CC BY
26
ПАТОФІЗІОЛОГІЯ
© Ю. І. Бондаренко, К. Є. Юріїв
УДК 616. 014. 1-02:616. 127-002. 4]-092. 9
Ю. І. Бондаренко, К. Є. Юріїв
ЧУТЛИВІСТЬ ХОЛІНОРЕЦЕПТОРІВ СИНУСОВОГО ВУЗЛА ПРИ ВІДТВОРЕННІ НЕКРОТИЧНОГО ПРОЦЕСУ В МІОКАРДІ НА ТЛІ ЗМІНЕНОЇ АКТИВНОСТІ СИСТЕМИ ОКСИДУ АЗОТУ ЗАЛЕЖНО ВІД СТАТІ
Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського (м. Тернопіль)
Робота є фрагментом комплексної науково-дослідної роботи навчально-наукового інституту моделювання та аналізу патологічних процесів Тернопільського державного медичного університету імені І. Я. Горбачевського на тему “Медичні закономірності та інформаційні моделі перебігу патологічних процесів при різних функціональних умовах та їх корекція”, № держреєстрації 011011001937.
Вступ. В час стрімкого розвитку наукового-технічного прогресу зростає частота розвитку патологій, пов’язаних зі стресами, психо-емоційною напругою, що веде до росту патологій серця. В Україні є особливо актуальною ця проблема, де смертність від серцево-судинних захворювань неухильно зростає, не дивлячись на цілий ряд нових досліджень, які проводяться з метою покращення якості діагностики та впровадження новітніх технологій у лікуванні цієї патології. Звертає на себе увагу чітка відмінність за показником захворюваності та смертності від інфаркту міокарда в залежності від віку та статі особин. Відомо, що частіше ішемічною хворобою серця у віці 45-59 років хворіють чоловіки, проте при досягненні жінками віку менопаузи рівень захворюваності у них переважає цей показник чоловіків аналогічного віку, що вказує на суттєву роль статевих гормонів у розвитку цієї патології [6,8]. Одним із потужних факторів захисту серця в цих умовах є помірна активація холінергічної ланки автономної нервової системи, що було описано в дослідженнях інших науковців, які довели, що серце самок щурів є стійкішим, ніж самців, до пошкоджуючої дії в умовах гіперадре-налемії [8,10].
Універсальним регулюючим фактором мікроцир-куляції при розвитку даної патології є оксид азоту (N0). Дефіцит якого веде до порушення судинного тонусу з розвитком вазоконстрикції, збільшення агрегації тромбоцитів, проліферативних змін в судинній стінці та активації прозапальних цитокінів [9]. Заслуговує на увагу і те, що для N0 характерним є регуляція реакції кардіоміоцитів на адрен- та холінергічні стимули. При збільшенні концентрації
NO проявляється негативний інотропний цШФ-незалежний та негативний хронотропний ефект. Крім того, саме збільшення концентрації NO вважають однією з причин порушення скоротливої діяльності міокарда при інфаркті, кардіоміопатії та міокардитах [10].
Проте в літературі не достатньо висвітлені питання ролі системи оксиду азоту у реалізації холі-нергічних кардіопротекторних ефектів при розвитку некротичного ураження серця адреналіном в тварин в залежності від статі.
Мета дослідження - встановити статеві відмінності чутливості холінорецепторів серця в умовах некротичного пошкодження міокарда на тлі зміненої активності системи оксиду азоту.
Об’єкт і методи дослідження. Експерименти провели на 10В білих щурах обох статей (170 -210 г), яким моделювали адреналінове пошкодження міокарда (AnM) внутрішньом’язовим уведенням
0,1В % розчину адреналіну гідротартрату (1 мг/кг). Aктивнicть синтезу оксиду азоту змінювали введенням L-аргініну (б00 мг/кг) в черевну порожнину за 15 хвилин до відтворення AnM або L-NAME (NG-Ni-tro-L-arginine-methyl ester hydrochloride, 25 мг/кг) за аналогічною схемою [9]. Тварин поділили на 3 групи (1 гр. - щури з AnM без корекції, 2 група - щури з AnM, що розвивалося на тлі L-аргініну, 3 група -щури з AnM, що розвивалося на тлі L-NAME). Тварин досліджували на 1-шу та 24-ту годину. Чутливість холінорецепторів вивчали шляхом одномоментного введення в яремну вену розчину ацетилхоліну хлориду (AX) („Mocмедпрепaрaтыl”, Росія), приготовленого на основі 0,9 % розчину хлориду натрію з розрахунку 50 мкг/кг в об’ємі не більше 0,5 мл. Реакцію серця оцінювали за інтенсивністю та тривалістю брадикардії, що виникала при цьому. Інтенсивність брадикардії (ІБ^) розраховували за формулою: ІБ^ = L1/L0 (L1 - максимальна тривалість кардіоінтервалу після введення препарату, L0 - середнє значенню кардіоінтервалів на ЕКГ до введення AX). Тривалість брадикардії (ТБ^) відповідала часовому відрізку (в секундах) між появою та зникненням негативного
Таблиця
Інтенсивність та тривалість брадикардії при введенні ацетилхоліну в яремну вену та електричній стимуляції блукаючого
нерва у тварин з АПМ на тлі зміненої активності системи оксиду азоту (п=6, М±т)
Показник Група Стать Групи спостереження
Контроль AnM 1 год AnM 24 год
^nV 1 з 3,60±0,10# 6,21±0,41# 11,47±1,24*#
? 7,49±0,37# 17,67±1,13*# 15,26±0,99*#
2 з 3,48±0,42# 1,64±0,11*#ш 8,35±1,09*#
? 12,08±1,52#ш 30,22±1,88*#ш 30,82±1,96*#ш
3 з 16,04±0,86#ш 7,39±0,13*#ш 7,02±0,27*#ш
? 11,85±0,93#ш 12,41±1,09#ш 10,77±0,85#ш
^AX 1 з 2,42±0,15# 3,17±0,26 2,34±0,18
? 3,42±0,24# 2,34±0,29* 2,27±0,17*
2 з 4,57±0,28#ш 1,45±0,05*#ш 2,70±0,31*#
? 3,07±0,10# 3,55±0,27#ш 1,5С±0,10*#ш
3 з 3,63±0,28#ш 1,71±0,17*# 3,04±0,20#ш
? 2,37±0,08#ш 1,26±0,09*#ш 1,59±0,10*#ш
^AX 1 з 22,0±1,0# 22,4±1,2# 41,2±2,0*#
? 17,5±0,9# 27,3±2,0*# 27,6±0,6*#
2 з 19,3±1,8 37,3±2,2*#ш 22,8±1,8#ш
? 19,0±1,3 29,1±0,9*#ш 19,6±1,2#ш
3 з 28,3±1,1#ш 30,1±1,7#ш 27,7±1,3#ш
? 52,4±2,8#ш 26,9±1,6*# 42,0±2,3*#ш
Примітка: * - достовірна (р <0,05) відмінність в межах статі; # -достовірна відмінність між тваринами різної статі; ■ - достовірна відмінність відносно показника тварин без корекції.
хронотропного ефекту. Чутливість серця до ендогенного ацетилхоліну вивчали шляхом електричної стимуляції периферичного відрізка правого блукаючого нерва (гУ) протягом 60 с електричними імпульсами тривалістю 1 мс, частотою 50 Гц, амплітудою 5 В при затримці імпульсів 1 мс. Ефект оцінювали за інтенсивністю брадикардії (ІбгУ), яку визначали за формулою: 31/Б0 (Б1 - максимальне значення карді-оінтервалу при стимуляції гУ Б0 - середня величина кардіоінтервалів на ЕКГ до електричного подразнення нерва).
Усі експерименти проводили відповідно до «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних та інших наукових цілей». Результати дослідження піддавали математичній обробці з визначенням критерію Стьюдента. Порівнюючи показники достовірну різницю між ними вважали при (р <0,05).
Результати дослідження та їх обговорення. Через 30 хв після введення І_-аргініну інтактним самкам у відповідь на електричне подразнення блукаючого нерва інтенсивність брадикардії зросла в 1,6 рази, натомість у самців даний препарат не вплинув
на досліджуваний показник, що може бути свідченням вивільнення більшої кількості квантів ацетилхоліну з пресинаптичних терміналей у самок (табл.). Відомо, що реалізація ефектів парасимпатичного медіатора на постсинаптичному рівні залежить від кількості функціонально активних холінорецепторів та/чи від активності його розщеплення ацетилхолі-нестеразою. Перший з вище названих механізмів було оцінено за результатами реакції серця на внутрішньовенне введення ацетилхоліну, які показали, що L-аргінін не змінив чутливості холінорецепторів пейсмекерів синусового вузла в самок, про що свідчила відсутність достовірних змін показників інтенсивності та тривалості брадикардії. Mи припускаємо, що L-аргінін в самок сприяє активації nNOS та, як наслідок, активнішому утворенню ацетилхоліну. Така теза узгоджується з даними інших авторів [12].
Aнaлогічні дослідження в самців показали, що на тлі L-аргініну, незважаючи на відсутність змін реакції серця на електричну стимуляцію блукаючого нерва, у відповідь на внутрішньовенне введення ацетилхоліну, серце відповідало брадикардією, ступінь якої була 1,9 раза більшою. Отримані дані дозволяють стверджувати про те, що L-аргінін має різні точки реалізації своїх холінергічних ефектів в тварин різної статі, - у самок домінують пресинаптичні ефекти, а в самців постсинаптичні.
При моделюванні некротичного процесу в міокарді за умов корекції L-аргініном, інтенсивність ва-гусної брадикардії у самців на 1 год AnM знизилася у 2,1 раза, а на 24 год - збільшилася у 2,4 раза відносно контролю відповідної групи (табл.).
У самок даний показник підвищився на обох етапах експерименту у 2,5 та 2,6 раза відповідно. Така відмінність в реакції серця у тварин різної статі може бути наслідком меншого рівня медіаторного AX, або меншої чутливості холінорецепторів у самів на 1 год AnM порівняно із самками. Для глибшого розуміння механізмів такої різниці в процесах регуляції серцевої діяльності провели дослідження чутливості серця до екзогенного ацетилхоліну. В умовах моделювання AnM, зменшилася у самців на 1 год експерименту в 3,2 раза, а на 24 год - в 1,7 раза. У самок даний показник достовірно зменшився лише на 24 год AnM у 2,0 раза. Порівняння у тварин різної статі показало, що на 1 год AnM на тлі L-аргініну серце самок інтенсивніше реагувало на введення AX у 2,5 раза, ніж в самців, а на 24 год модельованої патології ^ виявилася більшою в 1,8 раза, ніж такий ж показник у групі самців. Відомо, що компенсаторно-пристосувальні реакції залежать від холінореактивності міокарда, яка визначається чутливістю периферичних рецепторів. Більша чутливість холінорецепторів міокарда самок є великою перевагою тварин цієї статі в умовах надмірної активації симпатичної ланки AHC порівняно з самцями. На 1 год адреналінового пошкодження чутливість холінорецепторів міокарда у них підвищувалась, що можна вважати виявом захисної синергічної гі-посенситизації, а одночасне збільшення реакції серця на стимуляцію n. Vagus могло бути проявом
компенсації дефіциту холінореактивності через полегшене вивільння AX в синапичну щілину [11]. На 24 год експерименту реакція серця самок на активацію n. Vagus зменшувалася, очевидно через зменшення нейрональних запасів медіатора.
Aнaлізуючи показник тривалості брадикардії виявили, що під впливом L-аргініну достовірних змін даного показника не відбулося у контрольних тварин різної статі. При некротичному ушкодженні міокарда на 1 год експерименту ТБ^ у самців і самок зросла у 1,9 та 1,5 раза відповідно, у порівнянні з аналогічним показником контрольних самців і самок. На 24 год модельованої патології спостерігалася тенденція до відновлення проте у самців все ж тривалість брадикардії була більшою у 1,2 раза, ніж у контрольних самців. Порівняння ТБ^ у групах тварин різної статі показало, що введення L-аргініну знівелювало статеву відмінність за даним показником, тоді як моделювання AnM на такому тлі супроводжувалося більш тривалою брадикардією у самців у 1,3 раза на 1 год та в 1,2 раза на 24 год розвитку некротичного процесу у серці. Приріст значень тривалості брадикардії, спричиненої введеним ззовні ацетилхоліном, можна трактувати як прояв компенсації через посилення чутливості (чи густини) постсинаптичних холінорецепторів.
Введення блокатора оксиду азоту L-NAME викликало зростання ^nV в контрольних групах тварин обох статей, - у самців в 4,5 раза, а у самок в 1,6 раза (табл.).
При AnM за умов введення блокатора NO величина ^nV у самців зменшилась у 2,2 раза на 1 год та у 2,3 раза на 24 год експерименту, а у самок достовірно не змінилася. Дані зміни можуть бути обумовлені зменшенням вивільнення ацетилхоліну в синаптичну щілину на тлі пригнічення синтезу оксиду азоту нейрональною синтазою оксиду азоту та змінами функціонального стану постсинаптичної мембрани, викликаними блокадою ендотеліальної синтази оксиду азоту. На внутрішньовенне введення екзогенного AX відмічалась різна реакція холінорецепторів серця тварин у залежності від статі. Блокування синтаз оксиду азоту L-NAME зумовлювало зростання інтенсивності брадикардії в групі контрольних самців в 1,5 раза, та зниження її у самок в 1,5 раза. При моделюванні AnM за даних умов цей показник знизився в тварин обох статей. У самців на 1 год AnM відмічалось зниження на 2,1 раза, а на
24 год даний показник відновився до контрольного у 3-тій групі тварин. У самок на 1 год експерименту також знизилась на 1,9 раза, а через 24 год на 1,5 раза. Дані зміни можуть бути обумовлені
зменшенням вивільнення ацетилхоліну в синаптичну щілину на тлі пригнічення синтезу оксиду азоту нейрональною синтазою оксиду азоту та змінами функціонального стану постсинаптичної мембрани, викликаними блокадою ендотеліальної синтази оксиду азоту.
Реакція діяльності серця на внутрішньовенне введення AX у тварин різної статі під впливом L-NAME виявилась також різною. Так показник ТБ^ збільшився, як у самців так і в самок, що становило 1,3 та 3,C раза відповідно. Розвиток некротичного процесу не вплинув на даний показник у самців та знизився у самок на 1 год експерименту на 1,9 раза, а на 24 год на 1,2 раза.
Таким чином, самки виявились більш чутливими до дії L-NAME, ніж самці про що свідчить менша інтенсивність брадикардії при подразненні блукаючого нерва, а також виникав ефект “вислизання” синусового вузла з-під вагусного контролю. Очевидно, за застосування неселективного блокатора синтезу оксиду отримані зміни в самок обумовлені різким зменшенням вивільнення везикулярного ацетилхоліну та швидкою десенситизацією постсинаптичних холінорецепторів. Виходячи з викладених вище механізмів можливого впливу оксиду азоту, зсув сим-пато-парасимпатичного вегетативного балансу в бік посилення активності холінергічної та послаблення адренергічної міг бути обумовлений збільшенням ацетилхоліну парасимпатичними нервовими термі-налями, а також змінами постсинаптичної мембрани пейсмейкерних клітин.
Висновки.
1. Розвиток некротичного процесу на тлі L-аргініну в самців супроводжується нижчою чутливістю серця до стимуляції блукаючого нерва та до екзогенного ацетилхоліну, а в самок - більшою чутливістю серця до стимуляції блукаючого нерва, що свідчить про переважання холінергічних механізмів в адаптації серця самок до пошкодження.
2. Розвиток некротичного процесу в міокарді на тлі L-NAME викликає інший, ніж без такої корекції, характер динаміки показників, що відображають чутливість холінорецепторів синусового вузла, який суттєво залежить від статі.
Перспективи подальших досліджень. Для з’ясування доцільності встановлених відмінностей, які свідчать про різну роль адренергічної та холінергічної ланок автономної нервової системи в адаптації організму до пошкодження міокарда на тлі зміненої активності системи оксиду азоту, в подальшому планується проаналізувати ступінь метаболічних та структурних змін в міокарді тварин різної статі.
Література
1. Баевский Р. М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (часть 1) / Р. М. Баевский, Г. Г. Иванов, Л. В. Чирейкин [и др.] // Вестник аритмологии. - 2002. - № 24. - С. 65-87
2. Баевский Р. М. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе / Р. М. Баевский, О. И. Кириллов. С. 3. Кпецкин. - М.: Наука, 1984. - 221 с.
3. Барна О. М. Тендерна медицина: проекція на серцево-судинну фармакотерапію / О. М. Барна // Ліки України. - 2008. -№ 4. - С. 165-171.
4. Гуревич M. A. Дефицит оксида азота и поддержание сосудистого гомеостаза: роль мононитратов и проблемы цитопротекции / M. A. Гуревич , Н. В. Стуров // Трудный пациент. - 2CC6. - Т. 4, № 3. - С. 3C-33.
5. Mapковa О. О. Aдpeнaліновa міокардіодистрофія і реактивність організму / О. О. Mapковa, I. Л. Попович, A. В. Церков-нюк, Л. Г. Бариляк. - Київ: Комп’ютерпрес, 1997. - 126 с.
6. Ратманова A. Сердечно-сосудистая заболеваемость и смертность - статистика по европейским странам / A. Ратма-нова // Medicine Review. - 2CC9. - № 1. - С. C6-12.
7. Сперелакис Н. Физиология и патофизиология сердца: Пер. С англ. / Под ред. Н. Сперелакиса: Т. 1 - M.: Meдицинa, 1988. - 624 с.
8. Xapa M. Р. Вплив кастрації на холінергічні реакції серця щурів різної статі в умовах розвитку адреналінової
міокардіодистрофії / M. Р. Xapa // Вісник наукових досліджень. - 2CC4. - № 1. - С. 91-93.
9. Xapa M. Р. Дозозалежні впливи L-аргініну на регуляцію серця автономною нервовою системою / M. Р. Xapa, A. M. Дорохіна // Meдичні перспективи. - 2C11. - № 1. - С. 21-24.
1C. Xapa M. Р. Особливості холінергічної регуляції серця інтактних і кастрованих самців та самок щурів / M. Р. Xapa //
Буковинський медичний вісник. - 2CC4. - Т. 8, № 1. - С. 153-155.
11. Xapa M. Р. Вплив модуляторів синтезу оксиду азоту на холінергічну регуляцію серця самців і самок щурів до та після гонадектомії / M. Р. Xapa, A. M. Дорохіна // Клінічна та експериментальна патологія. - 2C1C. - Т. IX, № 3 (33). - С. 1C9-112.
12. Северьянова Л. A. Mexaнизмы действия аминокислоты L-аргинина на нервую и иммунную регуляторные системы / Л. A. Северьянова, И. И. Бобынцев // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». - 2CC6. -№ 3. - С. 6C-75.
УДК 616. C14. 1^2:616. 127^2. 4]-C92. 9
ЧУТЛИВІСТЬ ХОЛІНОРЕЦЕПТОРІВ СИНУСОВОГО ВУЗЛА ПРИ ВІДТВОРЕННІ НЕКРОТИЧНОГО ПРОЦЕСУ В МІОКАРДІ НА ТЛІ ЗМІНЕНОЇ АКТИВНОСТІ СИСТЕМИ ОКСИДУ АЗОТУ ЗАЛЕЖНО ВІД СТАТІ
Бондаренко Ю. І., Юріїв К. Є.
Резюме. Особливістю розвитку некротичного процесу на тлі прекурсора оксиду азоту в самців є нижча, ніж без такого тла, чутливість серця до стимуляції блукаючого нерва та до екзогенного ацетилхоліну, а в самок - більша чутливість серця до стимуляції блукаючого нерва, що демонструє домінуючу в особин цієї статі роль холінергічних механізмів в адаптації серця до пошкодження. Розвиток некротичного процесу в серці на тлі блокатора синтезу оксиду азоту в самок виражений більшою мірою, ніж в самців, викликає пригнічення чутливості холінорецепторів до функціональних впливів.
Ключові слова: серце, холінорецептори, стать, оксид азоту.
УДК 616. C14. 1^2:616. 127^2. 4]-C92. 9
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ХОЛИНОРЕЦЕПТОРОВ СИНУСОВОГО УЗЛА ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ НЕКРОТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В МИОКАРДЕ НА ФОНЕ ИЗМЕНЕННОЙ АКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ОКСИДА АЗОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЛА
Бондаренко Ю. И., Юриив Е. Е.
Резюме. Особенностью развития некротического процесса на фоне прекурсора синтеза оксида азота у самцов есть ниже, чем без такого фона, чувствительность сердца к стимуляции блуждающего нерва и к экзогенному ацетилхолину, а у самок - большая чувствительность сердца к стимуляции блуждающего нерва, демонстрирует доминирующую у особей этого пола роль холинергических механизмов в адаптации сердца к повреждению. Развитие некротического процесса в сердце на фоне блокатора синтеза оксида азота у самок выражен в большей степени, чем у самцов, вызывает подавление чувствительности холинорецепто-ров к функциональным воздействиям.
Ключевые слова: сердце, холинергическая регуляция, пол, оксид азота.
UDC 616. C14. 1^2:616. 127^2. 4]-C92. 9
Sensitivity of Sinus Node ChoIinoreceptors at Necrotic Processes in the Myocardium at the Modified Activity of Nitrogen Oxide Depending on Gender
Bondarenko Yu. I., Yuriiv E. E.
Summary. The peculiarity of the necrotic process at the background of precursor of nitrogen oxide in males is lower than without such influence, the sensitivity of the heart to n. Vagus stimulation and to exogenous acetylcholine. In the females there is the greater sensitivity of the heart to stimulation of the n. vagus, which demonstrates the dominant role of cholinergic mechanisms in the adaptation of the heart damage in this gender. The development of the necrotic process in the heart at the background of blocator of nitrogen oxide in females is more than in males, causing inhibition of cholinergic receptors sensitive to functional effects.
Key words: the heart, cholinergic regulation, sex, nitric oxide.
Стаття надійшла 1. 02. 2013 р.
Рецензент - проф. Костенко В. О.
