Татьяна А. Бережнова, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой фармакологии
ул. Студенческая, 10, Воронеж, 394036
Tatjana A. Berezhnova, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Pharmacology Department
10, Studencheskaya str., Voronezh, 394036
Иван П. Мошуров, доктор медицинских наук, профессор, ректор
ул. Студенческая, 10, Воронеж, 394036
Ivan P. Moshurov, Dr. Sci. (Med.), Professor, Acting Rector
10, Studencheskaya str., Voronezh, 394036
Владимир В. Алабовский, доктор медицинских наук, профессор кафедры клинической лабораторной диагностики
ул. Студенческая, 10, Воронеж, 394036
Vladimir V. Alabovsky, Dr. Sci. (Med.), Professor of the Clinical Laboratory Diagnostic Department
10, Studencheskaya str., Voronezh, 394036
Ирина В. Коваленко, ассистент кафедры фармакологии
ул. Студенческая, 10, Воронеж, 394036
Irina V. Kovalenko, Assistant of the Pharmacology Department
10, Studencheskaya str., Voronezh, 394036
Сюй Чаоцянь, профессор кафедры фармакологии, Государственно-провинциальная ключевая лаборатория биомедицинской фармацевтики Китая, ключевая лаборатория исследований сердечно-сосудистой медицины; фармацевтический колледж
ул. Баоцзянь, 157, Харбин, 150081
Chaoqian Xu, Professor, Department of Pharmacology, State-Province Key Laboratories of Biomedicine Pharmaceutics of China, Key Laboratory of Cardiovascular Medicine Research; College of Pharmacy
157, Baojian Road, Harbin, 150081
Ян Лэй, профессор отделения ортопедии Первой клинической больницы Харбинского медицинского университета, Государственная ключевая лаборатория сердечно-сосудистых заболеваний холодных регионов (SKLFZCD)
ул. Баоцзянь, 157, Харбин, 150081
Lei Yang, Professor, Department of Orthopedics, The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, State Key Laboratory of Frigid Zone Cardiovascular Diseases (SKLFZCD)
157, Baojian Road, Harbin, 150081
Introduction. Cardiac glycosides influence myocardial contractility via affecting Na⁺–Ca²⁺ exchange, but the isolated contribution of this mechanism remains poorly understood. The aim of this study was to determine the effects of strophanthin on cardiac contractions generated by the sodium-calcium exchange system alone.
Materials and methods. Experiments were performed on isolated hearts of Wistar laboratory rats perfused through the aorta using the Langendorff technique. Contractions were induced by perfusion with solutions of varying Na⁺ concentrations. Strophanthin in ampoules that was used as the studied pharmaceuticals was added to the perfusion medium at a final concentration up to 0.5 μmol/L. An equivalent volume of saline was administered in the control series.
Results. Experiments showed that the heart continued to contract and relax with each cycle of Na+–Ca2+exchange activation. However, the rate of contraction in the second repetition was 32 % lower. Strophanthin reduced contraction force in all three repetitions. Particularly significant disturbances were observed during the first stimulation — by 78 %. Muscle contractions and relaxation occurred under gradual increase in muscle tone during diastole. Given that strophanthin can reduce the activity of the Na+/K+-Adenosine Triphosphatase (Na+/K+-ATPase), our experiments clearly demonstrated the glycoside’s ability to increase intracellular sodium, and consequently, calcium concentrations. Repeated calcium efflux from cells via Na+–Ca2+exchange proved ineffective in the presence of strophanthin. The heart continued to experience calcium overload, which was reflected in the increased cardiac diastole stress.
Conclusion. When cardiac cells experience calcium ion overload, the final physiological effect influenced by strophanthin may be negative rather than positive.
Введение. Сердечные гликозиды влияют на сократимость миокарда, в том числе через воздействие на Na⁺-Ca²⁺-обмен, однако изолированный вклад этого механизма остается недостаточно изученным. Цель исследования – определить влияние строфантина на сердечные сокращения, формируемые исключительно системой натрий-кальциевого обмена.
Материалы и методы. Эксперименты проводили на изолированных сердцах лабораторных крыс линии Wistar, перфузируемых через аорту по методу Лангендорфа. Сокращения вызывали путем перфузии растворами с различной концентрацией Na⁺. В качестве исследуемого лекарственного препарата использовали строфантин в ампулах, который добавляли в перфузионную среду до конечной концентрации 0,5 мкмоль/л. В качестве контроля использован эквивалентный объем физиологического раствора.
Результаты. В экспериментах выявили, что сердце продолжало сокращаться и расслабляться при каждом цикле активации Na⁺-Ca²⁺-обмена. Однако во втором повторе скорость сокращения была ниже на 32%. Строфантин снижал силу сокращений во всех трех повторах. Наиболее выраженные нарушения отмечали при первой стимуляции: сила сокращений снижалась на 78%. Сокращение и расслабление миокарда происходили на фоне постепенного повышения мышечного тонуса в диастолу. Учитывая, что строфантин способен снижать активность Na⁺/K⁺-аденозинтрифосфатазы (Na⁺/K⁺-АТФазы), показана способность гликозида повышать внутриклеточную концентрацию натрия и, как следствие, кальция. Повторное выведение кальция из клеток через Na⁺-Ca²⁺-обмен в присутствии строфантина оказалось неэффективным. В миокарде сохранялась кальциевая перегрузка, что проявлялось повышением диастолического напряжения сердца.
Заключение. При перегрузке кардиомиоцитов ионами кальция итоговый физиологический эффект строфантина может быть не положительным, а отрицательным.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.