²⁺]_і. Разом з тим, per se сполука виявилася неефективною стосовно папілярних м'язів, а на міокард лівого передсердя мурчака чинила, на відміну від людини, НІЕ (Vahlensieck U. et al., 1999).

Викладене дає привід звернути увагу на пуринорецептори. Відомо, що АТФ, окрім внутрішньоклітинного джерела енергії, стає агоністом, перебуваючи у екстрацелюлярному просторі. Ідентифіковано метаботропні Р_2у- і інотропні Р_2х-пуринорецептори кардіоміоцитів. В одиночному кардіоміоциті мікромолярні дози АТФ індукують неспецифічні катіонні і СГ-струми, які деполяризують клітину. АТФ як підвищує прямо, через посередництво G(s)-протеїну, так і знижує Са²+-струм, активує вхідні випрямляючі струми (АХ- і АТФ-активовані К+-струми) і вихідний К+-струм. Р₂-пуринергічна стимуляція підвищує рівень ц-АМФ (через активацію АЦ) та ІТФ (через активацію ФЛ С-у). АТФ per se в цілому є позитивно інотропним агентом (Vassort G., 2001).

Показано, що АТФ спричиняє відчутний ПІЕ на ізольовані міокардіоцити ембріона курки, який реалізується через Р_2х(₄)-пуринорецептори. В основі прямого включення Р₂-рецепторів у підвищення контрактильності міоцита лежить ФЛ С- і ц-АМФ-незалежний механізм стимуляції входу Са²+ у міоцит (Podrsky E. et al., 1997; Hu B. et al., 2002).

Пуринорецептори Р_2х-субтипу виявлено і на сарколеммі кардіоміоцитів щура. їх активація веде до деполяризації і активації катіонних каналів сарколемми і потоку екстрацелюлярного Са²+ у клітину, що має наслідком дальший потік Са²+ у цитозоль із СПР і в кінцевому підсумку - ПІЕ (Bjornsson O. et al., 1989).

ПІЕ агоніста Р_2х-рецепторів на ізольовані серця щура і миші поступається такому агоніста р₂- адренорецепторів; при цьому ПІЕ не супроводжується ПХЕ. ПІЕ АТФ і агоніста Р_2х-рецепторів проявляється і на ізольованих кардіоміоцитах шлуночка щура, супроводжуючись лише слабкою активацією ФЛ С і не послаблюючись інгібітором ФЛ С (Mei Q., Liang B., 2001). In vivo ШЕ АТФ реалізується, очевидно, і через Р-рецептори пресинаптичних вагальних терміналей, гальмуючи вивільнення ними ацетилхоліну.

При порівняльному дослідженні показано, що опосередкований через Р₂-рецептори ШЕ справляють, окрім АТФ, ще й АДФ, АМФ і аденозин (в порядку зниження), а також УТФ (Podrasky E. et al., 1997). Останнє, на нашу думку, дає принципові підстави для припущення щодо можливості реалізації ШЕ аденозину, як і його усунення, за участю також і Р₂-рецепторів.

Отже, ендогенний аденозин здатний спричиняти амбівалентний інотропний ефект, знак якого зумовлений задіянням його А₁- чи А_2а-рецепторів, та, до певної міри, Р₂-рецепторів.

Після такого обширного відступу на часі перейти до метилксантинів. Раніше нами показано, що метилксантини рослинного походження (кофеїн, теофілін і теобромін) є структурно- біохімічними аналогами сечової кислоти ^васівка С.В. та ін., 2004). До слова, є й інші пари рослинно-тваринних, так би мовити, гомологів: серцеві глікозиди - ендогенний уабаїн-подібний фактор, морфій - ендорфіни тощо.

В "Basic and Clinical Pharmacology" (Boueshey H., 1998) йдеться, що метилксантини діють на ЦНС, нирки, серце, скелетні і гладенькі м'язи. Зокрема, вони чинять прямий ШЕ і ПХЕ на серце. При низьких концентраціях цей ефект пов'язаний із підвищенням вивільнення катехоламінів внаслідок блокади пресинаптичних аденозинових рецепторів. При концентраціях понад 10 мкМ/л можливе зростання Са-струму у відповідь на зростання вмісту ц-АМФ внаслідок інгібування фосфодиестерази (ФДЕ). При концентрації понад 100 мкМ/л порушується секвестрація Са²+ в СПР. Залежно від індивідуальної чутливості (!) можливе виникнення аритмії чи лише синусної тахікардії і зростання серцевого викиду. Звичне вживання кофе підвищує, через вивільнення катехоламінів, артеріальний тиск і загальний периферійний опір судин.

Проте численні дані літератури далеко не однозначні стосовно як інотропних ефектів метилксантинів, так і їх взаємодії із аденозиновими рецепторами.

Дійсно, існує багато фактів про ШЕ метилксантинів на всіх рівнях: організменному, ізольваного серця, міокардіальної тканини, окремих кардіоміоцитів різних видів тварин і людини.

Так, кофеїну цитрат, введений недоношеним дітям внутрішньовенно в навантажувальній дозі 20 мг/кг з наступним щоденним введенням по 5 мг/кг (що створює його концентрацію в плазмі біля 0,05 мМ/л) впродовж тижня, призводить до значущого збільшення ударного і хвилинного об'ємів лівого шлуночка з першого по сьомий день курсу та підвищення артеріального тиску крові впродовж перших трьох днів без зміни частоти ритму (Wather F. et al., 1990).

На моделі перфузованого за Langendorff серця щура кофеїн (1 мкМ) реверсує депресивну дію ідарубіцину (-49%) у ШЕ (+18%), натомість теофілін (3 мкМ) лише послаблює ШЕ цього антрацикліну до -21% (Kang W., Weis M., 2003). Силу скорочень ізольованого серця риби кофеїн збільшує у 8 разів (Coyne M. et al., 2000). Кофеїн, введений інтракоронарно на фоні блокади E- адренорецепторів в концентрації, нижчій від 1 мМ/л, підвищує індекс контрактильності лівого шлуночка собаки (Takasago T. et al., 2000). ШЕ на інтактний шлуночок мурчака чинить ізобутилметилксантин (Gupta R. et al., 1998).

Продемонстровано ШЕ кофеїну на ізольоване передсердя миші (Kirchhefer U. et al., 2002) і щура (Mazumder P. et al., 1997), ізольовані трабекули правого шлуночка свині (Scholz J. et al., 1991). Показано, що кофеїн та ізобутилметилксантин чинять ШЕ на міокард, ізольований від серця хворих людей, при цьому відчутно сильніший за відсутності серцевої недостатності, ніж за наявності термінальної серцевої недостатності (Feldman M. et al., 1987).

Кофеїн чинить ШЕ на ізольовані міокардіоцити шлуночка мурчака (Terracciano C. et al., 1997) і реверсує ШЕ простагландину I₂ на ізольовані кардіоміоцити новонародженого щура (Baudet S. et al., 1996). Теофілін, кофеїн і теобромін, як і уабаїн і дигоксин, застосовані окремо, створюють позитивний інотропізм на ізольованих смужках правого шлуночка кроля. Разом з тим, метилксантини, застосовані за 10 хв до задіяння серцевих глікозидів, реверсують ШЕ останніх (Zavecz J., 1984). Кофеїн супресує ШЕ аденозину на ізольоване праве передсердя собаки (Chiba S., 1976), а 8-Р-сульфофеніл-теофілін (50 мкМ) зводить нанівець ШЕ диаденозин пентафосфату на папілярні м'язи мурчака (Arvola L. et al., 2004).

!нший ряд авторів свідчать за непевний або фазний характер інотропних ефектів метилксантинів. Так, кофеїн (1-3 мМ) дещо збільшує або так само зменшує силу скорочень м'язевих волокон, отриманих із міокарда шлуночка людей із застійною серцевою недостатністю, та суттєво потенціює адреналін-індуковане збільшення сили скорочення і прискорення релаксації (Chang С. et al., 1995).

Кофеїн в діапазоні концентрацій 0,1-20 мМ чинить двофазну дію на контрактильність ізольованого серця жаби: транзиторне підвищення амплітуди скорочень змінюється пригніченням. Величина контрактильних змін і тривалість кожної фази залежать від концентрації, плато кривої "доза-дія" досягається при концентрації понад 4 мМ (Дмитриева Н.В. и др., 1980). Силу скорочень електростимульованих волокон Purkinje собаки кофеїн (1мМ) спочатку збільшує, а потім зменшує (Satoh H., Vassalle M., 1996). На контрактильну активність ізольованого серця щура кофеїн в концентраціях 0,1+10 мМ/л створює біфазний ефект: початковий короткочасний ПІЕ (30+60%) переходить у стійкий НІЕ (50+80%) (Gupta M. et al., 1990). При тестуванні на кардіоміоцитах ембріона курки кофеїн (1-20 мМ) спричиняє короткочасне (<10 сек) підвищення амплітуди скорочень на 5-12%, за яким слідує стійке її зниження на 9-76% (Rasmussen С. et al., 1987). Виявлено також трифазний ефект кофеїну (8 мМ) на силу скорочень ізольованих волокон Purkinje: початкове транзиторне підвищення на 94%, наступне зниження на 37% і повільне часткове відновлення (+9%). В умовах високої концентрації в перфузійному розчині К+ (10 мМ) кофеїн не має НІЕ, тоді як при високій концентрації Са²+ (8,1 мМ) додавання кофеїну негайно знижує силу скорочень на 32%. Разом з тим, кофеїн потенціює ПІЕ норадреналіну (Iacono G., Vassalle M., 1994). Тіо-дериват ксантину - S-теофілін - в низьких концентраціях чинить на передсердя мурчака ПІЕ, який при високих концентраціях реверсується у НІЕ (Fassina G. et al., 1985).

При введенні анестезованим собакам із відкритою грудною кліткою кофеїн (50 мг/кг) не впливав на контрактильність серця (Leite-Moreira A. et al., 1999).

В клінічному спостереженні кофеїн, введений здоровим літнім мужчинам внутрішньовенно в дозі 4 мг/кг, що еквівалентна його кількості, яка міститься у чашці кави, досягав плазменної концентрації біля 0,05 мМ/л, що спричиняло підвищення систолічного тиску на 14 мм Hg, діастолічного - на 7 мм Hg. Гіпертензивний ефект сходив нанівець через 4 год. Повторна ін'єкція підвищувала артеріальний тиск відповідно на 7 і 4 мм Hg, а третя - знову на 16 і 7 мм Hg, натомість ПІЕ жодного разу не виявлявся (Conrad K. et al., 1982). 79-денне вживання кофе (6 чашок в день, вміст кофеїну 860 мг/л) значуще підвищує систолічний артеріальний тиск у жінок на 4,5+1,8 мм Hg, тоді як у мужчин виявляється лише тенденція до підвищення на 1,7+1,2 мм Hg (Van Dusseldorp M. et al., 1991).

Нарешті, третя група авторів наводить факти однозначного НІЕ метилксантинів. Зокрема, 4- тижневе вживання кофеїну з ефедрином підвищує у людей щільність Рз-адренорецепторів різної локалізації, в тому числі в міокарді, через які опосередковується НІЕ (De Matteis R. et al., 2002). Кофеїн в концентрації 1мМ чинить НІЕ на перфузовану електростимульовану міжшлуночкову перегородку кроля, уповільнюючи її релаксацію і знижуючи економність контрактильного процесу (Bonazzola P., Ponce-Hornos J., 1987), в концентрації 2 мМ послаблює силу скорочень як електростимульованого ізольованого передсердя (Shadle S. et al., 2000), так і ізольованих кардіоміоцитів кроля (Blanchard E., Alpert N., 1987). Показано НІЕ кофеїну на ізольоване перфузоване серце щура і мурчака (Kapelko V.I. et al., 1994). S-кофеїн (0,01-1 мМ/л) теж чинить НІЕ як на спонтанно працююче, так і електростимульоване передсердя мурчака (Fassina G. et al., 1985). Окрім самостійного НІЕ, кофеїн елімінує ПІЕ підвищення концентрації К+ на перузоване серце щура (Ng Y. et al., 1987), в дозі 1мМ редукує або превентує ПІЕ строфантину на ізольовані волокна Purkinje собаки (Vassalle M., Lin С., 1979), антагонізує ПІЕ ендотеліну на ізольоване ліве передсердя щура (Vigne P. et al., 1989), послаблює прямий ПІЕ АТФ, реалізований через пуринорецептори Р_2у-субтипу (Bjornsson O. et al., 1989), модулює НІЕ агоніста а₁- адренорецепторів (фенілефрину (Chen W., Su M., 2000).

Для інтерпретації неоднозначних інотропних ефектів метилксантинів слід звернутися до відомих на сьогодні механізмів їх дії. Вони можуть бути згруповані у наступні блоки: гальмування активності ФДЕ ц-АМФ, блокада аденозинових рецепторів, модуляція рівня інтрацелюлярного Са²+ шляхом впливу на активність Na^-АТФази сарколемми, Са-АТФази СПР, Na+ZCa-обмінника. Зупинимось детальніше на можливих точках прикладання метилксантинів.

Історично першим механізмом ПІЕ метилксантинів вважався їх інгібіторний вплив на активність ФДЕ ц-АМФ. Гальмування ФДЕ під впливом кофеїну (Feldman M. et al., 1987; Auclair M. et al., 1988) і 3-ізобутил-1 -метилксантину (IBMX) (Feldman M. et al., 1987; Xiong W. et al., 2001; Asada M., Endou M., 2003) дійсно має місце. IBMX, інгібуючи ФДЕ, дозо-залежно підвищує в ізольованих кардіоміоцитах мурчака рівень ц-АМФ і активність ц-АМФ-залежної протеїнкінази і активує фосфорилювання фосфоламбана (Gupta R. et al., 1998). Разом з тим, відомо, що S-кофеїн і

S-теофілін, гальмуючи ФДЕ серця бика в 3 і 9 разів сильніше, ніж кофеїн і теофілін відповідно, чинять на передсердя мурчака ШЕ (Fassina G. et al., 1985). Отже, гальмування ФДЕ не може вважатися головним механізмом ШЕ метилксантинів, як це прийнято стосовно дериватів піридину. До слова, показано, що ШЕ деривату піридину мілрінона в більшій мірі реалізується через антагонізм із аденозином (його А₁-рецепторами), ніж через гальмування ФДЕ-III, тому що нечутливий до карбахолу (Floreani M. et al., 1997).

Тому значно реальнішим механізмом ШЕ метилксантинів слід вважати їх антагонізм із А₁-рецепторами, через які реалізується ШЕ аденозину. Здатність селективно блокувати А₁- рецептори продемонстрована для 8-фенілтеофіліну (Cinnel I., Gur S., 2000; Arvola L. et al., 2004) і 1,3-дипропілциклопентилксантину (DPCPX) (Dobson J. Fenton R.,1997; Kocic I., Korolkiewicz K., 1998; Narayan P. et al., 1998; Stangl V. et al., 1999; Vahlensieck U. et al., 1999; Monahan T. et al., 2000; Zimmermann N. et al., 2000).

З іншого боку, 3,7-диметил-1-пропаргілксантин (DMPX) селективно блокує А₂-рецептори (Stangl V. et al., 1999), а хлоростирилкофеїн - їх субтип А_2а (Monahan T. et al., 2000), через реякі реалізується ШЕ аденозину.

Ще один дериват пуринів - N- (3R-тетрагідрофураніл)-6-амінопуpин рибозид - є селективним агоністом А₁-рецепторів (Lerman B. et al., 2001).

Але найбільший інтерес для інтерпретації наших результатів викликає здатність теофіліну (в концентрації біля 0,2 мМ), блокувати як А₁-, так і А_2а-рецептори (Pousti A. et al., 2004).

Отже, метилксантини здатні, в принципі, залежно від певних обставин, спричиняти ШЕ, ШЕ, а також фазні зміни контрактильної активності чи їх відсутність у випадку балансу А₁- і А_2а- опосередкованих впливів.

Відомо про існування двох фармакологічно відмінних типів вивільнення Са²+ із СПР: 1) Са²+, що акумулюється під час попередніх деполяризацій, вивільняється негайно після деполяризації і зменшується ріанодимом і кофеїном (5 мМ); 2) екстрацелюлярний Са²+, що входить у міоцит, акумулюється і вивільняється після початкового зволікання і селективно пригнічується мікромолярними концен-траціями місцевих анестетиків (Lynch C., 1991).

Кофеїн в низьких концентраціях (100-200 мкМ) посилює систолічний спалах (transient) Са²+ в міокардіоциті щура, продукований першою деполяризацією, однак після наступних імпульсів ця величина повертається до контрольного рівня, попри збереження присутності кофеїну. Вміст Са²+ у СПР зменшується після першого імпульсу на 9%, після наступних - на 21%. Перший імпульс в присутності кофеїну супроводжується збільшенням вхідного (Na-Са обмін) залишкового струму, що свідчить за збільшення виходу Са²+ із клітини. Зовнішня втрата Са²+, обчислена за залишковим струмом, узгоджується кількісно із такою від зміни вмісту Са²+ в СПР. Отже, стимуляція кофеїном Са-індукованого вивільнення Са²⁺ створює лише короткочасне збільшення систолічного всплеску Са²+, що відповідальне за значне зниження вмісту Са²+ в СПР. Автори роблять заключення, що жоден агент, в тому числі кофеїн, механізмом дії якого є стимуляція Са-індукованого вивільнення Са²+, не буде створювати стійкого ШЕ (Trafford A. et al., 1998).

В наступній роботі цієї ж групи авторів (Trafford A. et al., 2000)] продемонстровано, що із підвищенням концентрації кофеїну збільшується як потенціація систолічного всплеску Са²+, так і зниження вмісту Са²+ в СПР. При високих концентраціях (>500 мкМ) потенціюючий ефект зникає швидше, але швидкість відновлення після усунення кофеїну не залежить від його концентрації. Кофеїн початково збільшує фракціональне вивільнення Са²+ із СПР. Це має наслідком зниження його рівня в СПР в більшій мірі, ніж в умовах контролю. Фракція систолічного Са²+, яка відкачується із клітини, після аплікації кофеїну різко збільшується, але потім повертається до контрольного рівня. Збільшення фракціональної втрати зумовлене тим фактом, що коли цитоплазматичні буфери насичуються, дане підвищення під час систоли загального Са²+ створює значне підвищення вільного Са²+ і звідси - виходу Са²+ із клітини. Ці результати доказують, що модуляція кофеїном рианодинових рецепторів не має стійкого впливу на систолічний рівень Са²+, і показують взаємозалежність вмісту Са²+ в СПР, цитоплазматичного кальцієвого буферу сарколеммальних потоків Са²+ (Trafford A. et al., 2000).

На ізольованих міоцитах шлуночка мурчака показано, що швидка аплікація кофеїну індукує вивільнення Са²+ із СПР і цей кальцій видаляється із клітин шляхом сарколеммального Na/Са- обміну. Таким чином, інтеграція вхідного Na/Са-обмінного струму дозволяє оцінити вміст Са²+ у СПР. При досягненні внаслідок електростимуляції стійкого стану контрактильності нанесення кофеїну під час наступного ПД продовжує його тривалість і підвищує вміст Са²+ в СПР. Таке кальцієве навантаження, на думку авторів, може пояснити спостережуваний ПІЕ (Terracciano C. et al., 1997).

Показано, що кофеїн (0,1 мМ) на 80% підвищує №+-індуковане вивільнення Са²+ із сарколеммальних везикул щура. Однак, сарколеммальне №+-залежне поглинальне Са²+ і АТФ- незалежне зв'язування Са²+ нечутливі до кофеїну, тоді як АТФ-залежна акумуляція Са²+ і Са²+- стимульована активність АТФази пригні-чуються кофеїном в концентраціях 1+10 мМ (Gupta M. et al., 1990).

У вищих концентраціях (1-20 мМ) кофеїн спричиняє зниження швидкості поглинання ізольованим кардіоміоцитом ембріона курки ⁴⁵Са²+, зниження загального обмінюваного вмісту Са²+ і підвищення швидкості виходу ⁴⁵Са²+. Отже, кофеїн, зменшуючи поглинання Са²+ СПР-ом і/або збільшуючи вивільнення Са²+ із СПР, в кінцевому підсумку спустошує СПР від Са²+, що в цілому пояснює НІЕ (Rasmussen C. et al., 1987).

На активність Na^-АТФази сарколемми серця щура кофеїн чинить двофазний ефект: в низьких концентраціях (0,1-1 мМ) підвищує на 25%, натомість в концентрації 10 мМ - знижує на 25% (Gupta M. et al., 1990). В цілому він антагонізує активації Na+/Ca²+-обміну аденозином, через яку, можливо, реалізується НІЕ останнього (Brechler V. et al., 1990).

Інотропні ефекти кофеїну (5 мМ), як і ізопротеренолу (Vigne P. et al., 1992) та фенілефрину (Chen W., Su M., 2000), не чутливі до дії селективного блокатора Са-АТФази СПР тапсигаргіну, який індукує повільне підвищення [Са²+]_і, незалежне від [Са²+]₀ (Vigne P. et al., 1992) і спустошення СПР від Са²+ (Janiak R., Lewartowski B., 1995). З іншого боку, кофеїн редукує ефект тапсигаргіну на [Са²+]і (Vigne P. et al., 1992). Натомість ПІЕ норадреналіну і підвищеної до 5,0 мМ [Са²+]₀ зростають (Janiak R., Lewartowski B., 1995), а ендотеліну - майже цілком супресується в умовах блокади тапсигаргіном Са-АТФази СПР (Vigne P. et al., 1992). Відомо, що деякі інгібітори Са-помпи СПР (TBQ і циклопіазонова кислота) індукують НІЕ у різних видів (кроля, щура і тхора), зменшуючи вміст в СПР Са²+ (Baudet S. et al., 1996; Bonnet V., Leoty C., 1996). Натомість інший інгібітор - тапсигаргін - лише дещо зменшує амплітуду скорочень ізольованих кардіоміоцитів мурчака (Janiak R., Lewartowski B., 1995) та на 48% підвищує контрактильність лівого передсердя щура (Vigne P. et al., 1992).

Викладене дає підстави для наступної гіпотези. Сечова кислота, тобто 2,6,8-триоксипурин, в якості структурно-біохімічного аналога кофеїну (1,3,7-триметилксантину або 2,6-диокси-1,3,7- триметилпурину) чи теофіліну (1,3-диметилксантину або 2,6-диокси-1,3-диметилпурину), здатна гальмувати як А₁-, так і А_2а-рецептори, модулювати активність Na^-АТФази, Na+/Ca²+-обмінника і в кінцевому підсумку рівень [Са²+]_і, спричиняючи як ПІЕ, так і НІЕ.

Виходячи з цього припущення, слід гадати, що у осіб першого варіанту підвищення рівня урикемії з 72% до 83% ССВН блокує гальмівні пресинаптичні аденозинові А₁-рецептори симпатичних терміналей, чим розгальмовує вивільнення ними норадреналіну. Останній, активуючи пресинаптичні Р₂-адренорецептори власних нервових закінчень, за механізмом позитивного зворотнього зв'язку, потенціює власне вивільнення. Додатковим ефектом сечової кислоти, мабуть, є підвищення рівня ц-АМФ через гальмування фосфодиестерази. В кінцевому підсумку інтенсивність адренергічних впливів зростає на 57,7% (від 57% до 95% СН). З іншого боку, норадреналін, дифундуючи до пресинаптичних Р₂-адренорецепторів сусідніх вагальних терміналей, гальмує вивільнення ними ацетилхоліну, що проявляється у ослабленні на 40,6% холінергічних впливів (від 282% до 182% СН). Індекс вегетативного балансу зростає на 159% (із 36,5 од. до 94,5 од.). Іншою важливою ланкою механізму ПІЕ є блокада сечовою кислотою А₁-рецепторів міокардіоміоцитів, а отже - редукція НІЕ ендогенного аденозину можна допустити певну роль у ПІЕ одночасної стимуляції останнім А_2а-рецепторів, особливо з огляду на гіпотетичне збільшення утворення аденозину в міокардіоцитах, адже внаслідок гальмування ФДЕ підвищується рівень його попередників - ц-АМФ і 5'-АМФ. Не слід цілком відкидати можливості активації Р₂-рецепторів, через які реалізується як гальмування вивільнення ацетилхоліну, так і ПІЕ не лише АТФ, а й аденозину і сечової кислоти.

У осіб другого варіанту зниження рівня урикемії із 100% до 80% ССВН, розгальмовуючи пресинаптичні А₁-рецептори симпатичних терміналей, сприяє зменшенню вивільнення ними норадреналіну, а розгальмовучи фосфодиестеразу, знижує вміст в міокардіоцитах ц-АМФ, так що у підсумку інтенсивність адренергічних впливів послаблюється на 24,7% (від 105% до 77% СН). Паралельно послаблюється гальмування вивільнення ацетилхоліну, опосередковане Р₂- адренорецепторами вагальних терміналей, що проявляється посиленням холінергічних впливів на серце на 45,8% (від 155% до 191% СН) і зниженням індексу вегетативного балансу на 46% (із 122,9 од. до 73,3 од.). Крім того, розгальмування А₁-рецепторів міокардіоміоцитів сприяє прояву ШЕ аденозину.

Отже, у 52,8% осіб інотропні ефекти від зміни рівня урикемії реалізуються через односкеровані зміни інтенсивності адренергічних регуляторних впливів на серце, опосередковані пресинаптичними аденозиновими А₁-рецепторами та р₂-адренорецепторами симпатичних терміналей та пресинаптичними р₂-адренорецепторами вагальних терміналей, а також через реципрокні зміни активності міокардіальної фосфодиестерази ц-АМФ.

Співставлення змін контрактильної активності, урикемії та параметрів вегетативної регуляції серця навіюють думку, що в четвертому варіанті ШЕ внаслідок підвищення рівня сечової кислоти (з 74% до 92% ССВН) реалізується через посилення на 38,4% (від 127% до 173% СН) центральних холінергічних регуляторних впливів на серце. Це узгоджується із хрестоматійним фактом про здатність кофеїну підвищувати центральний тонус n.n. vagi. Одночасне ослаблення на 17,2% адренергічних впливів (від 103% до 84% СН) спричинене, мабуть, дифузією в синаптичну щілину адренергічного синапсу із сусіднього холінергічного синапсу ацетилхоліну, який через М- холінорецептори пресинаптичної мембрани симпатичних терміналей інгібує вивільнення ними норадреналіну. У підсумку індекс вегетативного балансу зсувається у бік ваготонії на 40% (від 146,4 од. до 87,9 од.). Додатковим механізмом ШЕ сечової кислоти може бути блокада нею А_2а- рецепторів міокардіоцитів, а отже - редукція ШЕ ендогенного аденозину. Не слід нехтуватиі гіпотетичною можливістю послаблення ШЕ екстрацелюлярного АТФ, опосередкованого через Р_2у- пурино-рецептори, шляхом аттенуації АТФ-індукованого підвищення [Са²+]_і , як це показано для кофеїну (Bjornsson O. et al., 1989).

З іншого боку, у осіб третього варіанту зниження рівня урикемії (від 106% до 83% ССВН) спричиняє ШЕ внаслідок зниження на 35,5% центрального тонусу n.n. vagi з одночасним посиленням на 27,3% адренергічних впливів, зумовленим розгальмуванням симпатичних терміналей, тобто зняттям гальмівної дії на них ацетилхоліну. У підсумку індекс вегетативного балансу зсувається у бік симпатотонії на 100% - від 62,6 од. до 125,3 од. Мабуть, певну роль у ШЕ відіграє розгальмування А_2а-рецепторів.

Отже, у 47,2% осіб інотропні ефекти від зміни рівня урикемії реалізуються через односкеровані зміни центрального тонусу n.n. vagi та зумовлені ацетилхоліном реципрокні зміни вивільнення норадреналіну серцевими симпатичними терміналями.

Залишається відкритим запитання, чому у того чи іншого конкретного хворого має місце один із чотирьох варіантів сумісних змін урикемії і контрактильної активності міокарда, чому сечова кислота приблизно одинаково часто виступає в якості то позитивноінотропного, то негативноінотропного агента, іншими словами, якими чинниками зумовлений характер інотропного ефекту сечової кислоти?

Тому з метою прогнозу типу сумісних реакцій урикемії та інотропії за низкою початкових параметрів застосовано дискримінантний аналіз (метод forward stepwise). В якості пре дикторів відібрано 18 параметрів (табл. 5.33).

Точність прогнозу варіанту У+!+ складає 92,3% (1 помилка на 13 осіб), У-I- - 86,7% (2 помилки на 15 осіб), У^+ - 90% (1 помилка на 10 осіб) та У+I- - 93,3% (1 помилка на 15 осіб). У I дискримінантній функції міститься 48,0% дискримінантних можливостей, доля дисперсії, пояснювана розподілом на варіанти, складає 69,8% (r*=0,835; Wilks' Л=0,061; р²=114; р<10^-4), у II - відповідно 34,0% і 62,1% (r=0,788; Wilks' Л=0,204; р²=65; р=0,001), у III - 18,0% і 46,3% (r*=0,681; Wilks' Л=0,537; р²=25,5; р=0,062).

I канонічна функція корелює лише із індексом контрактильності Sagawa (r=-0,27); II функція - із вагальним тонусом (r=-0,46) та нормованим часом вигнання крові (r=-0,24); III - із урикемією (r=-0,38), сумариним вмістом пре-Р- і E-ліпопротеїдів (r=-0,33), індексом Кердо після навантаження 1,5 Вт/кг (r=-0,29), тахікардією після навантаження 0,5 Вт/кг (r=-0,28), площею тіла (r=-0,28) та кальційемією (r=0,25). Потужність дискримінації (за критерієм Wilks' Л) складає 0,061; значення F-статистики, зв'язаної з Wilks' Л: approx. F (54,96)=2,76; p<10^-4. Квадрати віддалей Mahalanobis між кластерами склали: (Y-I+ і У+^) - 10,5 (F=1,97; р=0,046); (Y-I+ і У-I-) - 13,8 (F=2,75; р=0,006); (V-I+ і У+I-) - 8,4 (F=1,68; р=0,099); (Y+I+ і У-I-) - 15,9 (F=3,73; р=0,0006); (V+I+ і У+Г+) - 12,4 (f=2,91; р=0,004); (У-I- і У+I-) - 14,6 (F=3,71; р=0,0006). Отже, кластери-варіанти чітко розмежовуються за констелляцією початкових параметрів.

Таблиця 5.33

Підсумки дискримінантного аналізу факторів, що зумовлюють певний тип сумісної реакції урикемії та інотропії на курс бальнеотерапії____________________________