Введение к работе
\7 9 1 \
Актуальность проблемы. Проблема кардиомиопатий (КМП) -сравнительно новый раздел современной кардиологии. Несмотря на определенный прогресс в понимании патогенеза этих заболеваний и существенное расширение методов лечения, летальность остается высокой. Основным клиническим проявлением КМП является хроническая сердечная недостаточность, которая сопровождается ремоделированием сердца и проходит в своем развитии стадии компенсации и декомпенсации (Моисеев, 2000). Самой распространенной из всех КМП является дилатационная (ДКМП). Она поражает в основном молодых людей трудоспособного возраста. Диагноз ДКМП имеют более половины больных, ожидающих трансплантацию сердца (Шумаков В.И. и др., 1999). Многие из них умирают до операции от прогрессирующей сердечной недостаточности миокардиального генеза. За последние 20 лет достигнут заметный прогресс в изучении ДКМП. Однако это касается описания клиники и патологической анатомии, в то время как исследования на молекулярном уровне представлены недостаточно. Вместе с тем, решение многих проблем кардиологии на современном этапе зависит от понимания молекулярных механизмов адаптационной способности миокарда. Одна из трудностей проведения работ в этом направлении состоит в том, что ДКМП сопровождается изменением как внутрисаркомерных белков, и в частности миозина, так и факторов, регулирующих сопряжение возбуждения и сокращения, энергетический обмен и Р-адренергическую рецепцию (Swynghedauw, 1998). Это усложняет выяснение вклада сократительных белков в изменение функциональной способности миокарда при патологии.
Молекула миозина, основного сократительного белка, состоит из двух тяжелых цепей (ТЦ) и двух пар легких цепей, ЛІД (ЛЦ1 и ЛЦ2). ЛЦ существуют в виде изоформ, в норме строго специфичных для предсердий (ЛЦ1п и ЛЦ2п) и желудочков (ЛЦ1ж и ЛЦ2ж). При некоторых КМП в миозине желудочков были обнаружены замены эндогенных ЛЦ1ж на предсердные изоформы ЛЦ1п. Сделано предположение, что такая замена при патологии может вносить вклад в компенсацию ослабленной сократительной способности миокарда (Schaub et al, 1998), однако прямой эффект ЛЦ1п на структурные и ферментативные характеристики миозина желудочков и его нитей еще предстояло изучить. Среди КМП участие ЛЦІп в компенсации обсуждается только для гипертрофической КМП (ГКМП), когда в желудочках до 30% ЛЦ1ж заменяется на ЛЦІп. При проверке этой гипотезы для ДКМП были получены неоднозначные результаты, а низкий уровень этих замен, который составлял не более 17%, не позволял сделать вывода об их физиологическом значении. Таким
образом, вопрос об участгар ЛЦІП в компенсации ослабленной функции
* 'ffXA
О. >>pG>pr
сердца при ДКМП остается неясным.
Цель исследования. Провести in vitro изучение влияния предсердных
легких цепей на функциональные свойства миозина желудочка для
выяснения их участия в компенсаторном механизме при дилатационной
кардиомиопатии.
Задачи исследования:
-
Методами аналитической биохимии изучить изоформный состав легких цепей миозина желудочков при дилатационной кардиомиопатии;
-
Разработать методический подход для изменения изоформного состава сердечного миозина in vitro и заменить в миозине желудочка ЛЦ1ж и ЛЦ2ж на предсердные изоформы;
-
Методом электронной микроскопии изучить влияние присутствия предсердных ЛЦ1 и ЛЦ2 на структуру синтетических нитей гибридного миозина;
-
Изучить влияние предсердных ЛЦ1 и ЛЦ2 на ферментативную активность гибридного миозина желудочка;
-
Используя методы генной инженерии, получить предсердные ЛЦ1 человека;
-
С помощью разработанного методического подхода заменить ЛЦІж в миозине желудочка их предсердными изоформами;
-
Методом электронной микроскопии изучить влияние присутствия предсердных ЛЦ1 на структуру синтетических нитей гибридного миозина;
-
Изучить влияние предсердных ЛЦ1 на ферментативную активность гибридного миозина желудочка с разным количеством ЛЦ1п.
Научная новизна. Разработан новый методический подход для in vitro изменения в миозине желудочка изоформного состава легких цепей. Получено 2 типа модельных гибридных миозинов желудочка с ЛЦ1п, ЛЦ2п и только с ЛЦ1п, которые сохраняли способность формировать нормальные нити. Показано, что встраивание ЛЦІп в миозин желудочкового типа увеличивает его ферментативную активность пропорционально степени замен. Это предполагает улучшение сократительных характеристик сердечной мышцы и тем самым демонстрирует возможность компенсации сердечной недостаточности при ДКМП.
Научная и практическая ценность. Полученные результаты расширяют представления о роли легких цепей сердечного миозина и их изоформ в процессе сокращения в норме, при адаптации и патологии. Кроме того, результаты являются основой для создания прогностического показателя, учитывающего, наряду с оценкой клинико-гемодинамического состояния больных ДКМП, степень трансформации структуры и свойств
сердечного миозина. Применение такого показателя позволит определять категорию больных с неблагоприятным ближайшим прогнозом и выполнить операции по пересадке сердца в более ранние сроки, снизив тем самым уровень дооперационной смертности. Полученные результаты также открывают перспективы для генной коррекции сердечной недостаточности.
Апробация работы. Материалы и основные положения работы были доложены и обсуждены на межд. конф. "Биологическая подвижность -новые направления исследования" (Пущино, 2001); конф. "От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям" (Пущино, Россия, 2002); 3-ей Всерос. конф. "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция" (Москва, 2002); 31-ой и 32-ой Европ. мышечных конф. (Люнтерен, Нидерланды, 2002; Монпелье, Франция, 2003); Междун. конф. "Сердечные патологии: от молекулярных механизмов к клинической практике" (Словакия, Стара Лесна, 2002); заседании секции Ученого совета ИТЭБ РАН "Биологическая подвижность" от 10 ноября 2002; семинаре им. Волленберга в Центре Молекулярной Медицины, Берлин-Бух, февраль 2003. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 101 стр., содержит 20 рисунков и 2 таблицы. Список цитируемой литературы включает 174 источника.
