Glasilo Podružnice Srpskog lekarskog društva Zaječar

 Godina 2008     Volumen 33     Broj 3-4
[ Home ] [ Gore/Up ][ <<< ] [ >>> ]
UDK 612.172:547.436  ISSN 0350-2899, 33(2008) br.3-4 p.101-105
   
Pregledni članak

Dejstvo taurina na električnu aktivnost srca

Slađana Anđelić (1), Snežana Petrović (1), Miljan Jović (2)
(1) GRADSKI ZAVOD ZA HITNU MEDICINSKU POMOĆ, BEOGRAD,
(2) ZDRAVSTVENI CENTAR ZAJEČAR, SLUŽBA HITNE MEDICINSKE POMOĆI

  
 

 

  
  Sažetak: Efekat taurina na električnu aktivnost srca opisan u ovom radu pokazuje da taurin uzrokuje promene u EKG parametrima: trajanju ST intervala i amplitudi T talasa. S druge strane, taurin vrši reverziju aritmija indukovanih toksičnim dozama strofantina-K i eliminiše EKG promene izazvane strofantinom. Svi fiziološki efekti taurina na srce, proučavani od strane mnogih istraživača na animalnim modelima, dokazuju fiziološki efekat taurina u pacijenata sa ishemijskom bolešću srca i kardiomiopatijom. Objašnjenje za učešće taurina u lančanoj reakciji odgovornoj za normalizaciju funkcionalne aktivnosti u urgentnim situacijama je njegovo prisustvo u miokardijalnim ćelijama. Zbog ovoga je pitanje mehanizma dejstva taurina na srce veoma značajno i zahteva buduća istraživanja.
Ključne reči: taurin, dejstvo, srčana oboljenja, elektrokardiogram, aritmije 

Napomena: sažetak na engleskom jeziku
Note: summary in English		  
     
 

UVOD
  Reč taurin potiče od latinske reči taurus (u prevodu bik). Taurin je po hemijskom sastavu organska, 2-aminoetanosulfidna kiselina (C2H7NO3S) (slika 1) izolovana davne 1827. god. od strane F. Tidemanna i L. Gmelina [1].
Taurin je neesencijalna aminokiselina koja se sintetiše iz cisteina, a kako nije sastavni deo proteina, u organizmu se nalazi u slobodnom obliku. Rasprostranjen je u čitavom organizmu (srcu, mišićima, i mozgu) i od velikog značaja za njegovo funkcionisanje.
Slika 1. 2-aminoetanosulfidna kiselina
(Taurin, C2H7NO3S)
 
Taurin pomaže u kontrolisanju epileptičnih napada tako što vrši stabilizaciju ćelijske membrane. U organizmu se ponaša slično insulinu - poboljšava metabolizam glukoze i aminokiselina. Uz ove funkcije, taurin održava holesterol u rastvorljivom obliku i normalizuje odnos i ravnotežu između drugih aminokiselina. Za srce je značajan jer kontroliše nivoe kalijuma i kalcijuma. Sve vrste stresa [2], uključujući i bavljenje sportom, u velikoj meri troše taurin. Autori iz Japana sugerišu da iskoristljivost taurina može biti jako mala ako je stres provokator progresivne hipertenzije. Danas veliki broj sportista u enormnim količinama koristi energetske napitke tipa Guarane i Red Bula, koji u sebi sadrže kofein i taurin. To i ne bi bio problem da već nije, i u našoj zemlji, opisan slučaj potencijalno letalnog ishoda nakon njihove nekontrolisane upotrebe [3]. Reanimacija bolesnika koji je konzumirao guaranu, prikazana od grupe autora GZZHMP u Beogradu, bila је uspešna samo zahvaljujući pravilno datim KPR instrukcijama dispečera ove službe očevidcu događaja [4].
 

DEJSTVO TAURINA NA KARDIOVASKULARNI SISTEM

Taurin učestvuje u regulaciji krvnog pritiska i transportovanju elektrolita kroz ćelijske membrane. Ima izraziti diuretski efekat i izolovano korisno antihipertenzivno dejstvo a preporučljiv je i kod pacijenata sa kongestivnom srčanom insuficijencijom. Ovo dejstvo ostvaruje sprečavajući ekskreciju kalijuma i magnezijuma a olakšavajući eksreciju natrijuma. Taurin vrši supresiju renina i rennin – angiotenzin povratne sprege. Dr. Robert Atkins, proširuje pozitivne rezultate iz naučne literatute stavom da taurin može biti uvršten kao selektovani nutricijens u terapiji hipertenzije. U proučavanju genetske predispozicije za šlog, zanimljiv je rezultat da se pacovima smanjuje incidenca moždanog udara, kada je njihovoj ishrani dodat metionin, taurin, i lizin [5].
Japanski istraživači pronalaze da primena 3 grama taurina dnevno u pacijenata sa kongestivnom srčanom insuficijencijom, je znatno efektivnija od upotrebe 30 mg CoQ10 [6]. Japanci koriste taurin u tretmanu različitih oblika srčanih oboljenja, i njihov stav je da 4 gr taurina primenjena tokom 4 nedelje, ublažavaju simptome kongestivne srčane insuficijencije. Taurin olakšava dejstvo lekova tipa digitalisa, povećanjem kontraktilnosti srčanog mišića. Nekoliko eksperimentalnih studija je ciljano bilo usmereno na proučavanje uticaja taurina na kardiovaskularni sistem. Tako je dokazano da na animalnom modelu uzrokuje privremeno smanjenje krv-nog pritiska [7], dovodi do vazodilatacije, povećanja srčane frekvencije [8,9], i produženog trajanja refraktarnog perioda komora [10]. Read i Welty pokazuju da intravenska administracija taurina eli-miniše ekstrasistole uzrokovane epinefrinom i aritmije nastale u hroničnoj intoksikaciji digitalisom [11]. Takođe ispoljava terapijski efekat u angini pektoris i distrofiji mišića [12-14].
Ovi podaci sugerišu na važnost fiziološke funkcije taurina u regulaciji srčane aktivnosti, međutim bez preciznijeg objašnjenja mehanizama dejstva.
 

EFEKAT TAURINA NA ELEKTRIČNU AKTIVNOST SRCA

Chazov sa saradnicima je još 1974. god. u časopisu Circulation Research objavio nekoliko observiranih elektrokardiografskih promena nastalih tokom primene taurina na animalnom modelu. U prvoj minuti signifikantno je povećanje visine T talasa i produženje ST talasa. Nakon 2-3 minuta razvija se nestabilna bradikardija. Kao tranzitorni efekat navodi se i povećanje R zupca (slika2). Taurin ispoljava detektovane efekte pri koncentraciji 5.10-4 g/ml. Sa povećanjem koncentracije izraženije je povećanje amplitude T talasa i ST segmenta i razvoj bradikardije. Visoka koncentracija taurina (2.10-2 g/ml) uzrokuje inverziju T talasa i depresiju ST segmenta (slika 3).

  
     
 
Slika 2. Efekat taurina na EKG zapis pri koncentraciji taurina od 5.10-4 g/ml: a) inicijalni EKG; b,c,d) 1, 4 i 9 minuta nakon primene taurina; e,f) 2 i 4 minuta nakon
obustave taurina
Slika 3. Efekat taurina na EKG zapis pri visokoj dozi taurina od 2.10-2 g/ml: a) inicijalni EKG; b,c,d) 30 sekundi, 1 i 2 minute nakon primene taurina; e) 3 minuta nakon obustave taurina 		 
     
  Demonstrirani uticaj taurina na promene u T talasu i pretpostavka da su amplituda i polaritet T talasa zavisni od koncentracije K+ u plazmi [15-18] naveli su da u daljem toku ova studija ispita uticaj K+ na ispoljavanje dejstva taurina. Intravenska primena dvostruko veće koncentracije K+ je udružena sa povećanjem srčane frekvencije i ST elevacijom. Dodavanje taurina ovom i.v. rastvoru dovodi do beznačajne bradikardije. Ako se sada izvrši potpuna obustava i.v. primene K-jona, tokom prve minute registruju se sledeće EKG promene: signifikantno povećanje ST intervala, promene u amplitudi T talasa i R zubca, i smanjenje srčane frekvence. Nakon 8-10 minuta normalni srčani ritam biva zamenjen aritmijama koje progrediraju ka VF (slika 4). Dodavanjem taurina u ovom momentu (pre nastanka VF) produžuje se ST interval i nastaje bradikardija (slika 5 i 6). Međutim, taurin ponekad može stabilizovati električnu abnormalnu aktivnost uzrokovanu K+.  
     
 
Slika 4. Efekat K+ na nastanak VF
Slika 5. EKG 1 minut nakon
i.v. primene taurina		  
       
 
Slika 6. EKG 4 minuta nakon
i.v. primene taurina		 Vođeni sposobnošću taurina da konvertuje aritmiju u normalni srčani ritam, izvedena je serija eksperimenata u kojima je potvrđen njegov efekat u aritmijama indukovanim strofantinom-K. Strofantin - K je primenjen intravenski na animalnom modelu. Postepeno je došlo do povećanja P-Q intervala, abnormalnog S-T-segmenta, inverzije T-talasa, ekstrasistola, i drugih aritmija. Taurin je aplikovan intravenski u momentu ispoljavanja toksičnih efekata strofantina - K. Normalna elektična aktivnost uspostavljena je 25-30 min. nakon njegove primene. U odsustvu toksičnih efekata strofantina - K, taurin ispoljava pozitivan inotropni efekat.  
     
  Sumirano, efekti taurina na električnu aktivnost srca su:
  1. Taurin utiče na brzinu repolarizacije komora čime uzrokuje promene EKG parametara: trajanje ST-intervala i amplitude T-talasa.
  2. Taurin dovodi do reverzije aritmija indukovanih toksičnim dozama strofantina - K.

Ovi nalazi da taurin reguliše ekscitabilnost miokarda su dokumentovani promenama EKG parametara udruženih sa repolarizacijom komora. Povećanje ST-intervala i amplitude T-talasa dokazuju da taurin produžava period repolarizacije i konsekutivno, relativni refrakterni period. Nalaz minimalnog outfluxa K-jona tokom perioda depolarizacije, a maksimalnog tokom perioda repolarizacije odgovoran je za promene u T-talasu, s tim da produženi ST-interval može biti interpretiran kao indikator sporog outfluxa K-jona iz miokardijalnih ćelija u prisustvu taurina. Intravenska primena taurina dovodi do potpune reverzije aritmija indukovanih toksičnim dozama strofantina - K. Antiaritmijski efekat taurina je opisan i u drugim studijama. Tako spora i.v. administracija taurina do finalne doze od 0.5 to 2.5 mg/kg TT, prevenira ekstrasistole indukovane epinefrinom kao i aritmije i inverziju T-talasa indukovanu hroničnom upotrebom toksičnih doza digoksina [19].
U ispitivanju antiaritmijskog efekta taurina Read and Welty [20,21] opisuju dva događaja:

  1. taurin, vrši eliminaciju aritmija, prevencijom gubitka K+ iz miokarda; i
  2. taurin dovodi do reverzije efekata K+ otpuštenog u prisustvu epinefrina i toksičnih doza digoksina.

Nastanak ventrikularnih ekstrasistola izprovocira-nih toksičnim dozama glikozida je povezano sa skraćenjem apsolutnog refrakternog perioda i redukcijom koncentracije K+ u miokardnim ćelijama [22,23]. Smanjenje koncentracije K+ u miokardu dovodi do inhibicije aktivnog transporta jona glikozida i inhibicije kalijumovog influksa u ćelije. [24,25]. Prekid srčanih aritmija uzrokovanih strofantinom-K ili digoksinom i sprečavanje gubitka K+ iz ćelije nagoveštaj su da taurin može kontrolisati ekscitabilnost miokarda regulacijom permeabilnosti ćelijske membrane za K+-jone. Zbog toga kao mesto dejstva taurina može biti proglašena ćelijska membrana miokarda.
Međutim, dobijeni su i kontradiktorni eksperimentalni podaci primenom taurina na izolovanom srcu. U prvih 30 sekundi, absorpcija rastvora taurina je maksimalna. Fiziološki efekat taurina je ispoljen povećanjem amplitude T-talasa i ST intervala i nastankom indukovane bradikardija. Ove promene u električnoj aktivnost srca idu u prilog povećanoj intracelularnoj koncentraciji taurina u miokardu. Brza absorpcija taurina je moguće objašnjenje za sposobnost kretanja taurina nasuprot koncentracionom gradijentu, što je in vitro dokazano na cilijarnom telu oka [26].
Sledeća činjenica takođe sugeriše da taurin ispoljava svoj efekat nakon ulaska u ćelije miokarda. Do-kazano je da je taurin prekursor izotionske kiseline [27]. Notirana je pozitivna korelacija između doze epinefrina potrebne da indukuje ventrikularne ekstrasistole i količine izotionske kiseline (2-hidroksi-etan-sulfonske kiseline) u miokardu. [17] Budući da je jak anjon, izotionska kiselina može kontrolisati ekscitabilnost ćelijske membrane akumulacijom katjona[28].
Kako se može objasniti mehanizam promena električne aktivnosti srčanog mišića izazvane pri-menom taurina? Nakon penetracije u miokardijalne ćelije, taurin se konvertuje u 2-hidroksi-etan-sulfonsku kiselinu, koja kao jak anjon, može dovesti do retencije intracelularnog K+jona. Kasnije dolazi do stabilizacije membranskog potencijala, te je potencijal mirovanja miokardnih vlakana determinisan koncentracijom gradijenta K+jona [29-31]. Stabilizacijom membranskog potencijala, menja se normalna električna aktivnost srca.
Čitav niz faktora predočava da taurin utiče na efekat "ekscitaciono-kontrakcionog kupling-a". Poznato je da dolazi do promene u koncentraciji intracelularnog kalcijuma kada je ćelija izložena dejstvu glikozida. Pojedini istraživači ovaj efekat povezuju sa povećanim ulaskom Ca++ u ćeliju, [32-24] a drugi obrazlažu da glikozidi olakšavaju oslobađanje kalcijumovih jona sa sarkoplazmatskog retikuluma [35-36]. Pozitivni inotropni effekat digitalisa izazvan taurinom [21,22] je ubedljivi indi-kator povezanosti taurina sa kalcijumovim joniima.

ZAKLJUČAK

Svi efekti taurina na srce, kako fiziološki, tako i terapijski u pacijenata sa ishemijskim srčanim oboljenjem i kardiomiopatijom, navode na zaključak da je efekat taurina kontradiktoran te da su u pojašnjenju ovih mehanizama potrebna buduća istraživanja.

LITERATURA

  1. Jacobsen JG, Smith LH: Biochemistry and physiology of taurine and taurine derivatives. Physiol Rev, 1968; 48:424-511.
  2. Anđelić S, Tomić B. Stres kao faktor rizika u radu specijaliste urgentne medicine. Medicus, 2004; 17: 9-13.
  3. Anđelić S, Tamburkovski V, Cimbaljević N, Žegarac D. Srčani zastoj astmatičara nakon konzumiranja guarane. Timočki Medicinski Glasnik, 2005; 30 (2): 77-81.
  4. Anđelić S, Petrović S, Merdović M, Žegarac D. Uspešna reanimacija vođena telefonskim uputstvima lekara. V Međunarodni kongres o prehospitalnim hitnim stanjima, 21-23. april, Poreč. Zbornik radova; 2006: 83-90.
  5. Yamori Y, Nara Y, Ikeda K, Mizushima S. Is taurine a preventive nutritional factor of cardiovascular diseases or just a biological marker of nutrition? I: Taurine 2. Advances in Experimental Biology and Medicine. Plenum Press, New York, 1996; Vol 403: 632-9.
  6. Azuma J et al. Long-term effect of taurine in congestive heart failure: preliminary report. I: Huxtable R, Michalk DV ed:s Taurine in health and disease, Plenum Press, New York, 1994: 425-33.
  7. Cession-Fossion A, Leconte J, Bacq ZM: Comparison chez le rat des effets generaux de la taurine avec ceux de la cystamine. C R Soc Biol (Paris), 1963; 157:1833-5.
  8. Sugihara H, Nagasawa S, Okabe H: Experimented und klinische Untersuchungen u'ber Taurin. Klin Wschr, 1936;15:751-6.
  9. Tsuchida K: Aminosulfonic acids: Actions of aminosulfonic acids on the blood vessel. Folia Pharmacol Jap, 1952; 48:1-15.
  10. Read WO, Byrne JE: Effect of taurine on the refractory period of heart muscle (abstr). Physiologist, 1966:9:273.
  11. Read WO, Welty JD: Effect of taurine on epinephrine and digoxin induced irregularities of the dog heart. J Phar-macol Exp Ther, 1963;139:283-9.
  12. Nigro G, Limongelli F, GiUGLiANO MA: Osservazioni speri-mentali sulle modalita d'azione della taurina. Clin Ter, 1971;56:415-22.
  13. Sicuteri F, Franchi G, Fanciulacci M, Giotti A, Guidotti A: Sull'azione antanginosa di un amino acido solforato non coronario dilatatore. Clin Ter, 1969; 49:205-19.
  14. Nigro G, Comi LI, Loiudice A, Petretta V: La taurina nel trattamento delle cardiopatie ischemiche e delle distrofie muscolari progressive. Clin Ter, 1971; 56:347-59.
  15. Borisova El, Mendelson MM, Mogoras SS, Kulakov GP: Izmeneniia EKG pri narushenii elektrolitnogo obmena. Kardiologiia, 1963; 3:59-64.
  16. Kiessling CE, Schaaf RS, Lyle AM: Study of T wave changes in the electrocardiograms of normal individuals. Amer J Cardiol, 1964;13:598-602.
  17. Kechker MI, Kulakov GP, Seisembekov TZ: Izmeneniia EKG bolnykh ostroi pochechnoi nedostatochnost iu pri lechenii gemodializom. Kardiologiia, 1971; 11:66-70
  18. Anđelić S. Nefrotoksičnost u dijabetičara lečenog gentamicinom. ABC časopis urgentne medicine; 2002; 3: 25-31.
  19. Nikitina TN: 0 vysokom zubtse T elektrokardiogrammy in zdorovykh Hudei. Kardiologiia, 1970; 10:120-4.
  20. Welty JD, Read WO: Studies on the function of taurine in the heart. Proc S Dakota Acad Sci, 1963; 42:157-63.
  21. Read WO, Welty JD: Taurine as a regulator of cell potassium in the heart. In Electrolytes and Cardiovascular Diseases: Vol I, Fundamental Aspects, edited by E Bajusz. Baltimore, Williams & Wilkins, 1965, pp 70-85.
  22. Langer GA: Effects of digitalis on myocardial ionic exchange. Circulation, 1972; 46:180-7.
  23. Anđelić S. Bigeminija rezultat interakcije digoksina i kantariona. Vojnosanitetski pregled. 2003; 60(3): 361-5.
  24. Post RL, Merritt CR, Kinsolving CR, Albright CD: Membrane adenosine triphosphatase as a participant in the active transport of sodium and potassium in the human erythrocyte. J Biol Chem, 1960; 235:1796-802.
  25. Dunham ET, Glynn IM: Adenosinetriphosphatase activity and the active movements of alkali metal ions. J Physiol (London), 1961;156:274-93.
  26. Reddy DVN: Studies on intraocular transport of taurine: I. Accumulation in rabbit ciliary bodyiris preparation in vitro. Biochim Biophys Acta, 1968; 158:246-54.
  27. Read WO, Welty JD: Synthesis of taurine and isethionic acid by dog heart slices. J Biol Chem, 1962; 237:1521-30.
  28. Koechlin B: On the chemical composition of the axoplasm of squid giant nerve fibers with particular reference to its ion pattern. J Biophys Biochem Cytol, 1955; 1:511-29.
  29. Burgen ASV, Terroux KG: Membrane resting and action potentials of the cat auricle. J Physiol (London), 1953; 119:139-52.
  30. Draper MH, Weidmann S: Cardiac resting and action potentials recorded with intracellular electrode. J Physiol (London), 1951; 115:74-94.
  31. Williams EMV: Effect of changes in extracellular potassium concentration on the intracellular potentials of isolated rabbit atria. J Physiol (London), 1959; 146:411-27.
  32. Holland WC: Effect of heart rate and ouabain on action of calcium on atrial contractions. Amer J Physiol, 1966; 211:1214-8.
  33. Klaus W: Vergleichende Untersuchungen u'ber die Wirkung verschiedener Digitoxigeninderivate auf die Kontrak-tionskraft und den Ca-Austausch isolierter Meerschwein-chenvorhdfe. Naunyn Schmiedeberg Arch Pharm, 1963; 246:226-39.
  34. Lee KS, Yu DH, Lee DI, Burstein R: Influence of potassium and calcium on the effect of ouabain in cat papillary muscles. J Pharmacol Exp Ther, 1961; 132:139-48.
  35. Bailey LE, Harvey SC: Effect of ouabain on cardiac calcium-45 kinetics measured by indicator dilution. Amer J Physiol, 1969; 216:123-9.
  36. Lee KS, Choi SJ: Effects of the cardiac glycosides on the calcium+ t uptake of cardiac sarcoplasmic reticulum. J Pharmacol Exp Ther, 1966; 153:114-20.
  
 
 
  Adresa autora:
Slađana Anđelić
Aleksinačkih rudara 25/14, 11000 Beograd
e-mail: pecos@yubc.net

Rad predat: 25.04.2008.
Rad prihvaćen: 15.12.2008.
Elektronska verzija objavljena: 26.01.2009		  
[ Home ] [ Gore/Up ][ <<< ] [ >>> ]
Infotrend Crea(c)tive Design