Сотрудники Института физиологии Коми НЦ
УрО РАН совместно с коллегами из Чехии, Словакии и Аргентины исследовали
некоторые аспекты действия мелатонина. Этот основной гормон гипофиза выполняет
несколько физиологических функций, наиболее известна из которых регуляция
циркадных ритмов. Однако недавние исследования продемонстрировали и другие
роли, которые мелатонин может играть в нормальных условиях и при заболеваниях
во многих органах и тканях.
Так, благодаря своим амфифильным свойствам мелатонин
может легко проникать в клетки и в их «энергетические станции» митохондрии. Там
он оказывает разностороннее антиоксидантное действие, обусловленное как прямым
удалением активных форм кислорода, так и стимуляцией особой ферментативной
активности. С другой стороны, мелатонин также взаимодействует с несколькими
мишенями, включая рецепторы плазматической мембраны, ядерные рецепторы,
внутриклеточные и даже внеклеточные белки.
Кроме прочего, было показана способность гормона
защищать сердце при аритмиях — нарушениях сердечного ритма, — связанных с
ишемией. При этом молекулярные мишени и/или механизмы такого действия
мелатонина до сих пор полностью не выяснены. Исследователи из Сыктывкара с
зарубежными коллегами попробовали решить эту проблему.
Авторы новой работы вызывали
ишемию сердца у крыс, получавших плацебо, мелатонин и/или лузиндол — блокатор
мелатониновых рецепторов МТ1/МТ2, расположенных в мембране клетки и запускающих
ряд внутриклеточных каскадов реакций. Затем проводили электрофизиологическое
исследование и, уже на вырезанных органах, изучали маркеры окислительного
стресса и распределение белка коннексина-43(Сх43), который играет важную роль в
обеспечении нормальных сердечных сокращений.
Источник: Blockade of Melatonin Receptors Abolishes
Its Antiarrhythmic Effect and Slows Ventricular Conduction in Rat Hearts,
Александра Дуркина и др.
Результаты исследования показали, что мелатонин
снижал частоту возникновения желудочковой тахикардии (желудочки начинают
сокращаться быстрее) и желудочковой фибрилляции (желудочки начинают хаотично
дрожать и не могут эффективно качать кровь). Также он предотвращал связанное с
ишемией замедление проводимости, при этом не изменял уровень общего
коннексина-43 или маркеров окислительного стресса, но повышал содержание
фосфорилированного варианта Сх43. Последний, в отличие от своего
дефосфорилированного «собрата», локализуется в участках, которые соединяют
клетки сердца — кардиомиоциты — в единую согласованную сеть, и как бы укрепляет
контакты между ними.
Понять механизм антиаритмического действия
мелатонина помогло одновременное введение блокатора его рецепторов. Эффект
гормона полностью отменялся, Сх43 в целом и его фосфорилированной формы
становилось меньше. Также наблюдалось понижение потенциала покоя — то есть
разность потенциалов внутри и снаружи клетки уменьшалась, из-за чего может
нарушиться механизм возбуждения кардиомиоцитов и, соответственно, возникнет
аритмия. Удалось выяснить, что происходит это из-за изменения потока ионов
калия наружу — именно за счет них поддерживается потенциал покоя.
Таким образом, авторы сделали вывод, что
антиаритмический эффект мелатонина был опосредован рецептор-зависимым усилением
проведения импульса. Он же, в свою очередь, связан с уровнем фосфорилирования
коннексина-43 и поддержанием уровня потенциала покоя. Эти наблюдения могут
способствовать поиску новых методов лечения опасных аритмий, особенно при
ишемии.
Источник: CoLab