CC BY
31
The Journal of scientific articles “Health & education millennium”
Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке» №1 2010 том 12
______________________________— —__________________________________________________
МОДУЛЯЦИЯ ХОЛОДОМ РЕАКТИВНОСТИ АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ Ананьев В.Н.
Институт медико-биологических проблем РАН, г. Москва, Хорошевское шоссе, 76-а
Аннотация. В работе дан сравнительный количественный анализ адренореактивности системного и регионального кровообращения на 30-й день холодовой адаптации у кроликов при ежедневном охлаждении по 6 часов при 1=(-)10’С.
Ключевые слова: холод, адаптация, адренорецепторы, сердце, артерии, адреналин.
Более 60% территории России составляют регионы, где преобладает годовая отрицательная температура. Поэтому люди вынуждены ежегодно проходить процесс адаптации к низким температурам. Значительное количество рабочих работает по режиму вахтово-экспедиционного труда, где цикл работа-отдых может составлять 10-15 дней, 30 дней и т.д. При адаптации к холоду организм испытывает нагрузку повышенным содержанием норадреналина и адреналина [2], которые повышают термогенез и способствуют сохранению тепла за счет спазма сосудов “оболочки тела“. На сколько этот процесс безопасен для организма пока до конца не ясно. Хотя академик Казначеев В.П. установил, что проживание в Сибире более 15 лет у приезжих вызывает ишемическую болезнь и гипертоническую болезнь. В то же время, первые исследователи писали, что у местных аборигенов практически нет гипертонической болезни. Отсюда выходило, что приезжие сами у себя успешно вызывали различные заболевания в результате своего образа жизни. Следует отметить, что работы профессора Кривощекова С.Г. из г.Новосибирска [4] подтверждают эту концепции, он показал, что до полной адаптации нужно примерно 20-30 дней. Если менять теплый климат на холодный чаще, то наступает незавершенная адаптация, которая характеризуется срывом различных функциональных систем. Так как у человека достаточно трудно создать стандартные условия эксперимента, мы моделировали холодовую адаптацию у кроликов в течение 30-и дней. Ежедневная экспозиция на холоде составила 6 часов, что примерно моделирует пребывание человека на улице при работе и отдыхе. Хотя в кабинах машин температура может быть наоборот, достаточно высокой. Но человек после работы вынужден часами ходить по магазинам, к друзьям, в кафе, добираться домой - и все это время он на холоде, но это время у каждого будет разное.
Поэтому целью настоящей работы было изучение адренореактивности системного давления и тонуса артериальных сосудов кожно-мышечной области задней конечности у кроликов при 30-и дневной холодовой адаптации. Для решения поставленных задач проведены исследования на кроликах самцах. Контрольную группу составили кролики, содержавшихся при температуре окружающей среды (+)18-22'С в течение 30-и дней. Холодовое воздействие проводилось ежедневно по 6 часов в охлаждающей камере при температуре (^10^, в остальное время кролики находились при температуре (+)18-22'С Исследовали системное давление и сосудистую ответную реакцию препарата кожномышечной области задней конечности при перфузии кровью этого же животного с помощью насоса постоянной производительности. Адреналин в восьми дозах вводили внутривенно и в/а перед входом насоса, изменения системного давления и перфузионного давления регистрировали электроманометрами и записывали на ленте самописца.
Для описания взаимодействия медиатора [1,3] со специфическим рецептором использовалась теория Кларка и Ариенса, которая основывается на том, что величина эффекта пропорциональна количеству комплексов рецептор-медиатор. Величина
The Journal of scientific articles “Health & education millennium”
Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке» №1 2010 том 12
—--------S^C»Og9----------—-
фармакологического эффекта (Е) прямо пропорциональна концентрации комплексов
лекарственное вещество - рецептор. Максимальный эффект имеет место при оккупации всех
рецепторов. Для анализа ответной реакции сосудистых регионов нами использован
графический способ определения параметров взаимодействия медиатор рецептор в двойных
обратных координатах Лайниувера-Берка, который был достаточно представлен и
усовершенствован более чем в 200 работах профессора Б.Н.Манухина [5].
В данном разделе изучена реактивность системного давления кроликов после 30-и дней адаптации к холоду. Введение восьми возрастающих доз адреналина вызывало после адаптации к холоду, как и в контрольной группе, увеличение прессорной реакции артериального давления (Рис.1). При введении 1,0 мкг/кг адреналина артериальное давление повышалось на ( M+-m ) Р=14+-0,85 мм.рт.ст. , при введении дозы 3,0 мкг/кг прессорная реакция артериального давления увеличилась на Р=38+-1,07 мм.рт.ст., что в обоих случаях было меньше реактивности контрольной группы. При введении 5,0 мкг/кг адреналина артериальное давление повышалось на Р=57+-1,59 мм.рт.ст., при введении дозы 7,0 мкг/кг прессорная реакция артериального давления увеличилась на Р=73+-1,05 мм.рт.ст., что в обоих случаях было меньше реактивности контрольной группы.
160
140
120
100
80
60
40
20
0
□ КОНТРОЛЬ-АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ-АДРЕНАЛИН
□ 30-ДНЕИ
19
14
46
38
64
57
98
104 106
77
87 87*
73
136
118 116
1Y
3Y
5Y
7Y
9Y
12Y
15Y
20Y
Рис. 1. Средние величины повышения артериального давления на адреналин в контрольной группе и после 30-дней холодовой адаптации. По оси абсцисс: дозы препарата в мкг/кг (У). По оси ординат: изменение перфузионного давления в мм.рт.ст., черные столбики - животные контрольной группы
При введении 7,0 мкг/кг адреналина артериальное давление повышалось на Р=87+-1,6 мм.рт.ст., что не отличалось от реактивности контрольной группы.
При дальнейшем увеличении вводимых доз адреналина с 9 мкг/кг до 20 мкг/кг прессорная реакция артериального давления уже начинала преобладать у животных после 30-и дней холодовой адаптации и при введении максимальной исследуемой дозы 20 мкг/кг артериальное давление повысилось на Р=136+-1,38 мм.рт.ст..
Для количественной характеристики действия различных доз адреналина на системное давление после 30-и дней холодовой адаптации на Рис.2 представлен график изменения системного давления в двойных обратных координатах. Как видно из Рис.2 прямая, отражающая животных после 30-и дней адаптации к холоду, пересекает ось ординат при 1/Рм=0.004, что соответствует Рм=250+-7,2 мм.рт.ст., в контрольной же группе животных 1/Рм=0.0063, что соответствует Рм=158,7+-3.3 мм.рт.ст. Таким образом, после 30-и дней холодовой адаптации максимально возможная прессорная реакция артериального давления
The Journal of scientific articles “Health & education millennium”
Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке» №1 2010 том 12
—--------S^C»Og9-----------—
на адреналин увеличилась с Рм=158,7 мм.рт.ст. в контроле до Рм=250 мм.рт.ст. после 30-и
дней холодовой адаптации, т.е. увеличилась на 58%.
Рис. 2. Повышение артериального давления кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (Ы) и после 10-дней холодовой адаптации. По оси абсцисс: от пересечения с осью ординат направо - доза препарата в обратной величине (1/мкг.кг); ниже в круглых скобках - доза препарата в прямых величинах (мкг.кг).
Чувствительность же прессорной реакции системного давления на адреналин уменьшилась с 1/К=0.137 в контроле до 1/К=0.06 после 30-и дней холодовой адаптации, т.е. уменьшилась на 56%.
Таким образом можно сделать заключение, что после 30-и дней адаптации к холоду чувствительность (1/К) прессорной реакции системного давления к адреналину уменьшилась в 2,28 раза, но увеличилась максимально возможная прессорная реакция (Рт) в 1,58 раза. Эффективность (Е) реактивности системного давления после 30-и дней адаптации к холоду была достоверно меньше контроля в 1,45 раза. Поэтому, в результате низкой чувствительности (1/К) и увеличенной максимально возможной (Рт) реактивности артериального давления к адреналину после 30-и дней холодовой адаптации, на низкие дозы адреналина прессорная реакция была больше в контрольной группе, а на более высокие дозы, наоборот, больше после 30-и дней адаптации к холоду.
Далее мы провели опыты на кроликах, исследуя реактивность артерий задней конечности после 30-дневной адаптации к холоду. Введение восьми возрастающих доз адреналина вызывало у кроликов после холода и в контрольной группе увеличение прессорной реакции перфузионного давления. На рис.3 представлены величины повышения перфузионного давления (Рт мм.рт.ст.) контрольной группы (Ы) животных и кроликов после 30-дневной адаптации к холоду (30-ДНЕЙ) при введении восьми доз адреналина. В обоих группах увеличение дозы адреналина ведет к увеличению прессорной реакции перфузионного давления (Рт). При дозе 0.125 мкг/кг в контрольной группе Рм=28.38 мм.рт.ст., а после 30-дневного охлаждения перфузионное давление стало больше на 33% и составило Рт=38.00 мм.рт.ст. (Р<0.001). При дозе адреналина 0.25 мкг/кг в контрольной группе Рм=50.69 мм.рт.ст, а после 30-дневного охлаждения Рм=67.00 мм.рт.ст., что на 32% больше чем в контрольной группе при Р<0.001, что говорит о достоверности различий этих величин. Как видно из рис.4 последующие дозы адреналина 0.5 мкг/кг, 1.0 мкг/кг, 1.5 мкг/кг, 2.0 мкг/кг,2.5 мкг/кг, 3.0 мкг/кг выявили следующую закономерность: при всех этих дозах
The Journal of scientific articles “Health & education millennium”
Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке» №1 2010 том 12
—-------S^C»Og9---------—
повышение перфузионного давления у животных после 30-дневного охлаждения намного
превышало соответствующее повышение перфузионного давления животных контрольной
группы с высокой степенью достоверности (P<0.001). Так на дозу 0.5 мкг/кг перфузионное
давление было больше на 32%, на 1.0 мкг/кг больше на 32%, на 1.5 мкг/кг больше на 33%,
при 2.0 мкг/кг больше на 32%, на 2.5 мкг/кг больше на 32%, при 3.0 мкг/кг больше на 32%
при сравнении с контрольной группой. Для выяснения механизмов изменения альфа-
адренореактивности артериальных сосудов к адреналину животных после 30-дневной
холодовой адаптации и количественной оценки взаимодействия медиатор-рецептор на рис.4
представлен график изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах.
Как видно из рис.4 прямая, отражающая животных после 30-дневного охлаждения, пересекает ось ординат при 1/Рм=0.0034, что соответствует Рм=294 мм.рт.ст. Эта цифра характеризует количество активных альфа-адренорецепторов и теоретически равна перфузионному давлению при возбуждении 100% альфа-адренорецепторов большой дозой адреналина.
250 т
200 --
150 --
100 --
50 --
□ КОНТРОЛЬ-КОНЕЧНОСТЬ-АДРЕНАЛИН
□ 30-ДНЕЙ
220
2S0
207
1B9
160
110
121
BS
67
51
2B
SB
142
156
166
17S
0.125Y
0.25Y
0.5Y
1Y
1.5Y
2Y
2.5Y
SY
Рис. 3. Средние величины повышения перфузионного давления артериального русла задней конечности на адреналин в контрольной группе и после 30-дней холодовой адаптации. По оси абсцисс: дозы препарата в мкг/кг (Y). По оси ординат: изменение перфузионного давления в мм.рт.ст., черные столбики - животные контрольной группы, более светлые столбики - животные после воздействия холода, звездочки - недостоверные различия к контрольной группе (*P>0.05) , без звездочки - различия достоверны (P<0.05).
Контрольная группа животных представлена на рис.4 прямой (N), которая пересекает ось ординат при 1/Рм=0.0045, что соответствует Рм=222.2 мм. рт.ст. и отражает количество активных альфа-адренорецепторов артериальных сосудов у животных контрольной группы. Таким образом, количество активных альфа-адренорецепторов после 30-дневного охлаждения увеличилось с Рм=222 мм.рт.ст. в контроле до Рм=294 мм.рт.ст. после 30дневного охлаждения, то есть количество активных рецепторов увеличилось в 1.32 раза или возросло на 32.3% по сравнению с контрольной группой. Для характеристики чувствительности взаимодействия адреналина с альфа-адренорецепторами прямая, характеризующая группу животных после 30-дневного охлаждения, была экстраполирована до пересечения с осью абсцисс, что позволило получить параметр 1/К=1.2, который характеризует чувствительность взаимодействия адреналина с альфа-адренорецепторами.
0
The Journal of scientific articles “Health & education millennium”
Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке» №1 2010 том 12
АРТЕРИИ 1/Pm’ 1/мм.рт.ст. АДРЕНАЛИН
КОНЕЧНОСТИ 0.02$
0.02 „
0.015 Рт=222 х
1/К=1.2* 0.01 , _
Х 30-ДНЕИ
0.005 Рт=2Э4+ _,
1/К \ _, Ї —________—-— ' 1/мкг.кг
>л ■ ■ ■ I I I I I I I Ї* I I I I I I I I I і
2.0 1.5 1.0
(0.5)
2.5 3.0
(мкг.кг)
(0.25)
0.5^, ^/./0.5 у ¿Г О 1 (3) (2.5) (2)(1.5)(1)
Рис. 4. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (Ы) и после 30-дней холодовой адаптации
Как видно из рис.4 в контрольной группе (Ы) этот показатель был равен 1/К=1.2. Получено, что после 30-дневного охлаждения чувствительность альфа-адренорецепторов артерий кожно-мышечной области к адреналину стала опять такой же, как до холодовой адаптации. Таким образом, проведенное исследование показало, что реактивность системного давления к адреналину изменяется за счет уменьшения чувствительности рецепторов при одновременном увеличении максимально возможной реакции. Реактивность же артерий кожно-мышечной области значительно повысилась после холодовой адаптации за счет повышения количества активных альфа-адренорецепторов. В результате этих механизмов, на 30-й день холодовой адаптации адреналин усилил свое прессорное действие на артерии, что способствует сохранению тепла при сильном холоде. В то же время, адреналин на 30-й день холода уменьшил прессорное действие на системное давление, а значит направил кровоток из поверхностных сосудов в ядро тела. Уменьшение реактивности артериального давления на адреналин говорит о том, что его стимулирующее действие на сердце снизилось, поэтому сердце может выдержать более большие дозы адреналина при сильном холоде. Это действие холода, спасающее сердце от высоких доз адреналина, может, по нашему мнению, применяться для лечения сердечно сосудистых заболеваний. Применение 30-и дневной холодовой адаптации, по нашему мнению, может служить универсальным средством профилактики заболеваний сердца и нервной системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авакян О.М. Фармакологическая регуляция функции адренорецепторов. М.: Медицина, 1988.- 256 с.
2. Гурин В.Н. Терморегуляция и симпатическая нервная система. Минск, Наука и техника, 1989, 231 с.
3. Иванов К.П., Лучаков Ю.И. Эффективность теплообмена между тканями и кровью в кровеносных сосудах различного диаметра // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1994. Т.80. N 3. С.100-104.
4. Кривощеков С.Г., Охотников С.В. Производственные миграции и здоровье человека на Севере. Новосибирск,2000.118с.
5. Манухин Б.Н. Физиология адренорецепторов. М.,1968. - 234 с.
The Journal of scientific articles “Health & education millennium”
Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке» №1 2010 том 12
—---------------------------S^C»Og9----------—
MODULA TION BY THE COLD OF REACTANCE OF ADRENORECEPTORS OF CARDIOVASCULAR SYSTE
Ananev V. N.
Institute of medical and biologic problems of the Russian Academy of Sciences,123007, Moscow, Horoshevsky highway, 76
The summary. In work the comparative quantitative analysis adreno is given reactance of system and regional blood circulation for 30th day of a cold of adaptation at rabbits at daily cooling for 6 hours at t = (-) 10’C.
Keywords: a cold, adaptation, adrenoreceptors, heart, arteries, adrenaline.
