CC BY
38
РЕАКТИВНОСТЬ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДОВ К АДРЕНАЛИНУ ПОСЛЕ 10-И ДНЕЙ АДАПТАЦИИ К ХОЛОДУ Ананьев В.Н.
Институт медико-биологических проблем РАН,г. Москва, Хорошевское шоссе, 76-а
Аннотация. В работе приведен сравнительный количественный анализ адренореактивности системного и регионального кровообращения на адреналин на 10-й день холодовой адаптации. Ключевые слова: холод, адаптация, адренорецепторы, сердце, артерии, адреналин.
В настоящее время довольно часто человек перемещается из теплого климата в холодный [1,2,8,10]. Это может быть и поход на снежные вершины гор, лыжные походы, сплав по холодным горным рекам, вахтовоэкспедиционный труд на Крайнем Севере и другие виды холодовой экспозиции. При воздействии холода выделяется в кровь норадреналин и адреналин, их повышенное содержание увеличивает выработку тепла [4,5] и уменьшает теплоотдачу за счет спазма периферических артерий. Но высокое содержание катехоламинов опасно для сердца, а спазм артерий приводит на холоде к отморожениям. Отсюда возникает вопрос, как функциональные системы организма могут разрешить эти проблемы.
Поэтому, целью нашей работы было изучение изменения реактивности системного давления и реактивности артерий задней конечности на нейромедиатор симпатической системы адреналин [2,3,6,7] после 10-и дней холодовой адаптации. Для решения поставленных задач проведены исследования на кроликах самцах под наркозом. 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 010'^ в остальное время кролики находились при температуре (+)18-22'С Исследовали сосудистую ответную реакцию препарата кожно-мышечной области задней конечности при перфузии кровью этого же животного с помощью насоса постоянной производительности и реактивность системного давления. Адреналин в восьми дозах вводили внутривенно и в/а перед входом насоса, изменения перфузионного давления и системного давления регистрировали электроманометрами и записывали на ленте самописца. Для описания взаимодействия медиатора со специфическим рецептором использовалась теория Кларка и Ариенса, которая основывается на том, что величина эффекта пропорциональна количеству комплексов рецептор-медиатор [6,7]. Величина фармакологического эффекта (Е) прямо пропорциональна концентрации комплексов лекарственное вещество - рецептор. Максимальный эффект имеет место при оккупации всех рецепторов.
Рис. 1. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (№) и после 10-дней холодовой адаптации.
Для анализа ответной реакции сосудистых регионов (рис.1) нами использован графический способ определения параметров взаимодействия, впервые предложенный Лайниувером и Берком. Для оценки параметров взаимодействия адренорецепторов с медиаторами были применены методы количественной оценки взаимодействия "медиатор-рецептор", разработанные [6,7]. Для построения графика "доза-эффект" в двойных обратных координатах, экспериментальные точки соединены прямой, с использованием метода наименьших квадратов и экстраполировали до пересечения с осями ординат и абсцисс. Пересечение с осью ординат давало отрезок, который соответствовал 1/Рм, обратная величина которого отражала максимально возможную реакцию системного и перфузионного давления (Рм-мм.рт.ст.) и соответствовала количеству активных адренорецепторов [6,9]; пересечение с осью абсцисс отсекало отрезок, который был равен величине 1/К и отражал чувствительность адренорецепторов к агонисту, а обратная величина(К-мкг.кг) отражала сродство рецепторов к агонисту и была равна дозе, вызывающей 50% от максимально возможной реакции перфузионного давления. Определялась и эффективность взаимодействия медиатора с рецептор.
После 10-и дней холодовой адаптации на все дозы адреналина прессорная реакция артериальных сосудов задней конечности была больше чем в контрольной группе (рис.1). Для выяснения механизмов изменения альфа-адренореактивности артериальных сосудов животных после 10-дневной холодовой экспозиции к адреналину и количественной оценки взаимодействия медиатор-рецептор на рис.1 представлен график изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах . Как видно из рис.1 прямая, отражающая реактивность артерий животных после 10-дневного охлаждения, пересекает ось ординат при 1/Рм=0.0034, что
дру^р|/||^| 1/Рт ■ 1/мм.рт.ст.
КОНЕЧНОСТИ 0.02$:
АДРЕНАЛИН
(3) (2.5) (2)(ї.5)(1)
(0.5) (мкг.кг) (0.25)
соответствует Рм=294 мм.рт.ст. Эта величина характеризует количество активных альфа-адренорецепторов. Контрольная группа животных представлена на рис.1 прямой (Ы), 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 10-дневного охлаждения увеличилось с Рм=222 мм.рт.ст. в контроле до Рм=294 мм.рт.ст. после 10-дневного охлаждения, то есть количество активных альфа-адренорецепторов увеличилось в
1.32 раза или возросло на 32% по сравнению с контрольной группой.
Чувствительность взаимодействия адреналина с альфа-адренорецепторами артерий после 10-дневного охлаждения была получена при экстраполировании до пересечения с осью абсцисс, что позволило получить параметр 1/К=1.8 (1/мкг.кг). Как видно из рис.1 в контрольной группе (Ы) этот показатель был равен 1/К=1.2 (1/мкг.кг). Таким образом, после 10-и дней холодовой адаптации чувствительность альфа-адренорецепторов к адреналину увеличилась с 1/К=1.2 в контроле до 1/К=1.8 (мкг.кг), то есть, после 10-дневного охлаждения чувствительность рецепторов увеличилась в 1.5 раза или стала больше на 50%.
Таким образом, можно сделать заключение, что после 10-дневного охлаждения чувствительность альфа-адренорецепторов артерий к адреналину увеличивается в 1.5 раза, повышается количество активных альфа-адренорецепторов в 1.32 раза. В результате на все дозы адреналина (0.125-3.0 мкг/кг) достоверно (Р<0.001) больше прессорный эффект у животных после 10-дневного охлаждения (рис.1), по сравнению с контрольной группой.
Рис. 2 Повышение артериального давления кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (№) и после 10-дней холодовой адаптации.
Сравнительный анализ реактивности системного давления 9рис.2) и регионального кровообращения в артериальном русле (рис.1) задней конечности на различные дозы адреналина показал, что после 10-и дней адаптации к холоду изменение величин прессорных реакций по отношению к контролю изменялись противоположно. Так прессорная реакция системного давления на все дозы адреналина на 10-й день холодовой адаптации стали меньше контрольной группы.
Механизмы этих изменений были в изменении (Рм) количества активных рецепторов и их чувствительности. При анализе реактивности системного давления было показано (рис.2), что максимально возможная прессорная реакция, пропорциональная количеству активных адренорецепторов ее обеспечивающей, уменьшилась с Рм=158,7 мм.рт.ст. до Рм=76,9 мм.рт.ст. после 10-и дней холодовой адаптации, т.е. уменьшилась на 51%. А реактивность артериальных сосудов была обеспечена увеличением количества альфа-адренорецепторов артерий на 32%.
Чувствительность реактивности системного и регионального кровообращения в обоих регионах увеличилась, больше в реактивности системного давления. Так чувствительность реактивности системного давления возросла на 118%, а в артериях увеличилась лишь на 50%.
Рис. 3 Изменение величины артериального давления (ромб, при в/в введении) и перфузионного давления артерий конечности (квадрат, при в/а введении) восьми доз адреналина в (+-%, ось ординат) после 10-дней холодовой адаптации.
Объяснение этих изменений мы видим в следующих механизмах саморегуляции, так при действии холода на организм на 10-й день холодовой адаптации низкие дозы адреналина (рис.3) более сильно суживают периферические артерии, ухудшается кровоток в коже и мышцах, что способствует сохранению тепла и более длительному выживанию на холоде. Но это, одновременно, и резко увеличивает опасность отморожений. Поэтому на 10-й день холодовой адаптации при значительной холодовой нагрузке (в наших опытах это большая доза адреналина) увеличивается опасность отморожений, по сравнению с контрольной группой.
Уменьшение реактивности системного давления можно рассматривать как уменьшение реактивности бета1-адренорецепторов сердца, т.к. системное давление обеспечивается работой сердца и активностью бета1-адренорецепторами и альфа-адренорецепторами артерий. Но так, как альфа-адренореактивность артерий возросла, то снижение реактивности системного давления, бесспорно, показывает только на снижение бета1-адренореактивности сердца. Снижение бета1-адренореактивности сердца на 10-й день холодовой адаптации повышает выносливость сердца к высоким дозам адреналина, что позволяет организму при холоде создавать его высокие концентрации, а это увеличивает термоген
Обращает на себя внимание и тот факт, что на низкие дозы адреналина реактивность сердца на 10-й холодовой адаптации уменьшена на 11%, а на высокие снижена уже на 44%. Впервые показано, что на 10-й день холодовой адаптации адреналин действует противоположно на системное давление и тонус артерий. А именно, снижается реактивность адреналина на рецепторы сердца и повышается реактивность адреналина на артерии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А., Петрова П.Г. Человек в условиях Севера - М.:КРУК,1996.-208 с.
2. Агаджанян Н.А.,Жвавый Н.Ф., Ананьев В.Н. Адаптация человека к условиям Крайнего Севера.. - М.:КРУК, 1998.- 240 с.
3. Авакян О.М. Фармакологическая регуляция функции адренорецепторов. М.: Медицина, 1988.- 256 с.
4. Гурин В.Н. Терморегуляция и симпатическая нервная система. Минск, Наука и техника, 1989, 231 с.
5. 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.
6. Манухин Б.Н., Бердышева Л.В., Хакимова Д.Х. Кинетический анализ а1-адренергической реакции гладких мышц семявыносящего протока крысы // Физиол. журн. СССР. 1990. Т, 76. N 7. С. 863 - 868.
7. Манухин Б.Н., Нестерова Л.А. Кинетика реакции воротной вены печени крысы на катехоламины и ацетилхолин //Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1994. Т.80. N 2. С.68-75.
8. Пастухов Ю.Ф. Действие адренергических веществ при экспериментальной и природной адаптации к холоду// В кн.: Процессы адаптации и биологически активные вещества. Владивосток, 1976. С. 126 - 136.
9. Сергеев П. В., Шимановский Н. Л., Петров В.И. Рецепторы физиологически активных веществ. - Волкоград: Из-во "Семь ветров", 1999. - 640 с.
10. Хаскин В. В. Энергетика теплообразования и адаптация к холоду. Новосибирск, 1975. - 200 с.
11. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т. 11. № 4.
12. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т. 10. № 4.
13. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т. 9. № 4.
14. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т. 8. № 4.
15. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т. 7. № 4.
16. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т. 6. № 4.
17. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т. 5. № 4.
18. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т. 4. № 4.
19. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т. 3. № 4.
20. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 1999. Т. 2. № 4.
21. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т. 11. № 12.
22. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т. 10. № 12.
23. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т. 9. № 12.
24. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т. 8. № 12.
25. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т. 7. № 12.
26. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т. 6. № 12.
27. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т. 5. № 12.
28. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т. 4. № 12.
29. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т. 3. № 1.
REACTANCE OF ARTERIAL VESSELS TO ADRENALINE AFTER 10 DAYS OF ADAPTATION TO A COLD
Ananev V. N.
Institute of medical and biologic problems of the Russian Academy of Sciences,
123007, Moscow, Horoshevsky highway, 76-a
The summary. In work the comparative quantitative analysis adrenoreactance of regional blood circulation for 10th day cold adaptations is resulted. Keywords: a cold, adaptation, adrenoreceptors, arteries, adrenaline.
