РОЛЬ КОТРАНСМИТЕРОВ В РЕГУЛЯЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА КРЫС В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ

Manganese is an essential metal for humans and performs a lot of 

biological functions.  However, manganese, at
higher doses, is the 

toxic metal, which can lead to such illnesses as Parkinson’s disease 
and “manganism”. The molecular mechanisms of manganese-induced toxicity 
are still unknown. There is the hypothesis according to which the 
presence of manganese’s overabundance can induce the incorrect 
incorporation of nucleotides by some DNA-polymerases during the DNAsynthesis [1]. DNA-polymerase ι (Pol ι) is the likely candidate for the 
role of such enzyme, as  Pol ι is the only DNA-polymerase, that is more 
efficient activated by Mn2+ than by Mg2 and incorporate dG opposite dT 
[2] .

We received the resistance cell line from SKOV-3, which survived 

in the presence of toxic manganese’s concentration to know if the 
manganese-induced toxicity relates to activity of Pol ι. As a result 
the new cell line survives in the presence of 200 mkM Mn2+ whereas the 
IC50 of SKOV-3 is 80 mkM Mn2+. However the activity of Pol ι in new cell 
lines is the same as in SKOV-3.

We supposed , that the manganese-induced toxicity can be 

neutralized by poly(ADP-rybose) polymerase (PARP), which is the main 
enzyme that responses for elimination of DNA breaks. We compared the 
extent of poly(ADP-ribosyl)ation, which was determined by immunological 
detection of poly(ADP-rybose), and established that the level of PARP 
activity is higher in 1.7 times in new cell line than in SKOV-3. 
Perhaps enzyme PARP delets the DNA-breaks during the DNA-synthesis and 
allows new cells to survive in the presense of toxic manganese’s 
concentration. However, PARP superactivity can lead to the impairment 
of cell functions and induce the caspase-independent programmed cell 
death Parthanatos [3]. The new resistant cells have really low 

proliferative rate in comparison with SKOV-3 and PARP inhibition 
increases their proliferative rate.

So according to the received results we sugest the hypothesis that 

the overabundance of manganese leads to numerous DNA-breaks through 
activation Pol ι and therefore induces PARP activation led to  NAD+ 
depletion. This fact can be the source of manganese-induced toxicity 
for cells.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bornhorst J., Ebert F., Hartwig A., Michalke B., Schwerdtle T. 

(2010) J. Environ. Monit., 12, 2062-2069.

2. Kazakov A.A., Grishina E.E., Tarantul V.Z., Gening L.V. (2010) 

Biochemistry, 75, 1031-1039.

3. Andrabi, S.A., Kim, N.S., Yu, S.W., Wang, H., Koh, D.W., 

Sasaki, M., Klaus, J.A., Otsuka,T., Zhang, Z., Koehler, R.C., Hurn, 
P.D., 
Poirier, 
G.G., 
Dawson, 
V.L., 
Dawson, 
T.M. 
(2006) 

Proc.Nattl.Acad.Sci.U.S.A., 103, 18308-18313.
DOI:10.12737/12353

РОЛЬ КОТРАНСМИТЕРОВ В РЕГУЛЯЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА КРЫС В 

ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ

А.А. Зверев, Т.А. Аникина, А.В. Крылова, Т.Л. Зефиров

Кафедра анатомии, физиологии и охраны здоровья человека (зав. –

докт. мед. наук, проф. Т.Л.Зефиров) Казанского (Приволжского) 

федерального университета, Казань

Alekcei5@rambler.ru

Для определения роли котрансмиттеров в регуляции деятельности 

сердца 
изучали 
амплитудно-временные 
характеристики 
сократимости 

миокарда крыс разного
возраста при действии селективных агонистов 

пуринорецепторов и рецепторов, чувствительных к NPY. Показанно, что 
положительный инотропный эффект реализуется через Р2Х1 и NPY1-рецепторы, 
а отрицательный через Р2Y2,4–подтипы рецепторы. Реакция сократимости 
миокарда на действие агонистов имеют выраженные возрастные особенности.

Ключевые слова: нейропептид Y, типы NPY-рецепторов, сократимость, 

крыса

Недавно установленные функции пуринов, пиримидинов (АТФ УТФ), 

нейропептида Y (NPY), как котрансмитеров, участвующих в регуляции 
вегетативных функций организма, находят все новые подтверждения и общее 
признание. АТФ УТФ, NPY, широко распространенны в центральной, 
различных отделах автономной нервной системы и полностью удовлетворяет 
нейротрансмитерным 
критериям, 
поскольку 
хранятся 
в 
симпатических 

пузырьках, высвобождаются при электрической стимуляции и действуют на 
специфические 
рецепторы 
[5]. 
Исследования 
подтверждают 
наличие 

совместной секреции норадреналина, ацетилхолина и котрансмиттеров из 
вегетативных нервов и их способность модулировать нервную передачу на 
преи постсинаптическом уровне, увеличивая или ослабляя эффекты, 

производимые классическими медиаторами [3]. Одним из объектов, в 
котором пуриновые, пиримидиновые соединения и нейропептиды играют 
важную роль, является сердечно-сосудистая система [2, 4]. Котрансмитеры 
играют важную роль в процессах возрастного развития сердца. Можно 
предположить, что на ранних этапах постнатального онтогенеза, в 
условиях незрелости симпатических и парасимпатических регуляторных 
влияний на сердце, его рецепторного аппарата, возможны разные механизмы 
влияния котрансмитеров на эффекты основных медиаторов, что необходимо 
учитывать при моделировании и коррекции патологических процессов. 

Целью данного исследования явилось изучение влияния АТФ, УТФ, 

нейропептида Y
и их аналогов на сократимость миокарда крыс в 

постнатальном онтогенезе. 

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ. 
Сократительную активность 
миокарда в 

эксперименте изучали на полосках миокарда белых крыс. Определение 
реакции сократительной функции миокарда на агонисты и блокаторы 
проводили на установке "PowerLab". Эксперимент регистрировали на 
персональной компьютере при помощи программного обеспечения "Chart 
5.1". Рассчитывали реакцию силы и длительности сокращения в ответ на 
АТФ, УТФ, нейропептид Y в процентах от исходной. Достоверность различий 
рассчитывали 
по 
абсолютным 
значениям 
исследуемых 
показателей 
с 

использованием 
парного 
ţ 
критерию 
Стьюдента. 
(р 
<0,05). 
Все 

используемые химические реактивы фирмы "Сигма".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В сердце крыс установленно наличие 

Р2Х1,2,4,5, Р2У1,2,4,6,11 и NPY1,2,3,4,5 однако, функциональная роль многих из 
них остается не ясной. 

При аппликации АТФ
и его стойких аналогов (2-м-АТФ, β, ү-м-АТФ) 

происходит увеличение сократимости миокарда, что связанно с активацией 
Р2Х1
подтипа рецепторов. В наших экспериментах УТФ в нано и 

микромолярных концентрациях снижает силу, скорость сокращения и 
расслабления миокарда предсердий и желудочков крыс [1]. Реакция 
сократимости 
миокарда 
на 
АТФ, 
УТФ 
имеет 
выраженные 
возрастные 

особенности. Роль Р2Х1 в положительном инотропном эффекте в наибольшей 
степени проявляется у 7-, 14-, 21-суточных крысят. Ингибирующий эффект 
УТФ на сократимость миокарда, реализующийся через Р2У4
и Р2У2

наблюдаются у 21 суточных крысят, когда происходит становление 
симпатических 
регуляторных 
влияний 
на 
сердце. 
При 
анализе 

изометрического 
сокращения 
полосок 
миокарда 
установлено, 
что 

нейропептид Y
уменьшает силу сокращения миокарда 7и 21–
суточных 

крыс. Селективный агонист NPY1
типа рецепторов Leu(31)Pro(34)NPY

вызывает 
положительный 
инотропный 
эффект 
миокарда 
предсердий 
и 

желудочков в концентрации 10-7М.
Литература: 
1. Аникина Т.А., Анисимова И.Н., Зверев А.А. и др // Бюллетень 
экспериментальной биологии и медицины. 2013. № 9. С. 272-275.
2. Зверев 
А. 
А., 
Аникина 
Т.А., 
Ситдиков 
Ф.Г. 
// 
Бюллетень 

экспериментальной биологии и медицины. 2008. № 2 С. 133-135.
3. Hara Y. and Nakaya H. // Eur J Pharmacol. 1997. Vol. 3. P. 295-303.
4. Protas L., Qu J, Robinson R.B. // News Physiol Sci. 2003. Vol. 18, № 
5. P. 181-185.
5. Silinsky E. M., Gerzanich V., and Vanner S. M. // Br J Pharmacol. 
1992. Vol 4. Р. 762–763

THE ROLE CONTRANSMITERS IN REGULARION ACTIVITY 

OF THE HEART RATS IN POSTNATAL ONTOGENY

A. A. Zverev, T. A. Anikina, A.V. Krulova, and T. L. Zefirov

Department of Anatomy, Physiology and Human Health, Kazan federal 

university, Kazan

Alekcei5@rambler.ru

To determine the role kotransmitters in the regulation of cardiac 
activity studied the amplitude-time characteristics of the myocardium 
of rats of different ages under the influence of selective agonists 
purinoreceptors and receptors that are sensitive to NPY. It has been 
shown that the positive inotropic effect is realized through P2X1 and 
NPY1-receptors, and the negative through P2Y2,4
subtype receptors. 

Reaction myocardial action-agonists have expressed particular age.
Key words: neuropeptide Y, NPY-receptors, contractility, rat.

Newly 
installed 
functions 
purines, 
pyrimidines 
(ATP 
UTP), 

neuropeptide Y (NPY), as kotransmiters involved in regulation of 
autonomic functions, find new and general acceptance confirmation. ATP 
UTP, NPY, widespread in central, various departments of the autonomic 
nervous system and satisfies the criteria of neyrotransmiterns as 
stored in sympathetic vesicles released during electrical stimulation 

and act on specific receptors [5]. Studies have confirmed the presence 
of 
the 
joint 
secretion 
of 
noreadrenalin, 
acetylcholine 
and 

kotransmitters of autonomic nerves and their ability to modulate 
nervous transmission on pre- and postsynaptic level by increasing or 
relaxing effects produced by classical neurotransmitters [3]. One of 
the facilities in which the purine, pyrimidine compounds and 
neuropeptides play an important role, is the cardiovascular system [2, 
4]. Kotransmiters play an important role in the heart development. We 
can assume that in the early stages of postnatal ontogenesis under the 
immaturity of the sympathetic and parasympathetic regulatory effects on 
the heart, its receptor system, there may be different mechanisms of 
influence on the effects kotransmiters key mediators that must be 
considered when modeling and correction of pathological processes. 

The aim of this study was to investigate the effect of ATP, UTP, 

neuropeptide Y and their analogues on myocardial contractility in rats 
in postnatal ontogenesis.

MATERIALS AND METHODS

Myocardial contractility was studied in vitro with myocardial 

strips from albino rats. The study was performed on a PowerLab device. 
The results were recorded on a personal computer with Chart 5.1 
software. Y. The force and duration of NPY-induced contractions were 
expressed in percent of the basal level. The significance of 
differences was evaluated by Student’s t test (p<0.05). Experiments 
were performed with Sigma reagent.

RESULTS

At the heart of rats establish the existence of P2X1,2,4,5, 

P2Y1,2,4,6,11
and NPY1,2,3,4,5
however, the functional role many of them 

remains unclear.

Application of ATP and its resistant analogues (2-m-ATP, β, Y-m
ATP) is an increase myocardial contractility, which is associated with 
activation of P2X1 subtypes receptor. In our experiments, UTP in nano and micromolar concentrations reduces the strength, speed contraction 
and relaxation atrial and ventricular rats myocardium [1]. The reaction 
of myocardial contractility to ATP, UTP has expressed age features. The 
role of P2X1 receptors in the positive inotropic effect is most 
pronounced at the 7-, 14-, 21-day-old animals. The inhibitory effect of 
UTP on myocardial contractility, with mediated through P2Y4 and P2Y2
receptors observed in 21 day-old animals, when the sympathetic 
regulatory influences on the heart is formation. Analyzing the 
isometric contraction of myocardial strips it found that neuropeptide Y 
reduces the force of myocardial contraction 7- and 21- day-old animals. 
Selective agonist of NPY1 types receptor Leu (31) Pro (34) NPY causes a 
positive inotropic effect to atrial and ventricular myocardium 
contractility in 10-7M concentration.

REFERENCES:

1.Anikina T.A., Аnisimova I.N., Zverev A.A. et all // Bulletin of 
Experimental Biology and Medicine. 2013. № 9. С. 272-275.
2.Zverev A.A., Anikina Т.А., Sitdikov F.G. // Bulletin of Experimental 
Biology and Medicine. 2008. № 2 С. 133-135.
3.Hara Y. and Nakaya H. // Eur J Pharmacol. 1997. Vol. 3. P. 295-303.

4.Protas L., Qu J, Robinson R.B. // News Physiol Sci. 2003. Vol. 18, № 
5. P. 181-185.
5.Silinsky E. M., Gerzanich V., and Vanner S. M. // Br J Pharmacol. 
1992. Vol 4. Р. 762–763
DOI:10.12737/12354

ВЛИЯНИЕ СТИМУЛЯЦИИ Α1-АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ НА ИЗОЛИРОВАННОЕ ПО 

ЛАНГЕНДОРФУ СЕРДЦЕ КРЫС

Н.И. Зиятдинова, И.И. Хабибрахманов, Т.Л. Зефиров

Кафедра анатомии, физиологии и охраны здоровья человека (зав. каф. 

- докт. мед. наук, проф. Т.Л.Зефиров) Казанского (Приволжского) 

федерального университета

zefirovtl@mail.ru

Ex
vivo
изучалось 
влияние 
стимуляции 
α1-адренорецепторов 

метоксамином на частоту сердечных сокращений  и систолическое давление, 
развиваемое левым желудочком сердца крыс. Стимуляции α1-адренорецепторов 
вызывала брадикардию независимо от концентрации агониста. Метоксамин в 
концентрации 10-8 М приводил к разнонаправленным эффектам сократимости. 
Серии экспериментов с разными концентрациями неселективного агониста 
показали положительную хроноинотропную зависимость.

Ключевые слова: изолированное сердце, адренорецепторы, крыса.
Симпатический отдел вегетативной нервной системы (ВНС) проявляет 

широкий спектр сердечно-сосудистых эффектов, таких как, положительный 
хронотропный, инотропный, люзитропный, дромотропный эффекты через 
адренорецепторы (АР)[2]. В настоящее время показано наличие трех 
подтипов α1-AР: α1A-, α1Bи α1D-AР [1]. Все три подтипа активируются 

адреналином,  норадреналином, фенилэфрином и блокируются празозином. 
Все α1-АР взаимодействуя с Gq-белком активируют фосфолипазу Cβ1, 
увеличивают концентрацию диацилглицерола и активируют протеинкиназу C. 
Показано, что α1Аи α1В
подтипы α1-AР в клетках сердца расположены 

главным образом на ядерной мембране, а не на сарколемме [3]. In vitro и 
in vivo показано, что α1Аи α1В-АР в кардиомиоцитах крысы могут 

осуществлять различный регуляторный эффект при хронической стимуляции 
[1]. Выявлены различия в реакции сердца на блокаду разных подтипов α1-AР 
[4]. Целью данного исследования было изучение влияния стимуляции α1-АР 
метоксамином на ЧСС и сократимость изолированного по Лангендорфу сердца 
крыс.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты проводились на белых беспородных крысах массой 200
250 грамм. Для наркоза использовали 25% раствор уретана в дозе 800 
мг/кг массы животного.
Сердца были быстро извлечены и помещены в 

холодный раствор (0°С) Кребса–Хензелейта (КХ). Изолированные сердца 
перфузировались на установке Лангендорфа (ADinstruments, Австралия) 
оксигенированным (95% O2, 5%CO2) раствором КХ при 37°C и pH=7,3–7,4. 
Осуществлялась гравитационная ретроградная перфузия под постоянным 
гидростатическим давлением 60-65 мм рт. ст. Для стимуляции α1-AР