Ученые описали наиболее вероятный антиаритмический механизм мелатонина

Мелатонин, основной гормон гипофиза, выполняет несколько физиологических функций, наиболее известна из которых регуляция циркадных ритмов. Однако недавние исследования продемонстрировали и другие роли, которые мелатонин может играть в нормальных условиях и при заболеваниях во многих органах и тканях. 

Так, благодаря своим амфифильным свойствам мелатонин может легко проникать в клетки и в их «энергетические станции» митохондрии. Там он оказывает разностороннее антиоксидантное действие, обусловленное как прямым удалением активных форм кислорода, так и стимуляцией особой ферментативной активности. С другой стороны, мелатонин также взаимодействует с несколькими мишенями, включая рецепторы плазматической мембраны, ядерные рецепторы, внутриклеточные и даже внеклеточные белки.

Кроме прочего, было показана способность гормона защищать сердце при аритмиях — нарушениях сердечного ритма, — связанных с ишемией. При этом молекулярные мишени и/или механизмы такого действия мелатонина до сих пор полностью не выяснены. Исследователи из Сыктывкара с зарубежными коллегами попробовали решить эту проблему.

Авторы новой работы вызывали ишемию сердца у крыс, получавших плацебо, мелатонин и/или лузиндол — блокатор мелатониновых рецепторов МТ1/МТ2, расположенных в мембране клетки и запускающих ряд внутриклеточных каскадов реакций. Затем проводили электрофизиологическое исследование и, уже на вырезанных органах, изучали маркеры окислительного стресса и распределение белка коннексина-43(Сх43), который играет важную роль в обеспечении нормальных сердечных сокращений. 

Результаты исследования показали, что мелатонин снижал частоту возникновения желудочковой тахикардии (желудочки начинают сокращаться быстрее) и желудочковой фибрилляции (желудочки начинают хаотично дрожать и не могут эффективно качать кровь). Также он предотвращал связанное с ишемией замедление проводимости, при этом не изменял уровень общего коннексина-43 или маркеров окислительного стресса, но повышал содержание фосфорилированного варианта Сх43. Последний, в отличие от своего дефосфорилированного «собрата», локализуется в участках, которые соединяют клетки сердца — кардиомиоциты — в единую согласованную сеть, и как бы укрепляет контакты между ними.

Понять механизм антиаритмического действия мелатонина помогло одновременное введение блокатора его рецепторов. Эффект гормона полностью отменялся, Сх43 в целом и его фосфорилированной формы становилось меньше. Также наблюдалось понижение потенциала покоя — то есть разность потенциалов внутри и снаружи клетки уменьшалась, из-за чего может нарушиться механизм возбуждения кардиомиоцитов и, соответственно, возникнет аритмия. Удалось выяснить, что происходит это из-за изменения потока ионов калия наружу — именно за счет них поддерживается потенциал покоя.

Таким образом, авторы сделали вывод, что антиаритмический эффект мелатонина был опосредован рецептор-зависимым усилением проведения импульса. Он же, в свою очередь, связан с уровнем фосфорилирования коннексина-43 и поддержанием уровня потенциала покоя. Эти наблюдения могут способствовать поиску новых методов лечения опасных аритмий, особенно при ишемии.