Нейропептид Y (NPY) - это высоко консервативный пептид, который впервые был обнаружен в головном мозге свиньи. NPY представляет собой пептид состоящий из 36 аминокислот, который действует через семейство рецепторов, связанных с G-белком, и связан с многочисленными физиологическими процессами, включая питание, циркадные ритмы, стресс, страх, беспокойство и регуляцию кровяного давления. В настоящее время обнаружены восемь подтипов рецепторов, чувствительных для NPY (Y1-Y8). Действие NPY реализуется с помощью различных типов рецепторов которые имеют, как пре -, так и постсинаптическое расположение. Все типы рецепторов, по крайней мере, у млекопитающих, используют одни и те же сигнальные пути. В первую очередь – это Gi/o-сигнальный путь, приводящий к ингибированию образования цАМФ, мобилизации внутриклеточного Ca2+ и модуляции состояния Ca2+- и K+-каналов. NPY связывается преимущественно с Y1, Y2, и Y5 рецепторами.

Исследование проводилось на белых беспородных крысах 21-суточного возраста, которые характеризуются пиком частоты сердечных сокращений и высоким уровнем симпатических влияний на сердце (n=18). Из сердца готовились полоски миокарда правого предсердия c сохраненным синусным узлом и спонтанной активностью. Регистрацию потенциала действия (ПД) проводили в соответствии с классической методикой внутриклеточных отведений. Стеклянные электроды изготавливались в день эксперимента на специальном горизонтальном пуллере Р-1000 (Sutter Instruments, США) из боросиликатных стеклянных капилляров BF 120-60-10 (Sutter Instruments, США) с внешним диаметром 1,2мм, внутренним – 0,6мм. Кончик микроэлектрода, заполняется раствором 3М KCl. Начальное сопротивление на кончике электрода составляло 30-80 МΩ. Регистрирующая часть установки включала в себя усилитель для внутриклеточных отведений с высоким входным сопротивлением (Neuroprobe 1600, A -M Systems, США) и устройства, визуализирующие и записывающие экспериментальные данные. Держатель микроэлектрода подключается к предусилителю головке усилителя. Выходной сигнал усилителя передавался к подключенному к персональному компьютеру аналогово-цифровому преобразователю Е14 - 140 (L-card, Россия), осциллографу и затем регистрировался на компьютере с помощью программы Elph 3.0. Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы “PowerGraph Profeessiional 3.3” (Disoft). Рассчитывали изменения параметров потенциала действия в ответ на нейропептид Y в процентах от исходного. Достоверность различий рассчитывали по парному ţ критерию Стьюдента (р <0,05). Использовали химические реактивы фирмы "Сигма". На одном препарате изучали эффект NPY в последовательно возрастающих концентрациях. Все растворы готовились в день эксперимента.

Целью нашего исследования явилось изучение роли нейропептида Y в электрической активности кардиомиоцитов 21-суточных животных.

Аппликация NPY в концентрации 10-8М вызывала уменьшение частоты возникновения потенциала действия на 13% (р<0.05). Длительность потенциала действия на уровне 20%, 50% и 90% реполяризации (ДПД20, ДПД50, ДПД90) увеличивалась с 17.4±1.3 до 19.3±1.1 мс, с 44.4±3.1 до 49.9±2.2 мс, с 99.1±5.1 до 108.9±4.2, что составляет 10%; 11%; 9%, соответственно (р<0.05; n=9). Остальные исследуемые параметры достоверно не изменялись. Увеличение концентрации на один порядок (NPY 10-7М ) не приводило к достоверным изменениям исследуемых параметров (n=9). NPY в концентрации 10-6М вызывал уменьшение частоты возникновения потенциала действия на 21% (р<0.05) Длительность потенциала действия на уровне 20% реполяризации (ДПД20) увеличивалась с 19.0±1.9 до 19.9±2.0 мс, что составляет 5%, соответственно (р<0.05; n=9). Остальные исследуемые параметры достоверно не изменялись.

Таким образом, максимальный эффект наблюдался в концентрации 10-8М. Наблюдаемые изменения мы связываем с тем, что NPY через альфу субъединицу G-белка действует на If токи. В результате происходит уменьшение частоты возникновения потенциала действия и затягивание длительности ПД.

 

Neuropeptide Y (NPY) is a highly conserved peptide that was first discovered in the pig brain. NPY is a peptide consisting of 36 amino acids that acts through a family of G-protein-coupled receptors and is associated with numerous physiological processes, including nutrition, circadian rhythms, stress, fear, anxiety, and blood pressure regulation. Currently, eight subtypes of receptors sensitive to NP Y (Y1-Y8) have been detected. The action of NPY is realized with the help of various types of receptors that have both pre- and postsynaptic location. All types of receptors, at least in mammals, use the same signaling pathways. First of all, it is a Gi/o signaling pathway that leads to inhibition of cAMP formation, mobilization of intracellular Ca2+ and modulation of the state of Ca2+ and K+ channels. NPY binds primarily to Y1, Y2, and Y5 receptors.

The study was conducted on 21-day-old white mongrel rats, which are characterized by a peak heart rate and a high level of sympathetic effects on the heart (n=18). Strips of the right atrium myocardium with preserved sinus node and spontaneous activity were prepared from the heart. The registration of the action potential (PD) was carried out in accordance with the classical technique of intracellular leads. Glass electrodes were made on the day of the experiment on a special horizontal puller P-1000 (Sutter Instruments, USA) from borosilicate glass capillaries BF 120-60-10 (Sutter Instruments, USA) with an outer diameter of 1.2mm, an inner diameter of 0.6 mm– The tip of the microelectrode is filled with a solution of 3M KCl. The initial resistance at the tip of the electrode was 30-80 MΩ. The recording part of the installation included an amplifier for intracellular leads with high input resistance (Neuroprobe 1600, A -M Systems, USA) and devices that visualize and record experimental data. The microelectrode holder is connected to the preamplifier by the amplifier head. The output signal of the amplifier was transmitted to an analog-to-digital converter E14 - 140 (L-card, Russia) connected to a personal computer, an oscilloscope, and then recorded on the computer using the Elph 3.0 program. Statistical processing of the results was carried out using the program “PowerGraph Profeessional 3.3” (Disoft). Changes in the parameters of the action potential in response to neuropeptide Y were calculated as a percentage of the initial one. The reliability of the differences was calculated by the Student's paired criterion (p <0.05). Sigma chemical reagents were used. The effect of NPY in consistently increasing concentrations was studied on one drug. All solutions were prepared on the day of the experiment.

The aim of our study was to study the role of neuropeptide Y in the electrical activity of cardiomyocytes of 21-day-old animals.

Application of NPY at a concentration of 10-8M caused a decrease in the frequency of occurrence of the action potential by 13% (p<0.05). The duration of the action potential at the level of 20%, 50% and 90% repolarization (DPD20, DPD50, DPD90) increased from 17.4 ± 1.3 to 19.3± 1.1 ms, from 44.4±3.1 to 49.9±2.2 ms, from 99.1±5.1 to 108.9±4.2, which is 10%; 11%; 9%, respectively (p<0.05; n=9). The rest of the studied parameters did not change significantly. An increase in concentration by one order of magnitude (NPY 10-7M) did not lead to significant changes in the studied parameters (n=9). NPY at a concentration of 10-6M caused a decrease in the frequency of occurrence of the action potential by 21% (p<0.05) The duration of the action potential at the level of 20% repolarization (DPD20) increased from 19.0±1.9 to 19.9±2.0 ms, which is 5%, respectively (p<0.05; n=9). The rest of the studied parameters did not change significantly.

Thus, the maximum effect was observed at a concentration of 10-8M. We attribute the observed changes to the fact that NPY acts on If currents through the alpha subunit of the G protein. As a result, there is a decrease in the frequency of occurrence of the action potential and a prolongation of the duration of PD.