Исследование механизма действия кардиоактивных секретируемых предсердием полипептидов на гемостаз

Ключевые слова: атриопептид, коронароактивность, ключевой регулятор, гемокоагуляция, нейрогормон

Проблема регуляции – одна из центральных в биологии, поскольку она непосредственно связана со становлением и поддержкой гомеостаза, обеспечивающего относительное постоянство организма при непрерывно меняющихся условиях его внутренней и внешней среды. Многие регуляторные процессы опосредованы пептидами – эффекторами и модуляторами соответствующих систем, контролирующих временную и пространственную последовательность жизненно важных событий, протекающих в организме. Одним из фундаментальных открытий явилось выявление эндокринной системы сердца, которое изменило наши представления о регуляции гемодинамики в организме, о механизме сохранения кардиоваскулярного гомеостаза. Морфологические и биохимические исследования позволили установить, что сократительные клетки миокарда предсердий синтезируют и секретируют в кровь пептиды, контролирующие и регулирующие гемодинамику в организме, механизм сохранения кардиоваскулярного гемостаза. Открытие пептидной регуляторной системы сердца по существу явилось ответом на два первоначально не связанных друг с другом вопроса, возникших еще в 50-е годы. Первый из них – какова природа и функция плотных, выявляемых в электронном микроскопе гранул в мышечных клетках миокарда предсердий, отличающихся от кардиоцитов желудочков сердца человека и лабораторных животных [7]. Второй – какова природа и тканевое происхождение пептидов, синтезируемых и секретируемых предсердиями.

Структура и биологические свойства кардиоактивных атриопептидов

Феномен нейросекреции при изучении функциональной морфологии предсердий крыс описан также Галояном А.А. и сотр. [1,3]. Дальнейшие наши исследования в направлении поиска и идентификации кардиоактивных факторов в указанном органе привели к обнаружению кроме гипоталамического нейрогормона С (НС) – подобных соединений 7 новых кардиоактивностей [5,6]. Исследование физико-химических свойств искомых соединений с Мr равным от 1600 до 15 000 Д, подтвердило локализацию 4 из них в предсердном, а 3 – в ушковом регионах. Изучение фармакологических свойств указанных соединений на сердечно-сосудистой системе выявило выраженную коронарорасширяющую, хотя и отличающуюся активность у всех семи факторов по отдельным коронарным эффектам (латентный период, продолжительность действия, максимальная величина оттока крови из коронарных сосудов). Полагаем, что отмеченные расхождения обусловлены структурными различиями. Факт относи-тельно существования множественных форм коронароактивных соединений сердца альтернативно мы допускаем и объясняем либо переходом высокомолекулярных форм под действием протеаз в более активные низкомолекулярные пептиды, либо существованием различных путей процессинга предшествующих молекул [4]. Вычленение водорастворимых предсердных соединений в отдельную группу белков не преследовало цели разграничения понятия рецепторных и связывающих белков, поскольку многие мембранные белки – рецепторы имеют и растворимые производные, связывающие биоактивные начала. Наши наблюдения, основанные на фактическом экспериментальном материале, свидетельствуют о том, что для проявления коронарорасширяющего эффекта 4 предсердных факторов необходима целостность нейросекреторных (супраоптического и паравентрикулярного) ядер гипоталамуса. В случае электролитического повреждения указанных ядер, как и при блокаде или перерезке нерва Геринга, коронарорасширяющий эффект указанных факторов не воспроизводится [2]. В противоположность, два других фактора в аналогичных условиях проявляют характерную для них коронароактивность, что позволяет предположить "гипоталамическое" происхождение соединений, связывающихся с предсердными белками. А действие их в ЦНС, по-видимому, связано с интеграцией регуляторных систем, направленных на поддержание кардиоваскулярного гомеостаза.

В этом аспекте представляют интерес данные об увеличении содержания кардиоактивных белков предсердия под действием гистамина и прозерина и, наоборот, полном их исчезновении в результате денервации сердца.

Влияние кардиоактивного атриопептида на изменение активности  ключевого регулятора гемокоагуляции

Полученные данные явились предпосылкой к выяснению меха-низмов биогенных взаимопревращений, способствующих вазодилатации и улучшению кровообращения, особенно миокардиального кровотока под действием искомых факторов предсердия. Феноменом, коррелирующим с вышеизложенным, является выяснение участия атриальных коронароактивных пептидов в системе гемостаза, функциональное нарушение которого, как известно, является основой возникновения патологических процессов. В этом ракурсе представляло интерес изучение одного из искомых факторов, условно обозначенным АP (атриопептид), в механизме каскадного свертывания крови на ответственном его этапе, регуляции взаимодействия ключевого фермента гемокоагуляции – маркера общего коагуляционного пути, фактора Ха (FХа) с его ингибитором, антитромбином III (АТ III), с помощью SDS-РААG электрофореза [8].

 Рис.1. DDC – Na – ПAAГ – ЭФ FХа, АТ III и АР: 1–Молекулярные маркеры; 2–Xa (1,5µg) 30мин; 3– [Xa (1,5µg) + AT III (1,5µg)] 30мин; 4–{[Xa(1,5µg) + AP(8µg)] 30мин + AT III (1,5µg)} 30мин; 5–{[Xa (1,5µg) + AP (8µg)] 30мин + AT III (1,5µg)} 30мин; 6–{[AT III (1,5µg) + AP(8µg)] 30мин + Xa (1,5µg)} 30мин; 7–{[AT III (1,5µg) +AP (8µg)] 30мин + Xa (1,5µg)} 30мин; 8–[Xa (1,5µg) + AT III (1,5µg) + AP (8µg)] 30мин; 9–[Xa (1,5µg) + AT III (1,5µg) +AP (8µg)] 30мин; 10–AT III (1,5µg) 30мин

Как показали результаты электрофоретического анализа взаимодействия FХа и АТ III комплекса под действием АР в различных условиях преинкубации (рис. 1), отмечена его разнонаправленная трансформация. Так, например, АP стимулирует образование FХа – АТ III комплекса, если преинкубирован одновременно в смеси с АТ III FХа, что объясняется соответственным уменьшением каждого из ингредиентов. При преинкубации АР и АТ III также отмечается стимуляция образования комплекса FХа –АТ III, однако при преинкубации с FХа наблюдается ингибиция трансформации описанного процесса. Ускорение активности АР при этом приводит к образованию двух форм FХа (Ха_α и Ха_ß), образованию модифицированного АТ IIIм, нативного высвобождения АТ III, свободного FХа и продуктов его протеолиза, в том числе FХаΥ (рис. 2). При этом отмечается уменьшение формы Ха_α, его трансформация в Ха_ß форму.

 Рис.2. Схема превращения основных активных форм фактора Ха (Ха_α и Ха_ß).

 Образование комплекса Ха – АT III под воздействием АР

Вышеизложенные результаты электрофоретических исследований позволяют сделать заключение об эффективном участии АР в регуляции метаболизма маркера общего коагуляционного пути FХ с его ингибитором АТ III на уровне, связывающем обе системы – внутренний и внешний механизмы, объединяющиеся на стадии образования Х/Ха, и предположить значимую его роль в молекулярных механизмах свертывания крови, демонстрирующую наличие нового альтернативного пути метаболизма FХа.

Литература

1. Галоян А.А., Ростомян М.А. Биол. журн. Армении, 1967, т.20, 9, с.3-9.
2. Мисирян С.С., Срапионян Р.М., Саркисян С.Ш. и др. Участие крупноклеточных ядер гипоталамуса в осуществлении обратной связи между гипоталамусом и  сердцем. Биол. журн. Армении, 1983, т.36, 8, с.706-709.
3. Ростомян М.А., Галоян А.А. Биол. журн. Армении, 1971, т.24, 1, с.24-30.
4. Срапионян Р.М., Попова Т.В., Алексанян А.Р., Галоян А.А. Коронароактивные  белки сердца быка вызывают релаксацию аорты кролика. Укр. биох. журн., 1991,  т.63, 6, с.20-25.
5. Срапионян Р.М., Галоян А.А. О наличии в сердце соединений, принимающих  участие в нейрогуморальной регуляции коронарного кровообращения. ДАН АрмССР, 1973, т.58, 3, с.174-178.
6. Срапионян Р.М., Мисирян С.С. Разделение низкомолекулярных  коронароактивных соединений сердечной мышцы сочетанием методов гель- фильтрации и электрофореза в полиакриламидном геле.Биол. журн. Армении,  1974, т.27, 6, с.88-90.
7. Jamieson J.D., Palade G.E. New approach of heart neurosecretion. J.Cell. Biol., 1964,  23, p.151-162.
8. Jesty J. Dissociation of complexes and their derivatives formed during inhibition of  bovine thrombin and activated Factor X by antithrombin III. J. Biol. Chem., 1979,  254, p.1044-1049.

Вопросы, ответы, комментарии