АПОЛИПОПРОТЕИН А-I ПЛАЗМЫ КРОВИ КАК ЭНДОГЕННОЕ КАРДИОТОНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

2. Zaitseva O.I. Metabolic adaptation of children with dysfunction of 
the autonomic nervous system. Doctor. 1998.
№ 11.  23-24.

3. Zaitseva O.I., Tereshchenko V.P., Kolodyazhnaya T.A.,
Dvoryashina 

E.M.
Adaptive variation phospholipid composition of erythrocyte 

membranes 
in 
children 
of 
different 
regions 
of 
Siberia. 
Sib.

Med.obozren. 2008.  № 3 (51).  18-21.   
4. Krynickaya A.Y., Sukhanov P.P., Sedelnikov Y.E. Effectum Influence 
of EHF-radiation of low intensity on the structural and dynamic state 
model 
of 
biological 
membranes 
[electronic 
resource]
Magazine 

electronics.
2011. 
№ 
4: 
site. 
http://jre.cplire.ru/jre/apr11/6/

abstract.html (date of the application 19.04.2011). 
5. Tereshchenko V.P., Yavorskaya N.V., Kolodyazhnaya T.A. Influence of 
laser radiation on some parameters of the structure of erythrocyte 
membranes of children with perinatal lesions of the central nervous 
system. Laser medicina. 2005. Т. 9.  № 2. 24-26.      
DOI:10.12737/12381

АПОЛИПОПРОТЕИН А-I ПЛАЗМЫ КРОВИ КАК ЭНДОГЕННОЕ 

КАРДИОТОНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

1,2А.Р.Колпаков*, 1Р.А.Князев, 1Н.В.Твердохлеб, 1Л.М.Поляков

1НИИ биохимии, Новосибирск, 2ГБОУ ВПО Новосибирский государственный 

медицинский университет, Россия

kolpakov2@yandex.ru

Ключевые слова: эндогенные кардиотоники, апопротеин А-I, изолированное 
сердце крысы 

Гормоны стресса и липопротеины (ЛП) крови функционально тесно 

связаны между собой.  Глюкокортикоиды увеличивают в крови содержание 
атерогенных 
форм 
ЛП, 
которые 
традиционно 
рассматриваются 
как 

транспортная форма жира.  Однако особый интерес вызывают обнаруженные в 
последние годы разнообразные регуляторные свойства ЛП и их  белковых 
компонентов – аполипопротеинов (апоЛП) [1], что в условиях стресса и 
изменённого липопротеинового спектра может влиять на функциональное 
состояние организма. К таким свойствам можно отнести и  прямое действие 
ЛП на работу сердца.

Существование в организме эндогенных кардиотоников, отличающихся от 

адреналина механизмом инотропного действия, обсуждается достаточно 
широко [2]. Ранее нами была обнаружена способность ЛП высокой плотности 
(ЛПВП), взятыми отдельно и  в комплексе с кортикостероном, значительно 
усиливать 
работу 
изолированного 
сердца 
крысы 
без 
существенного 

повышения потребления кислорода миокардом [3, 4]. Имеются также данные 
о защитном действии ЛПВП при ишемии/реперфузии миокарда крыс [5]. 

Целью настоящей работы было изучение действия основного белка ЛПВП 

–
аполипопротеина А-I
(апоА-I) на работоспособность изолированного 

сердца крысы, а также влияния на его эффекты классических кардиотоников 
(адреналина, дофамина, дигоксина, строфантина) и  неселективного βадреноблокатора  пропранолола.

Материалы и методы.
Эксперименты проведены на изолированном по 

Лангендорфу сердце крысы (самцы Вистар), перфузируемом раствором 
Кребса-Хензеляйта (рН 7,4) при насыщении карбогеном под постоянным 
давлением 100 см водного столба. Регистрировались давление в левом 
желудочке, частота и скорость сокращения, скорость расслабления и 
длительность паузы, величина коронарного потока. Работоспособность 
определялась как произведение прироста давления на частоту сокращений в 
минуту. 

АпоА-I
выделяли из ЛПВП человека методом делипидирования с 

последующим разделением смеси белков методом колоночной хроматографии. 
Полученный 
белок 
обессоливали 
методом 
равновесного 
диализа 
и 

стерилизовали фильтрами BIOFIL 45мкм. Исследования проводились в двух 
вариантах: апо А-I
вводили в систему на фоне действия изучаемых 

препаратов или, наоборот, препараты вводили на фоне развившегося 
эффекта аполипопротеина.
Особенностью экспериментов была рециркуляция 

перфузионного раствора. Объем 
перфузируемой жидкости  в системе не 

превышал 30 мл. 

Результаты.
В концентрациях, близких к физиологическим (20 µМ), 

апоА-I
вызывал стабильное повышение давления в левом желудочке и 

частоту сокращений, при этом величина коронарного потока менялась 
незначительно, что может свидетельствовать о повышении КПД миокарда. 
Изучение дозозависимого эффекта показало, что апоА-I оказывает заметное 
кардиотоническое действие уже в концентрации  0,7 µМ. 

В режиме рециркуляции адреналин оказывал двуфазное действие: 

первоначально 
увеличивал 
частоту 
и 
силу 
сокращений, 
затем 
при 

сохраняющейся частоте наблюдалось значительное снижение давления в 
левом желудочке.  При одновременной перфузии адреналина и апоА-I
сохранялась 
высокая 
работоспособность 
миокарда 
в 
течение 
всего 

эксперимента (30 мин). На фоне кардиотонического действия дофамина при 
введении в перфузат апоА-I
показатели работоспособности ЧСС и 

давление в левом желудочкеснижались до контрольных значений, но в 

большей степени уменьшалась величина КП. Таким же был эффект  дофамина 
на фоне  действия апоА-I.  Строфантин и дигоксин, введённые в систему 
на 
фоне 
развившегося 
кардиотонического 
эффекта 
апоА-I, 
снижали 

работоспособность миокарда. В свою очередь, и апоА-I ослаблял действие 
гликозидов. АпоА-I
не устранял отрицательный хронотропный эффект 

пропранолола, однако существенно (более, чем в 2 раза) повышал 
давление, создаваемое левым желудочком. 

Заключение.
Таким 
образом, 
кардиотоническое 
действие 
апоА-I, 

проявляющееся в широком диапазоне концентраций, имеет сложный механизм 
и требует дальнейших исследований. Понимание этого процесса откроет в 
перспективе возможности использования апоА-I
в качестве эндогенного 

стимулятора сердечной деятельности. 
Литература
1. Panin L.E.,  Maksimov V.F., Usynin I.F., Korostyshevskaya I.M. 
Activation of nuclear DNA expression  in hepatocytes by glucocorticoids 
and high density lipoproteins. //Steroid Biochem Mol Biol.. 2002.  
V.81. P. 69-76. 
2. Zhang Q, Meng Z. The inotropic effects of ammonia on isolated 
perfused rat hearts and the mechanisms involved.//J Exp Biol. 2011. 
V.214(Pt 23):P.4048-4054.

3. Панин Л.Е., Колпаков А.Р., Максимов В.Ф Влияние кортикостерона и 
липопротеинов 
плазмы 
на 
работоспособность 
и 
ультраструктуру 

изолированного сердца крыс// Кардиология. 2007, т.47. - №1. – С.31-36.
4.
Панин Л.Е., Колпаков А.Р., Князев  Р.А., Цирельников Н.И. 

Кардиотонические 
свойства 
липопротеинов 
высокой 
плотности. 

//Атеросклероз //2013. –Т.9. №2. С.5 - 10
5. Calabresi L, Rossoni G, Gomaraschi M. et al. High-density 
lipoproteins
protect isolated
rat
hearts from ischemia-reperfusion 

injury by reducing cardiac tumor necrosis factor-alpha content and 
enhancing prostaglandin release.//Circ Res. 2003. V.92(3): P.330-337.

BLOOD PLASMA APOLIPOPROTEIN A-I AS

ENDOGENOUS CARDIOTONIC COMPOUND

1,2Kolpakov A.R.*, 1Knyasev R.A., 1Tverdohleb N.V., 1Polyakov L.M.

Institute of Biochemistry, Novosibirsk, Novosibirsk state medical 

university, Russia
kolpakov2@yandex.ru 

Key words: endogenous cardiotonics, apoliporotein A-I, isolated rat 

heart

Stress 
hormones 
and 
lipoproteins 
(LP) 
are 
interrelated 

functionally. 
Glucocorticoides 
increase 
the 
blood 
content 
of 

atherogenic forms of LP. But of special  interest  are the various 
regulatory properties of LP, which are revealed last decades [1]. 
Stress-induced alterations of LP spectrum may affect the functionally 
state of organism. It is related to the heart functions too.  

The problem of endogenous cardiotonic compounds which differ from 

epinephrine by their inotropic mechanisms is being  discussed 
intensively in scientific literature. Both simple molecules and 
composite ones have been related to these compounds [2]. Early we  have 
revealed that plasma high density LP (HDL), but not other LP, alone and 
in combination with corticosterone  are able to enhance significantly 
the contractility of isolated rat heart without essentially increase in 
oxygen consumption. [3, 4]. There is irrefutable evidences of  isolated 
rat heart  protection from ischemia-reperfusion by HDL [5]. 

The purpose
of this study was to determine the action of 

apoliporotein AI (apo AI)– the main protein of plasma  HDL – on the 
work capacity  of isolated rat heart and  the influence on its  effects  
of classic cardiotoinc drugs (adrenaline, dopamine, digoxin, ouabain) 
and nonselective β- blocker propranolol. 

Materials and methods.
The experiments were performed on the isolated mail Wistar rat 

hearts according  to Langendorf method, perfused  with Krebs-Henselite 
solution (pH 7,4). Perfusion pressure was maintained at 74 mmHg. The 
left ventriculum pressure, heart rate and volume of coronary flow were 
registered. The heart work capacity  was calculated as the product of 
the pressure increase and of heart rate frequency. The peculiarity of 

experiments was the recirculation of the perfusion solution, which  
volume did not exceed 30 ml. 

Apo A-I was purified from human blood plasma HDL by chromatographic 

assay, then dyalised and filtered. There were two sets of experiments: 
a) apo A-I was added into perfusion system  before drugs and  b) after 
effects of drugs  have been developed..     

Results. The physiological concentration of apo A-I  (20 μM) has 

stably elevated the intraventricular pressure and heart rate, but the 
coronary flow  was changed  insignificantly. This fact may be the 
evidence of the increase of heart work efficiency. The cardiotonic 
effect of apo A-I was manifested already in the concentration  0.7 μM. 

By the regime of the recirculation adrenaline has induced two-stage 

effect: initially it  increased  the frequency and the force of heart 
contractions, then  the induced  left ventricular pressure decreased 
significantly. In the experiments with the simultaneous common 
perfusion of adrenaline and apo A-I the increased working capacity of 
isolated heart was recorded during the whole time of observation (30 
min). Apo A-I has eliminated the cardiotonc activity of dopamine, and 
dopamine has removed  cardiotonc effect of apo A-I too, and indicators 
of cardiac  activity turned to control parameters, but coronary flow  
decreased. The reciprocal reduce of the cardiotonic effects were 
registered in the experiments with ouabain and digoxin. Apo A-I didn’t 
abolish 
the 
negative 
chronotropic 
effect 
of 
propranolol, 
but 

substantially (more then 2 fold) increased the left ventricular 
pressure. 

Conclusion. The cardiotonic phenomennon of apo A-I which is being 

manifested in various concentrations has complex origin and the 
mechanism of this action requires further investigation.  The solution 
of this problem may make usage of apo A-I as cardiotonic compound in 
the future.

Literature 

1. Panin L.E.,  Maksimov V.F., Usynin I.F., Korostyshevskaya I.M. 
Activation of nuclear DNA expression  in hepatocytes by glucocorticoids 
and high density lipoproteins. //Steroid Biochem Mol Biol. 2002.  V.81. 
P. 69-76. 
2. Zhang Q, Meng Z. The inotropic effects of ammonia
on isolated 

perfused rat hearts and the mechanisms involved.//J Exp Biol. 2011. 
V.214(Pt 23):P.4048-4054.
3. .Panin LE, Kolpakov AR, Maksimov VF. Effect of corticosterone and 
plasma lipoproteins on working capacity and ultrastructure of isolated
rat heart. //Kardiologiia. 2007;47(1):31-6. Russian.  
4. Panin L.E., Kolpakov A.R., Knjasev R.A., Tsyrelnikov N.I. 
Cardiotonic 
properties 
of 
high 
density 
lipoproteins 
(Russian) 

Ateroscleroz //2013. –V.9. №2. P.5 - 10
5. Calabresi L, Rossoni G, Gomaraschi M. et al. High-density 
lipoproteins
protect isolated
rat
hearts from ischemia-reperfusion 

injury by reducing cardiac tumor necrosis factor-alpha content and 
enhancing prostaglandin release.//Circ Res. 2003. V.92(3): P.330-337.
DOI:10.12737/12382