ИСТИНА

Выживание в течение зимнего сезона является серьезным испытанием для всех организмов. Некоторые млекопитающие выработали особую стратегию выживания: они способны впадать в спячку или гибернировать. При этом температура их тела снижается до значений, близких к 0°C, что позволяет радикально снизить энергозатраты организма (Barnes, 1989). Тем не менее, сердце гибернирующего животного продолжает сокращаться без потери насосной функции – хотя и с меньшей частотой. У большинства теплокровных животных снижение температуры тела ниже 27°C сопряжено с развитием аритмий (Burlington, Darvish, 1988), а при температурах ниже 17°C работа сердца останавливается (White, 1980) – тогда как сердца гибернаторов устойчивы к холодовым аритмиям. Физиологические механизмы, стоящие за этим, являются предметом дискуссий, однако однозначного объяснения этого феномена на сегодняшний день нет. В данной работе мы предприняли попытку изучить возможные электрофизиологические изменения в миокарде при гибернации на примере длиннохвостого суслика (Citellus undulatus). В исследовании были использованы животные в возрасте 1-3 лет обоих полов. Суслики были пойманы в горах Алтая и транспортированы в лабораторию в Москве. С августа по конце сентября животных содержали при световом режиме 12:12 и кормили зерновой смесью ad libitum. С начала октября животных содержали в индивидуальных металлических боксах и помещали в холодную комнату с контролем температуры, где животные входили в гибернацию. Перед началом эксперимента животных анестезировали изофлураном, после чего декапитировали, вырезали сердце и выделяли кардиомиоциты путем ретроградной энзиматической перфузии изолированного сердца по Лангендорфу. Ионные токи и потенциалы действия (ПД) регистрировали в изолированных предсердных и желудочковых кардиомиоцитах суслика методом пэтч-кламп в конфигурации whole-cell. Основными реполяризующими калиевыми токами в рабочих кардиомиоцитах суслика при 24°C были транзиторный выходящий ток Ito и фоновый ток входящего выпрямления IK1; ультрабыстрый ток задержанного выпрямления IKur был выражен слабо, что делает электрофизиологический фенотип рабочего миокарда суслика сходным с миокардом крысы. Гибернация приводила к снижению амплитуды тока Ito при положительных поддерживаемых потенциалах, как в желудочковых, так и в предсердных клетках; в желудочковом миокарде подавление Ito было выражено сильнее. Длительность ПД на различных уровнях реполяризации при этом у гибернирующих животных не менялась. Предположительно, подавление Ito при гибернации предотвращает чрезмерное укорочение ПД из-за снижения амплитуды входящего кальциевого тока и защищает от возникновения постдеполяризаций. Быстрый натриевый ток (I¬Na), ответственный за возбудимость миокарда, не различался по своей амплитуде между зимними и летними сусликами – а по сравнению с не гибернирующим животным (крыса) был выражен слабее. Параметры стационарной кинетики – а именно, характеристики кривых стационарной активации и инактивации INa – в кардиомиоцитах гибернирующих и летних животных также не различались. Однако, они были сдвинуты в сторону более положительных потенциалов по сравнению с кривыми стационарной кинетики INa в кардиомиоцитах крысы – то есть, натриевый ток в миокарде суслика инактивируется при более положительных потенциалах. Это позволяет поддерживать возбудимость миокарда при снижении температуры, как правило сопряженным с подавлением калиевых токов входящего выпрямления и деполяризацией миокарда. Таким образом, наблюдаемые особенности электрофизиологии миокарда суслика позволяют поддерживать нормальное функционирование миокарда при низких температурах во время гибернации и предотвращают возникновение холодовых аритмий.