The effect of β-endorphin on the functional parameters of the isolated heart and lymphatic vessels of the white rat

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. The work is devoted to the comparison of the mechanisms of β-endorphin action in isolated rat heart and lymphatic vessels.

Materials and methods. The experiments were performed using the Langendorff System perfusion device (Panlab, Spain) and the multichannel wire myograph 620M (DMT). During the study, selective opioid receptor blockers, K + channel blockers were used.

Conclusion. In the course of experimental studies it was found that the most likely target for β-endorphin in an isolated rat heart are δ-opioid receptors, in isolated lymphatic vessels of a rat - μ- and δ-opioid receptors. The inhibitory effect of β-endorphin in the heart muscle is associated with stimulation of ATP-sensitive K + channels. In isolated lymphatic vessels, the effect of β-endorphin is realized through the activation of both potential-dependent and ATP-sensitive K+ channels.

About the authors

Olga V. Nechaykina

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal medical and biological Agency

Author for correspondence.
Email: olga2278@mail.ru
SPIN-code: 8194-8790

Researcher, Laboratory of Extreme Physiology
Russian Federation, 188663, Leningrad region, Vsevolozhsk district, g.p.Kuzmolovsky, Kapitolovo station, building 93

Denis S. Laptev

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal medical and biological Agency

Email: lapden@mail.ru
SPIN-code: 2873-5071

Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher, Laboratory of Extreme Physiology

Russian Federation, 188663, Leningrad region, Vsevolozhsk district,  g.p.Kuzmolovsky, Kapitolovo station, building 93

Sergei G. Petunov

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal medical and biological Agency

Email: sergey-petunov@mail.ru
SPIN-code: 1016-5878

Candidate of Medical Sciences, Head of the Laboratory of Extreme Physiology
Russian Federation, 188663, Leningrad region, Vsevolozhsk district,  g.p.Kuzmolovsky, Kapitolovo station, building 93

Andrei S. Radilov

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal medical and biological Agency

Email: radilov@rihophe.ru

Doctor of Medical Sciences, Professor, Acting directors of Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal medical and biological Agency
Russian Federation, 188663, Leningrad region, Vsevolozhsk district,  g.p.Kuzmolovsky, Kapitolovo station, building 93

References

  1. Ласукова Т.В., Маслов Л.Н., Горбунов А.С. О роли опиоидной системы миокарда в реализации кардиопротекторного эффекта посткондиционирования // Российский физиологический журнал им. Сеченова – 2014. – Т.100. – №12 – С.1391-1398. [Lasukova T.V., Maslov L.N., Gorbunov A.S. On the role of opioid system of myocardium in the implementation of the cardioprotective effect of postconditioning Russian Journal of Physiology. 2014;100(12):1391-1398. (In Russ.)].
  2. Xiao R. P., Pepe S., Spurgeon H. A. Opioid peptide receptor stimulation reverses â-adrenergic effects in rat heart cells. Am. J. Physiol. 1997;272:797 – 805. doi: 10.1152/ajpheart. 1997.272.2.H797.
  3. Barron BA, Oakford LX, Gaugl JF, Caffrey JL. Methionine-enkephalin-Arg-Phe immunoreactivity in heart tissue. Peptides. 1995;16:1221–1227. doi.org/10.1016/0196-9781(95)02012-L.
  4. Barron BA. Opioid peptides and the heart. Cardiovasc Res. 1999;43:13–16. doi.org/10.1016/s0008-6363(99)00112-1.
  5. Маслов Л.Н., Лишманов Ю.Б., Гросс Г. Дж., Стефано Дж. Феномен повышения устойчивости сердца к аритмогенному действию ишемии и реперфузии при активации периферических опиатных рецепторов // Вестник аритмологии. – 2002. – №26. – С.77-90. [Lishmanov Yu. B., Maslov L. N.,Gross G.J., Stefano G.B Fenomen povysheniya ustoichivosti serdtsa k aritmogennomu deistviyu ishemii i reperfuzii pri aktivatsii perifericheskikh opiatnykh retseptorov. Vestnik aritmologii. 2002;26:77-90. (In Russ.)].
  6. Pugsley MK. The diverse molecular mechanisms responsible for the actions of opioids on the cardiovascular system. Pharmacol Ther. 2002; 93(1):51– 75. doi.org/10.1016/S0163-7258(02)00165-1.
  7. Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н. Опиатическая регуляция состояния центральной гемодинамики // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 2003. – №1. – С.2-11. [Yu. B. Lishmanov, L. N. Maslov. Opiaticheskaya regulyatsiya sostoyaniya tsentral'noi gemodinamiki. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental'naya terapiya. 2003;1:2-11.(In Russ.)].
  8. Saraiva J, Oliveira SM, Rocha-Sousa A, Leite-Moreira A. Opioid Receptors and Preconditioning of the Heart. Rev Port Cardiol 2004;23(10):1317-1333.
  9. Quick CM, Venugopal AM, Gashev AA et al. Intrinsic pump-conduit behavior of lymphangions. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007;292(4):R1510–R1518. doi: 10.1152/ajpregu.00258.2006.
  10. Berger DS, Li JK, Noordergraaf A. Differential effects of wave reflections and peripheral resistance on aortic blood pressure: a model-based study. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 1994; 266:H1626–H1642. doi.org/10.1152/ajpheart.1994.266.4.h1626.
  11. Li B, Silver I, Szalai JP, Johnston MG. Pressure-volume relationships in sheep mesenteric lymphatic vessels in situ: response to hypovolemia. Microvasc Res.1998;56(2):127–138. doi: 10.1006/mvre.1998.2089.
  12. McHale NG, Roddie IC. The effect of transmural pressure on pumping activity in isolated bovine lymphatic vessels. J Physiol 1976;261(2):255–269. doi.org/10.1113/jphysiol.1976.sp 011557.
  13. Лаптев Д.С., Петунов С.Г., Бобков Д.В., Радилов А.С., Рембовский В.Р. Влияние β-эндорфина на функциональную активность изолированного сердца крысы // Российский физиологический Журнал им. Сеченова. – 2016. – Т.102. – №11 – С.1343-1351. [D. S. Laptev, S. G. Petunov, D. V. Bobkov, A. S. Radilov, V. R. Rembovskiy. Influence of β-endorphin on functional activity of isolated rat heart. Russian Journal of Physiology. 2016;102(11):1343-1351. (In Russ.)].
  14. Нечайкина О.В., Петунов С.Г., Радилов А.С. Влияние β-эндорфина на сократительную активность изолированных лимфатических сосудов крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2013. – Т.12. – №3 – С. 64–70. [Nechaykina O. V., Petunov S. G., Radilov A. S. Effect of β-endorphin on contractile activity of isolated rat lymph vessels. Regional Blood Circulation and Microcirculation. 2013;12(3):64–70. (In Russ.)].
  15. Брук Т. М., Лифке М. В. Динамика β-эндорфина в крови спортсменов различной квалификации в условиях нагрузки умеренной интенсивности на фоне низкоинтенсивного лазерного воздействия // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». – 2009. – № 2. – С. 5–10. [Brook T.M., Lifke M.V. Dynamics of beta-endorphin in the blood of athletes of various qualifications in the conditions of mild load exposed by low intensive laser. Kursk Scientific and Practical Bulletin "Man and His Health". 2009;2:5–10.(In Russ.)].
  16. Mantelli L, Corti V, Bini R, Ledda F. Role of opioid peptides in the peripheral regulation of cardiovascular function. Cardiologia. 1987;32(8):691-4. [Article in Italian].
  17. Vargish T, Beamer KC. Delta and Mu receptor agonists correlate with greater depression of cardiac function than morphine sulfate in perfused rat hearts. Circ Shock. 1989; 27(3):245-51.
  18. Pugsley MK, Penz WP, Walker MJ, Wong TM. Cardiovascular actions of the K-agonist, U-50,488H, in the absence and presence of opioid receptor blockade. Br. J. Pharmacol. 1992; 105(3):521-526. doi.org/10.1111/j.1476-5381.1992.tb09012.x.
  19. Stefano GB, Hartman A, Bilfinger TV et al. Presence of the mu3 opiate receptor in endothelial cells. Coupling to nitric oxide production and vasodilation. J.Biol.Chem. 1995; 270(51): 30290-30293. doi: 10.1074/jbc.270.51.30290
  20. Fu LW, Longhurst JC. Functional role of peripheral opioid receptors in the regulation of cardiac spinal afferent nerve activity during myocardial ischemia. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2013;305(1):H76-85. doi: 10.1152/ajpheart.00091.2013.
  21. Treskatsch S, Feldheiser A, Shaqura M et al. Cellular localization and adaptive changes of the cardiac delta opioid receptor system in an experimental model of heart failure in rats. Heart Vessels. 2016;31(2):241-50. doi: 10.1007/s00380-014-0620-6.
  22. Tanaka K, Kersten JR, Riess ML. Opioid-induced cardioprotection. Curr.Pharm.Des. 2014;20(36):5696—5705. doi: 10.2174/1381612820666140204120311.
  23. Первомайский Э.Б., Кузьминов В.Н. Динамика содержания β-эндорфина, мет- и лей-энкефалина в плазме больных опийной наркоманией в процессе купирования абстинентного синдрома // Биологически активные вещества и регуляция функций мозга: Сборник научных трудов. – Харьков, 1990. – С. 22-24. [Pervomaiskii E.B., Kuz'minov V.N. Dinamika soderzhaniya β-endorfina, met- i lei-enkefalina v plazme bol'nykh opiinoi narkomaniei v protsesse kupirovaniya abstinentnogo sindroma. Biologicheski aktivnye veshchestva i regulyatsiya funktsii mozga: Sbornik nauchnykh trudov. Khar'kov; 1990. Р. 22-24. (In Russ.)].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. A single contraction of rat mesentery lymphangions

Download (167KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Recording of the contractive activity of the intact lymphatic vessels (background) (а); recording of the contractile activity of the lymphatic vessels when exposed to β-endorphin on the background of Glb (b)

Download (74KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Nechaykina O.V., Laptev D.S., Petunov S.G., Radilov A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».