каннабиноиды, аритмии
cannabinoids, arrhythmias
| | Ключевые слова каннабиноиды, аритмии | | | Key words cannabinoids, arrhythmias |
| | Аннотация Обнаружен антиаритмический эффект селективного агониста каннабиноидных рецепторов HU-210 при адреналовых и аконитиновых аритмиях у крыс. | | | Annotation It has been found antiarrhythmic effect of selective cannabinoid receptor agonist HU-210 at epinephrine and aconitine induced arrhythmias in rats. |
| | Автор Угдыжекова, Д. С., Маймескулова, Л. А., Давыдова, Ю. Г. | | | Номера и рубрики ВА-N19 от 28/07/2000, стр. 68-71 /.. Экспериментальные исследования |
Современная фармакология не знает ясного ответа на вопрос о том, какие физико-химические свойства соединений предопределяют их антиаритмическую активность. Зная структуру молекулы вновь синтезированного вещества, нельзя a priori сказать, будет ли это соединение обладать антиаритмическими свойствами или нет. Многие соединения, синтезированные первоначально с целью создать новое лекарство для лечения определенных заболеваний весьма далеких от сердечно-сосудистой патологии, нашли свое применение в клинической практике как антиаритмические препараты. Примером является фенитоин, который планировали применять для лечения эпилепсии, однако этот препарат оказался хорошим антиаритмиком [3]. Противосудорожный препарат финлепсин используют для предупреждения желудочковой экстрасистолии и желудочковой тахикардии [3]. Другие психофармакологические средства, например, имипрамин, азафен, также обладают антиаритмическими свойствами, хотя редко используются в терапии нарушений сердечного ритма [3]. Все вышесказанное в полной мере относится к агонистам каннабиноидных (СВ) рецепторов, которые могут оказаться перспективной группой соединений для поиска новых антиаритмических агентов. Какие у нас есть основания для подобного предположения?
Эти препараты обладают кардиоваскулярной активностью [5, 7, 12, 19, 20]. Каннабиноиды ингибируют активность аденилатциклазы в мембранах кардиомиоцитов [13] и, тем самым, снижают синтез цАМФ, который, как известно [14], играет важную роль в генезе аритмий. Агонисты каннабиноидных рецепторов оказывают модулирующее действие на состояние вегетативной нервной системы [5, 10, 20], роль которой в аритмогенезе хорошо известна. Сопоставление этих фактов позволило нам предположить, что каннабиноиды, по-видимому, могут оказывать антиаритмический эффект на модели адреналовых аритмий, которые обусловлены избыточным синтезом цАМФ в результате активации 
-адренорецепторов, сопряженных с аденилатциклазой.
Цель работы: изучить антиаритмический эффект селективного агониста каннабиноидных рецепторов HU-210.
Опыты проводили на крысах-самцах линии Вистар массой 150-200 г. У крыс моделировали аритмии путём внутривенной инъекции адреналина в дозе 120 мкг/кг или аконитина в дозе 50 мкг/кг. Крыс наркотизировали этиловым эфиром. В течение 5 мин после инъекции адреналина регистрировали ЭКГ в первом грудном отведении с помощью усилителя биопотенциалов (УБФ4-03, Россия) и компьютера IBM 486 с использованием оригинального пакета прикладных программ. При анализе ЭКГ принимали во внимание частоту возникновения единичных и множественных желудочковых экстрасистол (ЖЭ), желудочковой тахикардии (ЖТ), фибрилляции желудочков (ФЖ). За единичные ЖЭ принимали экстрасистолы в количестве от 6 до 16 за 5 мин регистрации ЭКГ. Экстрасистолы в количестве более 16 за 5 мин принимали за множественные. В качестве критерия аритмогенного действия аконитина принимали интервал времени от момента инъекции аконитина до момента появления ЖТ.
Для интрацеребровентрикулярного (ICV) введения каннабиноидов использовали крыс массой 250-300 г. За 5-7 дней до индукции аритмий в боковой желудочек мозга крыс имплантировали канюлю, которую фиксировали на поверхности черепа с помощью стоматологического цемент-фосфата. Операция выполнялась под барбамиловым наркозом (50 мг/кг внутрибрюшинно) при помощи стереотаксического аппарата СЭЖ-5 (НПО «Конструктор», Украина). При этом использовали следующие координаты: АР : +1.5 мм, L: +2.0 мм, V: -3.5 мм относительно брегмы [17].
Селективный агонист каннабиноидных (СВ1 и СВ2) рецепторов HU-210 [16] был синтезирован проф. R.Mechoulam (Иерусалимский Университет, Израиль). HU-210 вводили внутривенно в дозе 50 и 250 мкг/кг после растворения в смеси Cremophore EL: этанол: вода (1:1:18) за 30 мин до инъекции адреналина или аконитина. Для ICV введения HU-210 растворяли в DMSO и вводили в дозе 0,5 мкг или 5 мкг на крысу в 10 мкл DMSO. Для того, чтобы оценить рецепторную специфичность обнаруженных эффектов использовали селективный антагонист каннабиноидных рецепторов CB1-типа SR141716A [18], любезно предоставленный др. M.Mosse (Sanofi Recherch, Франция). Этот антагонист CB1-рецепторов вводили внутривенно в дозе 3 мг/кг за 30 мин до инъекции HU-210. SR141716A растворяли также, как и HU-210. При выборе доз лигандов CB-рецепторов и способов растворения этих препаратов мы руководствовались данными литературы [15,16,18]. Для блокады периферических вегетативных ганглиев использовали предварительное двукратное внутривенное введение гексаметония в дозе 10 мг/кг, первый раз за 10 мин до HU-210 и второй раз за 10 мин до инъекции адреналина.
Контролем служили интактные животные, которым перед инъекцией адреналина или аконитина внутривенно или ICV вводили соответствующий растворитель. Результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента и критерия 
2.
Как показано в табл. 1, адреналин вызывает желудочковые аритмии у всех животных. У 47% особей регистрируется ЖФ, а у 53% крыс отмечается ЖТ. У большинства животных эти аритмии носили обратимый характер и завершались восстановлением нормального синусового ритма. Инъекция HU-210 в дозе 50 мкг/кг вызывала снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС) с 377±1,3 уд/мин (n=20) в контроле до 221±1,2 уд/мин на 30 минуте после введение каннабиноида (n=10; р<0,001). Отрицательный хронотропный эффект HU-210 носил дозозависимый характер. После введения HU-210 в дозе 250 мкг/кг ЧСС составляла 185±1,5 (n=10, р<0,001 по отношению к контролю). Известно, что активация СВ-рецепторов, локализованных в головном мозге, вызывает снижение активности симпатического звена вегетативной нервной системы и повышение тонуса n.vagus [5, 20]. Вероятно, наблюдаемая нами брадикардия связана с активацией центральных канабиноидных рецепторов. Как видно из табл. 1, предварительное введение каннабиноида способствовало снижению частоты возникновения злокачественных аритмий (ЖТ и ЖФ), а у четырех крыс желудочковые нарушения сердечного ритма вовсе не возникали. Еще более выраженный антиаритмический эффект HU-210 оказал в дозе 250 мкг/кг. Ганглиоблокатор гексаметоний не устранял антиаритмический эффект HU-210. В отдельной серии экспериментов (данные не представлены в таблице) нами было показано, что сам по себе гексаметоний не оказывает достоверного эффекта на частоту возникновения адреналовых аритмий.
| Группы животных | n | Без ЖА n (%) | ЕЖЭ n (%) | МЖА n (%) | ЖТ n (%) | ЖФ n (%) |
| Контроль | 15 | 0 | 1 (7%) | 14 (93%) | 8 (53%) | 7 (47%) |
| HU-210 0.05 мг/кг | 14 | 4* (29%) | 1 (7%) | 9 (64%) | 1** (7%) | 0** |
| HU-210 (0.25 мг/кг) | 13 | 6** (46%) | 2 (15%) | 5*** (38%) | 2* (15%) | 0** |
| Гексаметоний + HU-210 (0.05 мг/кг) | 14 | 6** (43%) | 2 (14%) | 6** (43%) | 3 (21%) | 1# (7%) |
| Примечание. n - количество животных. * - p<0.05; # - p<0.025 ** - p<0.01; *** - p<0.001 - достоверное различие по отношению к контролю (критерий 2). ЖА - желудочковые аритмии; ЕЖЭ - единичные желудочковые экстрасистолы; МЖЭ - множественные желудочковые экстрасистолы; ЖТ - желудочковая тахикардия; ЖФ - желудочковая фибрилляция. | ||||||
Сопоставление этих данных позволило нам предположить, что антиаритмический эффект HU-210 не связан с изменением состояния вегетативной нервной системы, поскольку ганглиоблокатор гексаметоний, который вызывает кратковременную «химическую денервацию» сердца, не оказывал эффекта на антиаритмические свойства этого каннабиноида. Вместе с тем, возможность участия центральных СВ-рецепторов в формировании HU-210-индуцированной толерантности сердца к аритмогенному действию катехоламинов представлялась нам вполне вероятной, поскольку каннабиноиды легко проникают через гемато-энцефалический барьер [7, 12]. Исследовать участие вегетативных центров головного мозга в реализации антиаритмического действия HU-210 можно при помощи ICV инфузии этого препарата.
Как показано на <рис. 1, этот каннабиноид не оказывал достоверного эффекта на частоту возникновения адреналовых аритмий, если его вводили в боковой желудочек мозга в дозе 0,5 мкг и 5,0 мкг на крысу. Вес головного мозга крысы не превышает двух граммов [1], поэтому в пересчете на один килограмм массы тела ICV-доза 5,0 мкг на крысу соответствует 2500 мкг/кг, что в 50 раз больше использованной нами дозы (50 мкг/кг) для внутривенного введения. Следовательно, есть основания утверждать, что антиаритмический эффект HU-210 не связан с активацией центральных СВ рецепторов.
Известно, что каннабиноиды способны ингибировать аденилатциклазу (АЦ) кардиомиоцитов [13], поэтому мы предположили, что антиаритмический эффект HU-210 в условиях стимуляции -адренорецепторов адреналином мог быть следствием СВ-рецептор-опосредованного угнетения активности АЦ, катализирующего синтез эндогенного аритмогенного фактора - цАМФ [14]. Последний активирует Са2+-каналы L-типа и усиливает мобилизацию Са2+ из саркоплазматического ретикулума, вызывая тем самым увеличение концентрации Са2+ в миоплазме, что в конечном итоге способствует возникновению электрической нестабильности сердца и появлению аритмий [8, 14]. В этом случае, HU-210 должен был защищать сердце только от токсического действия адреналина, но никак не влиять на резистентность сердца к действию иных аритмогенных факторов. Проверить наше предположение мы решили на модели аконитиновых аритмий. В основе аритмогенного действия аконитина лежит его способность замедлять инактивацию быстрых Na+-каналов, что ведет к перегрузке кардиомиоцитов ионами Na+, который обменивается на внеклеточный Са2+, по механизму Na+/Ca2+ обмена [2]. В конечном итоге, возникает Ca2+-перегрузка кардиомиоцитов, что ведет к электрической нестабильность сердца и возникновению аритмий [2, 8].
Нами было установлено, что HU-210 (50 мкг/кг) способствует повышению толерантности сердца к аритмогенному действию аконитина. В контрольной группе время от момента инъекции аконитина до момента возникновения необратимой ЖТ или ЖФ составляет 116,2±7,9 сек (n=15). После предварительной инъекции каннабиноида (50 мкг/кг) этот промежуток времени увеличивается до 278,3±22,8 сек (n=14, P<0,001 по отношению к контролю). Следовательно, антиаритмический эффект HU-210 не может быть связан только со снижением активности АЦ. В основе аритмогенного действия аконитина и адреналина лежит способность этих препаратов увеличивать Са2+-перегрузку кардиомиоцитов [2,8,14], поэтому представляется уместным предположить, что в основе антиаритмического действия HU-210 лежит способность этого препарата ингибировать Са2+-перегрузку кардиомиоцитов. Механизм подобного эффекта HU-210 предстоит выяснить.
Важным аспектом в исследовании антиаритмического действия любого фармакологического агента лежит изучение рецепторной природы выявленного эффекта. С этой целью нами был использован селективный блокатор СВ1-рецепторов SR141716A. Оказалось, что этот препарат в дозе 3 мг/кг никак не влиял на характер адреналовых аритмий (рис. 2). Более того, этот препарат никак не влиял на антиаритмическое действие HU-210 (рис. 2). Следовательно, антиаритмический эффект HU-210 не связан с активацией СВ1-рецепторов, по-видимому, он является результатом стимуляции СВ2-рецепторов. Однако этот вопрос еще предстоит выяснить в последующих исследованиях. Рецепторная природа антиаритмического действия HU-210 у нас не вызывает сомнения, поскольку этот каннабиноид активен уже в дозе 50 мкг/кг, что на порядок ниже минимальной антиаритмической дозы таких препаратов как пропранолол, лидокаин и верапамил [6, 9]. Вместе с тем, говорить о перспективах широкого применении каннабиноидов в клинической практике как антиаритмиков пока не приходится, поскольку имеются сообщения о способности марихуаны (действующим началом которой являются каннабиноиды) провоцировать возникновение желудочковых экстрасистол у здоровых добровольцев [11] и снижать толерантность к физическим нагрузкам у пациентов, страдающих стенокардией [4].
1. Селективный агонист каннабиноидных рецепторов HU-210 обладает высокой антиаритмической активностью на моделях адреналовых и аконитиновых аритмий.
2. Антиаритмическое действие HU-210 не связано с активацией СВ1-рецепторов.
1. Блинков С.М., Глезер И.И. Мозг человека в цифрах и таблицах. Л.: Медицина, 1964. 471 с.
2. Лаздинский М., Рено Дж.Ф. Действие кардиотоксинов на ионные каналы мембраны. Физиология и патофизиология сердца. Под ред. Н.Сперелакиса. - М.: Медицина, 1990. - С. 593-617.
3. Мазур Н.А., Абдалла А. Фармакотерапия аритмий. - М.: Оверлей, 1995. - 224 с.
4. Aronow W.S., Cassidy J. Effect of marihuana and placebo-marihuana smoking on angina pectoris. N.Engl.J.Med. 1974; 291 (2): 65-67.
5. Cavero I., Solomon T., Buckley J.P., Jandhyla B.S. Studies on the bradycardia induced by (-)-D9-trans-tetrahydrocannabinol in anesthetized dogs. Eur. J. Pharmacol. 1973; 22 (3): 263-269.
6. Cambell C.A.,Parratt J.R. The effect of beta-adrenoreceptor blocking agents, with differing ancillary properties, on the arrhythmias resulting from acute coronary artery ligation in anaesthetised rats. Brit. J. Pharmacol. 1983; 79: 939-946.
7. Dewy W.L. Cannabinoid Pharmacology. Pharmacol. Rev. 1986; 38 (1): 151-178.
8. Eisner D.A. The role of intracellular Ca ions in the the therapeutic and toxic effects of cardiac glycosides and catecholamines. J. Cardiovasc. Pharmacol. 1986; 8 (Suppl 3): S2-S9.
9. Harumi K., Tsutsumi T., Sato T., Sekiya S. Classification of antiarrhythmic drugs based on ventricular fibrillation threshold. Am. J. Cardiol. 1989; 64: 10J-14J.
10. Hosko M.J., Schmeling W.T., Hardman H.F. Delta-9-tetrahydrocannabinol: site of action for autonomic effects. In: The Cannabinoids: Chemical, Pharmacological and Therapeutic Aspects. Agurell S., Dewey W.L., Willette R.E. eds. New York: Academic Press, 1984; pp. 635-648.
11. Johnson S., Domino E.F. Some cardiovascular effects of marihuana smoking in normal volunteers. Clin. Pharmacol. Ther. 1971: 12 (5): 762-768.
12. Jones R.T. Cardiovascular effects of cannabinoids. In: Marihuana '84, Harvey D.J. ed. Oxford: IRL Press. 1984; pp. 325-334.
13. Li D.M.F., Ng C.K.M. Effects of D1- and D6-tetrahydrocannabinol on the adenylate cyclase activity in ventricular tissue of the rat heart. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1984; 11 (1): 81-85.
14. Lubbe W.F., Podzuweit T., Opie L.H. Potential arrhythmogenic role of cyclic adenosine monophsphate (AMP) and cytosolic calcium overload: Implications for prophilactic effects of beta-blockers in myocardial infarction and proarrhythmic effects of phosphodiesterase inhibitors. J Am. Coll. Cardiol. 1992; 19 (7): 1622-1633.
15. Mansbach R.S., Rovertti C.C., Winston E.N., Lowe J.A.III Effects of the cannabinoid CB1 receptor antagonist SR141716A on the behavior of pigeons and rats. Psychopharmacology 1996; 124: 315-322.
16. Mechoulam R., Feigenbaum J.J.,Lander N. et al. Enantiomeric cannabinoids: Stereospecificity of psychotropic activity. Experientia 1988; 44: 762-764.
17. Pellegrino L.J., Pellegrino A.S., Cushman A.J. A Stereotaxic Atlas of the Rat Brain.- Plenum Press, New York, London: 1979.
18. Rinaldi-Cramona M., Barth F.,Heaulme M. et al. SR141716A, a potent and selective antagonist of the brain cannabinoid receptor FEBS Lett. 1994; 350: 240-244.
19. Varga K., Lake K.D., Huangfu D., Guyenet P.G., Kunos G. Mechanism of the hypotensive action of anandamide in anesthetized rats. Hypertension, 1996; 28: 682-686.
20. Volmer R.R., Cavero I., Ertel R.J., Solomon T.A., Burckley J.P. Role of central autonomic nervous system in the hypotension and bradycardia induced by (-)-D9-trans-tetrahydrocannabinol. J.Pharm. Pharmac. 1974; 26(3): 186-192.