ВЛИЯНИЕ Ni2+ НА СЕРДЕЧНЫЙ И ДЫХАТЕЛЬНЫЙ РИТМЫ У НОВОРОЖДЕННЫХ КРЫСЯТ
PDF

Ключевые слова

новорожденные крысы
дизритмия
сердечный ритм
дыхание
кальциевые каналы
хлорид никеля

Аннотация

На новорожденных крысятах 3–16-дневного возраста (Р3–16) изучено влияние Ni2+, блокатора низкопороговых кальциевых каналов Т-типа (T-VDCC) и натрий-кальциевого обменника (NCX), на параметры сердечного и дыхательного ритмов. Обнаружена четкая возрастная зависимость выраженности аритмогенного эффекта, возникающего при блокаде кальциевых каналов. У 100% 3-дневных крысят при инъекции NiCl2 в дозе 109 мг/кг (ED100) возникает преходящий атипичный сердечный ритм, представляющий собой чередование периодов умеренной брадикардии с патологически медленным (до 20–60 сокр/мин) сердечным ритмом. Параллельно развивается выраженная дисфункция дыхательной системы с пачечной формой дыхания. Данный симптомокомплекс возникает у 75% 10–14-суточных крысят и полностью отсутствует у 15–16-суточных. Феноменологически сходные нарушения сердечного ритма наблюдаются у новорожденных крысят после инъекции хлорида никеля, при отравлении ингибиторами ацетилхолинэстеразы и при активации центральных Н-холинергических структур. Полученные данные позволяют предполагать, что в ранний период постнатального онтогенеза крыс нарушение механизмов кальциевого обмена может играть определенную роль в развитии нарушений ритмогенеза.

https://doi.org/10.31857/S0044452922050060
PDF

Литература

Kuznetsov SV (1994) Reproduction of the Primary Rhythms of Excitation in Cardiac Activity of Neonatal Rat Pups. Bull Exp Biol Med 117(4):421–423. https://doi.org/10.1007/BF02444201

Kuznetsov SV, Goncharov NV, Glashkina LM (2005) Change of Parameters of Functioning of the Cardiovascular and Respiratory Systems in Rats of Different Ages under Effects of Low Doses of the Cholinesterase Inhibitor Phosphacol. J Evol Biochem Physiol 41(2):201–210. https://doi.org/10.1007/s10893-005-0055-x

Sizonov VА, Dmitrieva LE (2018) Heart Rhythm Disturbances Caused by Injection of Cholinesterase Inhibitor Physostigmine to Rats during the Early Ontogeny. Bull Exp Biol Med 165(1):44–47. https://doi.org/10.1007/s10517-018-4095-9

Кузнецов СВ, Кузнецова НН, Гайдукова ПА (2019) Влияние блокады медленных кальциевых каналов L-типа на показатели сердечной, дыхательной и моторной деятельности у интактных и подвергшихся интоксикации эзерином новорожденных крысят. Обзоры клин фармакол и лекарств терапии 17:39–49. [Kuznetsov SV, Kuznetsova NN, Gaydukova PA (2019) Influence of L-type slow calcium channels blockers on cardiac, respiratory and motor activity at the intact and poisoned by physostigmine (eserine) of rats during the early ontogeny. Rev Clin Pharmacol Drug Therapy 17:39–49. (In Russ)]. https://doi.org/10.17816/RCF17339-49

Кузнецов СВ, Кузнецова НН (2021) Влияние высоких доз уабаина на показатели сердечной, дыхательной и моторной деятельности у новорожденных крысят. Обзоры клин фармакол и лекарств терапии 19:395–403. [Kuznetsov SV, Kuznetsova NN (2021) Effects of high doses of ouabain on cardiac, respiratory, and motor activity at newborn rats. Rev Clin Pharmacol Drug Therapy 19:395–403. (In Russ)]. https://doi.org/10.17816/RCF194395-403

Кузнецов СВ, Кузнецова НН (2020) Онтогенетические особенности влияния дантролена и кофеина на показатели сердечной, дыхательной и моторной деятельности у интактных и подвергшихся интоксикации эзерином крысят. Обзоры клин фармакол и лекарств терапии 18:139–148. [Kuznetsov SV, Kuznetsova NN (2020) Ontogenetic peculiarities of the effect of dantrolene and caffeine on the cardiac, respiratory and motor performance of intact and poisoned by physostigmine of rats. Rev Clin Pharmacol Drug Therapy 18:139–148. (In Russ)]. https://doi.org/10.17816/RCF182139-148

Massie BM (1997) Mibefradil: A Selective T-Type Calcium Antagonist. Am J Cardiol 80(9A):23I–32I. https://doi.org/10.1016/s0002-9149(97)00791-1

Hüser J, Blatter LA, Lipsius SL (2000) Intracellular Ca2+ release contributes to automaticity in cat atrial pacemaker cells. J Physiol 524(Pt2):415–422. https://doi.org/10.1111/j.1469-7793.2000.00415.x

Perez-Reyes E (2003) Molecular physiology of low-voltage-activated T-type calcium channels. Physiol Rev 83:117–161. https://doi.org/10.1152/physrev.00018.2002

Mangoni ME, Traboulsie A, Leoni AL, Couette B, Marger L, Le Quang K, Kupfer E, Cohen-Solal A, Vilar J, Shin HS, Escande D, Charpentier F, Nargeot J, Lory P (2006) Bradycardia and slowing of the atrioventricular conduction in mice lacking CaV3.1/α1G T-type calcium channels. Circ Res 98:1422–1430. https://doi.org/10.1161/01.RES.0000225862.14314.49

Mangoni ME, Nargeot J (2008) Genesis and regulation of the heart automaticity. Physiol Rev 88:919–982. https://doi.org/10.1152/physrev.00018.2007

Ferron L, Capuano V, Ruchon Y, Deroubaix E, Coulombe A, Renaud JF (2003) Angiotensin II signaling pathways mediate expression of cardiac T-type calcium channels. Circ Res 93:1241–1248. https://doi.org/10.1161/01.RES.0000106134.69300.B7

Schaffer SW, Jong CJ (2015) Regulation of Cardiac Hypertrophy by T-Type Ca2+ Channel. In: T-type Calcium Channels in Basic and Clinical Science Springer-Verlag Wien 73–84. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-1413-1

Vassort G, Talavera K, Alvarez JL (2006) Role of T-type Ca2+ channels in the heart. Cell Calcium 640:205–220. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2006.04.025

Suzuki S, Ohkusa T, Ono K, Sato T, Yoshida M, Yano M, Takebayashi S, Matsuzaki M (2007) Beneficial effects of the dual L- and T-type Ca2+ channel blocker efonidipine on cardiomyopathic hamsters. Circ J 71(12):1970–1976. https://doi.org/10.1253/circj.71.1970

Studer R, Reinecke H, Vetter R, Holtz J, Drexler H (1997) Expression and function of the cardiac Na+/Ca2+ exchanger in postnatal development of the rat, in experimental-induced cardiac hypertrophy and in the failing human heart. Basic Res Cardiol 92(1):53–58. https://doi.org/10.1007/BF00794068

Ferron L, Capuano V, Deroubaix E, Coulombe A, Renaud JF (2002) Functional and molecular characterization of a T-type Ca(2+) channel during fetal and postnatal rat heart development. J Mol Cell Cardiol 34:533–546. https://doi.org/10.1006/jmcc.2002.1535

Satoh H (1995) Role of T-type Ca2+ channel inhibitors in the pacemaker depolarization in rabbit sino-atrial nodal cells. Gen Pharmacol 26(3):581–587. https://doi.org/10.1016/0306-3623(94)00214-8

Lee JH, Gomora JC, Cribbs LL, Perez-Reyes E (1999) Nickel block of three cloned T-type calcium channels: low concentrations selectively block alpha1H. Biophys J 77(6):3034–3042. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(99)77134-1

Kang HW, Park JY, Jeong SW, Kim JA, Moon HJ, Perez-Reyes E, Lee JH (2006) A Molecular Determinant of Nickel Inhibition in Cav3.2 T-type Calcium Channels. J Biol Chem 281(8): 4823–4830. https://doi.org/10.1074/jbc.M510197200

Haverinen J, Hassinen M, Dash NS, Vornanen M (2018) Expression of calcium channel transcripts in the zebrafish heart: dominance of T-type channels. J Exp Biol 221(Pt10):jeb179226. https://doi.org/10.1242/jeb.179226

Kimura J, Miyamae S, Noma A (1987) Identification of sodium-calcium exchange current in single ventricular cells of guinea-pig. J Physiol 384:199–222. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1987.sp016450

Reppel M, Fleischmann BK, Reuter H, Pillekamp F, Schunkert H, Hescheler J (2007) Regulation of Na+/Ca2+ exchange current in the normal and failing heart. Ann N Y Acad Sci 1099:361–372. https://doi.org/10.1196/annals.1387.065

Cheng H, Smith GL, Hancox JC, Orchard CH (2011) Inhibition of spontaneous activity of rabbit atrioventricular node cells by KB-R7943 and inhibitors of sarcoplasmic reticulum Ca2+ ATPase. Cell Calcium 49(1):56–65. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2010.11.008

Henderson RG, Durando J, Oller AR, Merkel DJ, Marone PA, Bates HK (2012) Acute oral toxicity of nickel compounds. Regul Toxicol Pharmacol 62(3):425–432. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2012.02.002

Singh PP, Junnarkar AY (1991) Behavioural and toxic profile of some essential trace metal salts in mice and rats. Ind J Pharmacol 23:153–159.

Yan XM, Tao ZQ, Liang YY, Chen ZJ, Zhang JS, Xu XH (1998) Effect of catecholamic acid on detoxication and distribution of NiCl2 in mice and rats. Acta Pharmacol Sinica 19(1):80–84.

Leuranguer V, Monteil A, Bourinet E, Dayanithi G, Nargeot J (2000) T-type calcium currents in rat cardiomyocytes during postnatal development: contribution to hormone secretion. Am J Physiol Heart Circ Physiol 279:H2540–H2548. https://doi.org/10.1152/10.1152/ajpheart.2000.279.5.H2540

Xu X, Best PM (1992) Postnatal changes in T-type calcium current density in rat atrial myocytes. J Physiol 454(1):657–672. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1992.sp019285

Seki S, Nagashima M, Yamada Y, Tsutsuura M, Kobayashi T, Namiki A, Tohse N (2003) Fetal and postnatal development of Ca2+ transients and Ca2+ sparks in rat cardiomyocytes. Cardiovasc Res 58(3):535–548. https://doi.org/10.1016/s0008-6363(03)00255-4

Escobar AL, Ribeiro-Costa R, Villalba-Galea C, Zoghbi ME, Perez CG, Mejia-Alvarez R (2004) Developmental changes of intracellular Ca2+ transients in beating rat hearts. Am J Physiol Heart Circ Physiol 286(3):H971–H978. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00308.2003

Kuznetsov SV (1995) N-cholinergic activation of periodic activity of excitable structures in early postnatal ontogenesis. J Evol Biochem Physiol 31(2):100–105.

Chavez J, Vargas MH, Cruz-Valderrama JE, Montaño LM (2011) Non-quantal release of acetylcholine in guinea-pig airways: role of choline transporter. Exp Physiol 96(4):460–467. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2010.056440

Miyawaki T, Goodchild AK, Pilowsky PM (2003) Maintenance of sympathetic tone by a nickel chloride-sensitive mechanism in the rostral ventrolateral medulla of the adult rat. Neuroscience 116(2):455–464. https://doi.org/10.1016/s0306-4522(02)00705-4

Fan Y-P, Horn EM, Waldrop TG (2000) Biophysical characterization of rat caudal hypothalamic neurons: calcium channel contribution to excitability. J Neurophysiol 84:2896–2903. https://doi.org/10.1152/jn.2000.84.6.2896

Del Negro CA, Morgado-Valle C, Hayes JA, Mackay DD, Pace RW, Crowder EA, Feldman JL (2005) Sodium and Calcium Current-Mediated Pacemaker Neurons and Respiratory Rhythm Generation. J Neurosci 25(2):446–453. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2237-04.2005

Onimaru H, Ballanyi K, Richter DW (1996) Calcium-dependent responses in neurons of the isolated respiratory network of newborn rats. J Physiol 491(Pt 3):677–695. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1996.sp021249

Koban MU, Moorman AF, Holtz J, Yacoub MH, Boheler KR (1998) Expressional analysis of the cardiac Na-Ca exchanger in rat development and senescence. Cardiovasc Res 37(2):405–423. https://doi.org/10.1016/s0008-6363(97)00276-9