Preview

Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины

Расширенный поиск

Сигнальные механизмы кардиопротекторного эффекта пептидных и непептидных агонистов опиоидных рецепторов при реперфузии сердца (обзор литературы)

https://doi.org/10.29001/2073-8552-2025-40-2-11-20

Аннотация

Внутригоспитальная смертность у больных острым инфарктом миокарда (ОИМ) составляет 5–8% и в последние годы не снижается. Одной из причин высокой летальности является реперфузионное повреждение сердца. Совершенно очевидно, что существует острая необходимость в разработке препаратов, способных эффективно снизить смертность при ОИМ. Такими препаратами могут стать опиоиды. Активация периферических µ2-, δ2-, κ1-опиоидных рецепторов (ОР) уменьшает размер инфаркта и улучшает сократимость при реперфузии. Периферические µ1-, δ1-, κ2-ОР не участвуют в регуляции толерантности сердца к реперфузионным повреждениям. В кардиопротекторном эффекте опиоидного посткондиционирования принимают участие PI3-киназа (phosphoinositide 3-kinase, PI3K), ERK1/2 (extracellular signal-regulated kinase-1/2), Akt-киназа, рецептор эпидермального фактора роста (epidermal growth factor receptor, EGFR) и растворимая гуанилилциклаза (soluble guanylyl cyclase, sGC). Ингибирование GSK-3β (glycogen synthase kinase-3β) и JNK (c-jun NH2 amino-terminal kinase) вовлечено в опиоидное посткондиционирование, в отличие от Янус-киназы-2 (JAK2) и протеинкиназы A (PKA). Есть доказательства того, что гемоксигеназа-1 (HO-1) и NO-синтаза (NOS) также участвуют в опиоид-индуцированном посткондиционировании. Пептидные и непептидные агонисты µ2-, δ2-, κ1-ОР могут стать препаратами для лечения ОИМ.

Цель обзора: анализ сигнальных механизмов кардиопротекторного эффекта пептидных и непептидных агонистов ОР при реперфузии сердца. Поиск литературы по данному вопросу осуществлялся в базе данных PubMed с использованием запросов по следующим ключевым словам: opioid receptors, opioid receptor agonists, cardioprotective effect of opioid receptor agonists.

Об авторах

А. В. Мухомедзянов
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

Мухомедзянов Александр Валерьевич, канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



Л. Н. Маслов
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

Маслов Леонид Николаевич, д-р мед. наук, профессор, заведующий лабораторией экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



С. B. Попов
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

Попов Сергей Валентинович, д-р мед. наук, профессор, академик РАН, директор НИИ кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



А. Кан
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

Кан Артур, старший лаборант, лаборатория экспериментальной кардиологии, НИИ кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



А. Е. Граб
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

Граб Александр Евгеньевич, аспирант, лаборатория экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



Н. В. Нарыжная
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

Нарыжная Наталья Владимировна, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а



Список литературы

1. Ashraf S., Farooq U., Shahbaz A., Khalique F., Ashraf M., Akmal R. et al. Factors responsible for worse outcomes in STEMI patients with early vs delayed treatment presenting in a tertiary care center in a third world country. Curr. Probl. Cardiol. 2024;49(1Pt B):102049. https://doi.org/10.1016/j.cpcardiol.2023.102049

2. McCartney P.J., Berry C. Redefining successful primary PCI. Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging. 2019;20(2):133–135. https://doi.org/10.1093/ehjci/jey159

3. Пантелеев О.О., Рябов В.В. Кардиогенный шок – что нового? Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2021;36(4):45–51. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2021-36-4-45-51

4. Maslov L.N., Khaliulin I., Oeltgen P.R., Naryzhnaya N.V., Pei J.M., Brown S.A. et al. Prospects for creation of cardioprotective and antiarrhythmic drugs based on opioid receptor agonists. Med. Res. Rev. 2016;36(5):871–923. https://doi.org/10.1002/med.21395

5. Peart J.N., Gross E.R., Reichelt M.E., Hsu A., Headrick J.P., Gross G.J. Activation of kappa-opioid receptors at reperfusion affords cardioprotection in both rat and mouse hearts. Basic Res. Cardiol. 2008;103(5): 454–463. https://doi.org/10.1007/s00395-008-0726-z

6. Kim J.H., Jang Y.H., Chun K.J., Kim J., Park Y.H., Kim J.S. et al. Kappa-opioid receptor activation during reperfusion limits myocardial infarction via ERK1/2 activation in isolated rat hearts. Korean J. Anesthesiol. 2011;60(5):351–356. https://doi.org/10.4097/kjae.2011.60.5.351

7. Wu X., Zhang B., Fan R., Zhao L., Wang Y., Zhang S. et al. U50,488H inhibits neutrophil accumulation and TNF-alpha induction induced by ischemia-reperfusion in rat heart. Cytokine. 2011;56(2):503–507. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2011.07.015

8. Wu Y., Wan J., Zhen W.Z., Chen L.F., Zhan J., Ke J.J. et al. The effect of butorphanol postconditioning on myocardial ischaemia reperfusion injury in rats. Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 2014;18(3):308–312. https://doi.org/10.1093/icvts/ivt516

9. Huang L.H., Li J., Gu J.P., Qu M.X., Yu J., Wang Z.Y. Butorphanol attenuates myocardial ischemia reperfusion injury through inhibiting mitochondria-mediated apoptosis in mice. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2018;22(6):1819–1824. https://doi.org/10.26355/eurrev_201803_14601

10. Mukhomedzyanov A.V., Tsibulnikov S.Y., Maslov L.N. Comparative Analysis of infarct size limiting activity of κ-opioid receptor agonists in in vivo reperfused heart. Bull. Exp. Biol. Med. 2021;170(5):594–597. https://doi.org/10.1007/s10517-021-05113-7

11. Popov S.V., Mukhomedzyanov A.V., Tsibulnikov S.Y., Khaliulin I., Oeltgen P.R., Rajendra Prasad N. et al. Activation of peripheral opioid κ1 receptor prevents cardiac reperfusion injury. Physiol. Res. 2021;523–531. https://doi.org/10.33549/physiolres.934646

12. Tian X., Zhou Y., Wang Y., Zhang S., Feng J., Wang X. et al. Mitochondrial dysfunction and apoptosis are attenuated on kappa-opioid receptor activation through AMPK/GSK-3beta pathway after myocardial ischemia and reperfusion. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2019;73(2):70–81. https://doi.org/10.1097/FJC.0000000000000635

13. Zhang W.P., Zong Q.F., Gao Q., Yu Y., Gu X.Y., Wang Y. et al. Effects of endomorphin-1 postconditioning on myocardial ischemia/reperfusion injury and myocardial cell apoptosis in a rat model. Mol. Med. Rep. 2016;14(4):3992–3998. https://doi.org/10.3892/mmr.2016.5695

14. Wu S., Zhang L., Fan H., Huang Y., Zong Q., Gao Q. et al. PI3K/Akt signaling pathway mediates the protective effect of endomorphin-1 postconditioning against myocardial ischemia-reperfusion injury in rats. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2021;41(6):870–875. https://doi.org/10.12122/j.issn.1673-4254.2021.06.09

15. Huang Y.P., Yang T.H., Jin Z.Y., Wang Y., Ye H.W., Gao Q. et al. Role of mitochondrial permeability transition pore in mediating the effect of endomorphin-1 postconditioning against myocardial ischemia-reperfusion injury in rats. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2018;38(5):547–553. https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-4254.2018.05.07

16. Mukhomedzyanov A.V., Maslov L.N., Tsibulnikov S.Y., Pei J.M. Endomorphins and β-endorphin do not affect heart tolerance to the pathogenic effect of reperfusion. Bull. Exp. Biol. Med. 2016;162(1):23–26. https://doi.org/10.1007/s10517-016-3535-7

17. He S.F., Jin S.Y., Yang W., Pan Y.L., Huang J., Zhang S.J. et al. Cardiac μ-opioid receptor contributes to opioid-induced cardioprotection in chronic heart failure. Br. J. Anaesth. 2018;121(1):26–37. https://doi.org/10.1016/j.bja.2017.11.110

18. Goldberg I.E., Rossi G.C., Letchworth S.R., Mathis J.P., Ryan-Moro J., Leventhal L. et al. Pharmacological characterization of endomorphin-1 and endomorphin-2 in mouse brain. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1998;286(2):1007–1013. PMID: 9694962.

19. Wu Y., Gu E.W., Zhu Y., Zhang L., Liu X.Q., Fang W.P. Sufentanil limits the myocardial infarct size by preservation of the phosphorylated connexin 43. Int. Immunopharmacol. 2012;13(3):341–346. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2012.04.009

20. Lei Y., Li X.X., Guo Z. Impact of timing of morphine treatment on infarct size in experimental animal model of acute myocardial ischemia and reperfusion. Eur. J. Pharmacol. 2022;928:175094. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2022.175094

21. Aitchison K.A., Baxter G.F., Moneeb Awan M., Smith R.M., Yellon D.M. et al. Opposing effects on infarction of delta and kappa opioid receptor activation in the isolated rat heart: implications for ischemic preconditioning. Basic Res. Cardiol. 2000;95(1):1–10. https://doi.org/10.1007/s003950050001

22. Zhu Y., Chi J., Cai S., Liu S., Yuan J., Xu H. et al. High-dose remifentanil exacerbates myocardial ischemia-reperfusion injury through activation of calcium-sensing receptor-mediated pyroptosis. Int. J. Med. Sci. 2023;20(12):1570–1583. https://doi.org/10.7150/ijms.83207

23. Kim J.H., Chun K.J., Park Y.H., Kim J., Kim J.S., Jang Y.H. et al. Morphine-induced postconditioning modulates mitochondrial permeability transition pore opening via delta-1 opioid receptors activation in isolated rat hearts. Korean J. Anesthesiol. 2011;61(1):69. https://doi.org/10.4097/kjae.2011.61.1.69

24. Schultz J.E.J., Hsu A.K., Nagase H., Gross G.J. TAN-67, a δ 1 -opioid receptor agonist, reduces infarct size via activation of Gi/o proteins and KATP channels. Am. J. Physiol. Circ. Physiol. 1998;274(3):H909–Н914. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1998.274.3.H909

25. Huh J., Gross G.J., Nagase H., Liang B.T. Protection of cardiac myocytes via δ 1 -opioid receptors, protein kinase C, and mitochondrial K ATP channels. Am. J. Physiol. Circ. Physiol. 2001;280(1):H377–Н383. https://doi.org/10.1152/ajpheart.2001.280.1.H377

26. Gross G. Role of opioids in acute and delayed preconditioning. J. Mol. Cell. Cardiol. 2003;35(7):709–718. https://doi.org/10.1016/S00222828(03)00135-4

27. Roques B., Gacel G., Daugé V., Baamonde A., Calenco G., Turcaud S. et al. Novel approaches in the development of new analgesics. Neurophysiol. Clin. Neurophysiol. 1990;20(5):369–387. https://doi.org/10.1016/S0987-7053(05)80205-9

28. Naryzhnaya N.V., Mukhomedzyanov A.V., Sirotina M., Maslov L.N., Kurbatov B.K., Gorbunov A.S. et al. δ-opioid receptor as a molecular target for increasing cardiac resistance to reperfusion in drug development. Biomedicines. 2023;11(7):1887. https://doi.org/10.3390/biomedicines11071887

29. Chen Z., Li T., Zhang B. Morphine postconditioning protects against reperfusion injury in the isolated rat hearts. J. Surg. Res. 2008;145(2):287– 294. https://doi.org/10.1016/j.jss.2007.07.020

30. Ha J.Y., Lee Y.C., Park S.J., Jang Y.H., Kim J.H. Remifentanil postconditioning has cross talk with adenosine receptors in the ischemic-reperfused rat heart. J. Surg. Res. 2015;195(1):37–43. https://doi.org/10.1016/j.jss.2015.01.010

31. Zhao S., Zhang C., Pi Z., Li R., Han P., Guo L. Oxycodone protects cardiomyocytes from ischemia-reperfusion-induced apoptosis via PI3K/ Akt pathway. Pharmazie. 2020;75(9):430–435. https://doi.org/10.1691/ph.2020.0497

32. Mourouzis I., Saranteas T., Perimenis P., Tesseromatis C., Kostopanagiotou G., Pantos C. et al. Morphine administration at reperfusion fails to improve postischaemic cardiac function but limits myocardial injury probably via heat-shock protein 27 phosphorylation. Eur. J. Anaesthesiol. 2009;26(7):572–581. https://doi.org/10.1097/EJA.0b013e32832a225a

33. Wong G.T.C., Li R., Jiang L.L., Irwin M.G. Remifentanil post-conditioning attenuates cardiac ischemia–reperfusion injury via κ or δ opioid receptor activation. Acta Anaesthesiol. Scand. 2010;54(4):510–518. https://doi.org/10.1111/j.1399-6576.2009.02145.x

34. Seewald M., Coles J.A., Sigg D.C., Iaizzo P.A. Featured article: Pharmacological postconditioning with delta opioid attenuates myocardial reperfusion injury in isolated porcine hearts. Exp. Biol. Med. 2017;242(9): 986–995. https://doi.org/10.1177/1535370216684041

35. Wang J., Gareri C., Rockman H.A. G-protein-coupled receptors in heart disease. Circ. Res. 2018; 123(6):716–735. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.118.311403

36. Gross G.J., Auchampach J.A. Reperfusion injury: does it exist? J. Mol. Cell. Cardiol. 2007;42(1):12–18. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2006.09.009

37. Popov S.V., Mukhomedzyanov A.V., Maslov L.N., Naryzhnaya N.V., Kurbatov B.K., Prasad N.R. et al. The infarct-reducing effect of the delta2 opioid receptor agonist deltorphin II: The molecular mechanism. Membranes (Basel). 2023;13(1):63. https://doi.org/10.3390/membranes13010063

38. Mukhomedzyanov A.V., Popov S.V., Maslov L.N., Diez E.R., Azev V.N. Role of PI3K, ERK1/2, and JAK2 kinases in the cardioprotective effect of deltorphin II during cardiac reperfusion. Bull. Exp. Biol. Med. 2023;175(1):17–19. https://doi.org/10.1007/s10517-023-05801-6

39. Förster K., Kuno A., Solenkova N., Felix S.B., Krieg T. The delta-opioid receptor agonist DADLE at reperfusion protects the heart through activation of pro-survival kinases via EGF receptor transactivation. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2007;293(3):H1604–H16048. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00418.2007

40. Chen Z., Spahn D.R., Zhang X., Liu Y., Chu H., Liu Z. Morphine postconditioning protects against reperfusion injury: the role of protein kinase C-epsilon, extracellular signal-regulated kinase 1/2 and mitochondrial permeability transition pores. Cell. Physiol. Biochem. 2016;39(5):1930– 1940. https://doi.org/10.1159/000447890

41. Tao H., Nuo M., Min S. Sufentanil protects the rat myocardium against ischemia-reperfusion injury via activation of the ERK1/2 pathway. Cytotechnology. 2018;70(1):169–176. https://doi.org/10.1007/s10616017-0127-y

42. Xu J., Bian X., Zhao H., Sun Y., Tian Y., Li X. et al. Morphine prevents ischemia/reperfusion-induced myocardial mitochondrial damage by activating delta-opioid receptor/EGFR/ROS pathway. Cardiovasc. Drugs Ther. 2022;36(5):841–857. https://doi.org/10.1007/s10557-02107215-w

43. Chen Q.L., Gu E.W., Zhang L., Cao Y.Y., Zhu Y., Fang W.P. Diabetes mellitus abrogates the cardioprotection of sufentanil against ischaemia/ reperfusion injury by altering glycogen synthase kinase-3beta. Acta Anaesthesiol. Scand. 2013;57(2):236–242. https://doi.org/10.1111/j.13996576.2012.02748.x

44. Chen M., Liu Q., Chen L., Zhang L., Cheng X., Gu E. HDAC3 mediates cardioprotection of remifentanil postconditioning by targeting GSK3β in H9c2 cardiomyocytes in hypoxia/reoxygenation injury. Shock. 2018;50(2):240–247. https://doi.org/10.1097/SHK.0000000000001008

45. Heusch G. Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre-, post-, and remote conditioning. Circ. Res. 2015;116(4): 674–699. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.305348

46. Chen Z., Zhang X., Liu Y., Liu Z. Morphine postconditioning protects against reperfusion injury via inhibiting JNK/p38 MAPK and mitochondrial permeability transition pores signaling pathways. Cell. Physiol. Biochem. 2016;39(1):61–70. https://doi.org/10.1159/000445605

47. Tsutsumi Y.M., Yokoyama T., Horikawa Y., Roth D.M., Patel H.H. Reactive oxygen species trigger ischemic and pharmacological postconditioning: in vivo and in vitro characterization. Life Sci. 2007;81(15): 1223–1227. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2007.08.031

48. Patel H.H., Hsu A., Gross G.J. Delayed cardioprotection is mediated via a non-peptide δ opioid agonist, SNC-121, independent of opioid receptor stimulation. Basic Res. Cardiol. 2004;99(1):38–45. https://doi.org/10.1007/s00395-003-0438-3

49. Kunecki M., Roleder T., Biernat J., Kukla P., Tomkiewicz-Pająk L., Deja M.A. et al. Opioidergic conditioning of the human heart muscle in nitric oxide-dependent mechanism. Adv. Clin. Exp. Med. 2018;27(8): 1069–1073. https://doi.org/10.17219/acem/70192

50. Tong G., Zhang B., Zhou X., Zhao J., Sun Z., Tao Y. et al. Kappa-opioid agonist U50,488H-mediated protection against heart failure following myocardial ischemia/reperfusion: Dual roles of heme oxygenase-1. Cell. Physiol. Biochem. 2016;39(6):2158–2172. https://doi.org/10.1159/000447911


Анализ сигнальных механизмов кардиопротекторного эффекта агонистов опиоидных рецепторов (ОР) при реперфузии сердца. Пептидные и непептидные агонисты µ2-, δ2-, κ1-ОР могут стать препаратами для лечения острого инфаркта миокарда.

Рецензия

Для цитирования:


Мухомедзянов А.В., Маслов Л.Н., Попов С.B., Кан А., Граб А.Е., Нарыжная Н.В. Сигнальные механизмы кардиопротекторного эффекта пептидных и непептидных агонистов опиоидных рецепторов при реперфузии сердца (обзор литературы). Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2025;40(2):11-20. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2025-40-2-11-20

For citation:


Mukhomedzyanov A.V., Maslov L.N., Popov S.V., Kan A., Grab A.E., Naryzhnaya N.V. Signaling mechanisms of the cardioprotective effect of peptide and nonpeptide opioid receptor agonists in cardiac reperfusion (literature review). Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2025;40(2):11-20. (In Russ.) https://doi.org/10.29001/2073-8552-2025-40-2-11-20

Просмотров: 17


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2713-2927 (Print)
ISSN 2713-265X (Online)