CC BY
31
РЕАКТИВНОСТЬ СИСТЕМНОГО И РЕГИОНАЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ К АЦЕТИЛХОЛИНУ ПРИ АДАПТАЦИИ К ХОЛОДУ
Ананьев В.Н., Ананьева О.В., Мирюк М.Н., Аникиев А.В., Ипполитов И.В.,
Ипполитов Е.В.
Институт медико-биологических проблем РАН, 123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, 76-а
Аннотация. В работе приведен сравнительный количественный анализ холинореактивности системного и регионального кровообращения на 30-й день холодовой адаптации. Ключевые слова: холод, адаптация, холинорецепторы, сердце, артерии, ацетилхолин. Адаптация к холоду является актуальной задачей теоретической и практической медицины [1,3,4,5,6]. Целью настоящей работы явилось изучение холинореактивности системного давления и тонуса артериальных сосудов кожно-мышечной области задней конечности в различные сроки холодовой адаптации. Для решения поставленных задач проведены исследования на кроликах самцах (массой 2,5-3,5 кг) 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 (-)10'С, 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 [2]. Ацетилхолин 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 со специфическим рецептором использовалась теория Кларка и Ариенса, которая основывается на том, что величина эффекта пропорциональна количеству комплексов рецептор-медиатор. Величина 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, впервые предложенный Лайниувером и Берком. Для оценки параметров взаимодействия рецепторов с медиаторами были применены методы количественной оценки взаимодействия "медиатор-рецептор" [2]. 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 рецепторов; пересечение с осью абсцисс отсекало отрезок, который был равен величине 1/К и отражал чувствительность рецепторов 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 при внутриартериальном введении и реакции системного давления при внутривенном введении. Определялась и эффективность взаимодействия медиатора с рецептором Е (мм.рт.ст./мкг), которая находилась по формуле Е=Рм/(2 х К). На Рис.1. представлены опыты, проведенные на животных после 30-и дней холодовой адаптации.
0.1У 0.2У 0.3У 0.4У 0.5У 0.8У 1У 2У
0 +1---------------1+1-------------1+1-------------1+1-------------1+1--------------1+1-------------1+1-------------1+1-------------Н
-19
■12
-17
□ КОНТРОЛЬ-АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ-АЦЕТИЛХОЛИН
□ 30-ДНЕИ
21
-40
■24
-43
-31
-48
■34
-50
-44
-55
Рис. 1. Средние величины снижения артериального давления на ацетилхолин в контрольной группе и после 30-дней холодовой адаптации.
10
20
30
50
60
Введение восьми возрастающих доз ацетилхолина вызывало, как и в контрольной группе, увеличение депрессорной реакции артериального давления (Рис.1). При введении 0,1 мкг/кг ацетилхолина артериальное давление снижалось на ( М+-т ) Р=7+-0,39 мм.рт.ст. , при введении дозы 0,2 мкг/кг депрессорная реакция артериального давления увеличилась до Р=12+-0,85 мм.рт.ст. Дальнейшее увеличение вводимых доз
ацетилхолина ведет к увеличению депрессорной реакции артериального давления и при введении максимальной исследуемой дозы 2 мкг/кг артериальное давление снизилось на Р=44+-1,24 мм.рт.ст.. На Рис.1 представлены величины снижения артериального давления (Р мм.рт.ст.) контрольной группы (№) и кроликов после 30-и дней холодовой адаптации после введения восьми доз ацетилхолина. Как видно из Рис.1 на все дозы ацетилхолина от
0.1 мкг/кг до 2 мкг/кг депрессорная реакция артериального давления была достоверно меньше (Р<0.05) у животных после 30-и дней адаптации к холоду по сравнению с контрольной группой. Для количественной характеристики действия различных доз ацетилхолина 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=0.01626, что соответствует Рм=61,5+-1,7 мм.рт.ст. Контрольная группа животных представлена на Рис.2 прямой (Ы), которая пересекает ось ординат при 1/Рм=0.01626, что соответствует Рм=61,5+-1.6 мм.рт.ст. Таким образом, максимально возможная депрессорная реакция артериального давления на ацетилхолин после 30-и дней адаптации к холоду нормализовалась.
Рис. 2. Снижение артериального давления кролика на ацетилхолин в двойных обратных координатах в контрольной группе (№) и после 30-дней холодовой адаптации.
Для характеристики чувствительности депрессорной реакции системного давления с ацетилхолином прямая, характеризующая группу животных после 30-и дней адаптации к холоду (Рис.2), была экстраполирована до пересечения с осью абсцисс, что позволило получить параметр 1/К=1.3+-0.08, который был меньше чем в контрольной группе на 72% (Р<0.05). Откуда доза (К), вызывающая 50% от максимально возможного эффекта (Рт) была К=0.769+-0.03 мкг/кг. Таким образом, можно сделать вывод, что после 30-и дней адаптации к холоду чувствительность (1/К) депрессорной реакции системного давления к ацетилхолину уменьшилась в 3,61 раза (или на 72%), а максимально возможная депрессорная реакция (Рт) нормализовалась, в результате эффективность (Е) реактивности системного давления была меньше контроля на 72%.
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); от пересечения с осью ординат налево -величина чувствительности взаимодействия (1/К) рецепторов с миметиком, а обратная ей величина отражает сродство (К мкг.кг) рецепторов к миметику.
По оси ординат: обратная величина давления (1/Рм); прямая величина (Рм) мм.рт.ст. - пропорциональна количеству активных рецепторов. Крестики- достоверные различия к контролю (№) (+ Р<0.05), а звездочки (*) -недостоверные различия к контролю. Поэтому, исключительно только в результате снижения чувствительности (1/К) депрессорной реакции системного давления на все дозы ацетилхолина отмечалась меньшая депрессорная реакция артериального давления на 30-й день холодовой адаптации к ацетилхолину.
В данном разделе приведены данные изучения 30-и дневной холодовой адаптации на функциональную активность М-холинорецепторов артериальных сосудов кожно-мышечной области задней конечности кролика. На Рис.3 представлена группа из животных после 30-и дней холодовой адаптации. Введение восьми возрастающих доз ацетилхолина вызывало, как и в контрольной группе, снижение перфузионного давления. После 30-и дней холодовой адаптации депрессорная реакция на дозы ацетилхолина от 0.02-0.05 мкг.кг была достоверно больше контроля (Р<0.05) (Рис.3). А при дозах ацетилхолина 0.2-0.8 мкг.кг депрессорная реакция была уже больше в контрольной группе, чем после 30-и дней холодовой адаптации (Р<0.001).
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
0^ 0^ 0.^ 0^ 0^ 0^ 0^ 0^
+1---------Г+1--------Г+1--------Г+1--------1+1—-------Г+1--------1+1—-------Н
-10
-16
-23
-29
-39*
-47
□ КОНТРОЛЬ-КОНЕЧНОСТЬ-АЦЕТИЛХОЛИН
□ 30-ДНЕЙ
-54
-50
-64
-52
-70
-53
-75
-55
-82
Рис. 3. Средние величины снижения перфузионного давления артериального русла задней конечности на ацетилхолин в контрольной группе и после 30-дней холодовой адаптации. По оси абсцисс: дозы препарата в мкг/кг (У).
Таким образом после 30-и дней холодовой адаптации депрессорная реакция на возрастающие дозы ацетилхолина с 0.02 мкг/кг до 0.05 мкг/кг была больше соответствующих реакций контрольной группы на 59%-25%. При дозах ацетилхолина 0.2-0.8 мкг.кг депрессорная реакция после 30-и дней адаптации к холоду была уже меньше контроля (соответственно дозам) на 14%-33%. Для выяснения механизмов изменения холинореактивности артериальных сосудов кролика после 30-и дней холодовой адаптации к ацетилхолину 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-и дней холодовой адаптации, пересекает ось ординат при 1/Рм=-0.017, что соответствует Рм=-58.8 +- мм.рт.ст., что характеризует количество активных М-холинорецепторов. Таким образом, количество активных М-холинорецепторов после 30-и дней холодовой
адаптации уменьшилось с Рм=-100 мм.рт.ст.в контроле до Рм=-58.8 мм.рт.ст. после 30-и дней холодовой
адаптации, то есть количество активных М-холинорецепторов уменьшилось на 41% по сравнению с контрольной группой (Р<0.05). Для характеристики чувствительности взаимодействия ацетилхолина с М-холинорецепторами артерий прямая, характеризующая группу животных после 30-и дней холодовой адаптации, была экстраполирована до пересечения с осью абсцисс. Это позволило получить параметр 1/К=20+-1.2, который характеризует чувствительность взаимодействия ацетилхолина с М-холинорецепторами и который был на 233% больше чем в контрольной группе, где 1/К=6 (Р<0.05). Таким образом, проведенные исследования показали, что после 30-и дней холодовой адаптации возрастает депрессорное действие ацетилхолина (при дозах 0.02-0.05 мкг.кг) на артериальные сосуды исключительно за счет увеличения чувствительности М-3-холинорецепторов на 233%. Уменьшение депрессорного действия ацетилхолина при дозах 0.2-0.8 мкг.кг на артерии объясняется
снижением количества активных М-3-холинорецепторов на 30-й день холодовой адаптации на 41% по
отношению к контрольной группе. В результате [Е=(Рм/2)*К] эффективность взаимодействия ацетилхолина с М-3-
холинорецепторами сосудов возросла на 96% с Е=-300 (мм.рт.ст./1мкг.кг) в контрольной группе до Е=-588+-14 после 30-и дней
холодовой адаптации (Р<0.05).
Рис. 4. Снижение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на ацетилхолин в двойных обратных координатах в контрольной группе (К) и после 30-дней холодовой адаптации (30-ДНЕЙ).
(0.3) (0.5) (0.4) (0.3) (0.2) (0.1) (0.05) (Дозы мкг.кг)
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А., Петрова П.Г. Человек в условиях Севера. - М.:КРУК, 1996.- 208 с.
2. Ананьев В.Н., Койносов П.Г., Сосин Д.Г. и др. Адаптация организма к воздействию низких температур. М.: Крук, 1998. -300 с.
3. Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957. - 334 с.
4. Данишевекий Г. М. Акклиматизация человека на Севере. М., 1955.- 360 с.
5. Данишевский Г. М. Труд и здоровье на Крайнем Севере. М., 1970.- 219 с.
6. Деряпа Н.Р., Рябинин И. Ф. Адаптация человека в полярных районах земли. Л., "Медицина", 1977.- 296 с.
7. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2011. Т.13.
8. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2010. Т. 12.
9. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2009. Т.11.
10. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2008. Т.10.
11. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2007. Т.9.
12. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2006. Т.8.
13. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2005. Т.7.
14. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2004. Т.6.
15. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2003. Т.5.
16. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2002г. . Т.4.
17. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2001г. . Т.3.
18. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2000г. . Т.2.
19. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2011. Т.13.
20. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2010. Т.12.
21. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т.11.
22. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т.10.
23. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т.9.
24. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т.8.
25. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т.7.
26. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т.6.
27. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т.5.
28. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т.4.
29. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т.3.
30. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т.2.
CHOLINOREACTIVITY BLOOD PRESSURE AND FEMORAL ARTERIES OF ^LD ADAPTATION
Ananev V. N, Ananeva O. V, Mirjuk M. N, Anikiev A.V., Ippolitov I.V., Ippolitov E.V.
Institute of medical and biologic problems of the Russian Academy of Sciences 123007, Moscow, Horoshevsky highway, 76-a
The summary. In this work the analysis of cholinoreactivity of arterial vessels in rabbits' skin-musle and blood pressure made after 30 day cold adaptations at t=-10'C during 6 hours daily. In different period of cold temperatures effect of the cold adaptation is realized by increasing different change as sensibility as ammount active receptors in arterial vessels and blood pressure.
Keywords: a cold, adaptation, cholinoreceptors, heart, arteries, acetylcholin.
