CC BY
47
УДК 612.42
РОЛЬ ПЕПТИДОВ В РЕГУЛЯЦИИ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЛИМФАТИЧЕСКИХ СОСУДОВ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ, ВЫЗВАННЫХ СТРЕССОМ
© Санжиева Людмила Цымпиловна
кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии и экологии Бурятского
государственного университета
Россия, 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а
E-mail: [email protected]
© Аюрзанаева Марьяна Васильевна
кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии и экологии Бурятского
государственного университета
Россия, 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а
E-mail: [email protected]
На экспериментальной модели «Прижизненная микроскопия брыжейки наркотизированной белой крысы» исследовалось влияние нескольких десятков пептидов на сократительную активность лимфатических сосудов в норме и в сочетании с разными видами повреждающих факторов.
Ключевые слова: прижизненная микроскопия, сократительная активность лимфатических сосудов, иммобилизационный стресс, гипоксия.
THE ROLE OF PEPTIDES IN THE REGULATION OF CONTRACTILE ACTIVITY OF LYMPHATIC VESSELS IN NORMAL AND PATHOLOGICAL CONDITIONS CAUSED BY STRESS
Lyudmila Ts. Sanzhieva
PhD biology, senior teacher of department of zoology and ecology Buryat State University 24a Smolin st., Ulan-Ude 670000, Russia Mariana V. Ayurzanaeva
PhD biology, senior teacher of department of zoology and ecology Buryat State University, 24a Smolin st., Ulan-Ude, 670000, Russia
The article is about investigation the influence of a few tens of peptides on the contractile activity of lymphatic vessels in normal and in combination with different types of damaging factors in an experimental model of "intravital microscopy mesentery anesthetized white rat".
Keywords: intravital microscopy, the contractile activity of lymphatic vessels, immobilization stress, hypoxia.
Поддержание лимфообращения является одной из важнейших функций человеческого организма в норме и патологии. На норме лимфообращения основан водный баланс организма, транспорт пищевых веществ и метаболитов. Многие виды патологии, начиная от мышечных травм, заканчивая проблемами избыточного веса, определяются эффективностью лимфообращения. Сооветственно исследование закономерностей лимфообращения имеет важное фундаментальное и практическое значение. Современная лимфология включает два основных направления. Во-первых, это исследование фундаментальных механизмов регуляции лимфообращения — гуморальных и нервных. Во-вторых, создание экспериментальных животных тест-систем, позволяющих проводить доклинические испытания медикаментозных препаратов.
К настоящему времени механизмы регуляции и саморегуляции транспортной функции лимфатических сосудов изучены недостаточно и в научной литературе представлены в виде отдельных фрагментов, не позволяющих представить в целом сложный процесс регуляции транспорта лимфы по лимфатическим сосудам.
Целью нашей работы явилось исследование роли пептидов в регуляции сократительной активности лимфатических сосудов (САЛС) в норме и при патологических состояниях, вызванных стрессом (иммобилизационный стресс различной интенсивности, психоэмоциональный стресс и острая
128
гипобарическая гипоксия). Исследование изменения САЛС под воздействием стрессогенных факторов различного патогенеза представляет особый интерес, так как большая часть дисфункций, возникающих в функционировании ЛС, прямо или косвенно связаны либо с нарушениями кислородного обмена, либо со стрессорным воздействием.
Были поставлены соответствующие задачи: исследовать влияние на сократительную активность лимфатических сосудов представителей разных групп регуляторных пептидов при их непосредственной аппликации на ЛС; изучить характер постстрессорных нарушений сократительной функции ЛС и возможность защитного действия пептидов в отношении этих нарушений.
Эксперименты проводили на лимфатических сосудах брыжейки крысы in vivo, т. е. в условиях, максимально приближенных к живому объекту [1]. Данная модель является уникальной тест-системой скрининга медикаментозных веществ лимфостимуляторов. Ключевыми особенностями этой тест-системы являются простота выполнения протокола, высокая чувствительность, надежность и воспроизводимость. Только благодаря данной модели появилась возможность наблюдать эффекты действия пептидов в ультрамалых дозах, что в дальнейшем получило подтверждение на других объектах независимыми авторами [2; 3; 4; 5].
Лимфатическая система — это высокоорганизованная система дренажного транспорта. Она представляет собой целый каскад перекачивающих насосов, которые взаимосвязанно управляют гидратацией межтканевых пространств организма. Инициальные лимфатические сосуды играют роль первой перекачивающей насосной станции благодаря функции захлопывающихся откидных клапанов и ультрафильтрации. Дальнейшее продвижение лимфы обеспечивают вторые перекачивающие насосные станции — лимфангионы и лимфатические узлы. Третий насос — это внелимфатические физические силы, которые выполняют одинаковую с другими насосами функцию адекватной дегидратации межтканевой среды путем пассивного воздействия на стенки лимфатических сосудов, например, пульсация артерий или увеличение двигательной активности скелетной мускулатуры. В каждом лимфангионе имеются все необходимые элементы для эффективного транспорта лимфы — мышечная манжетка, при сокращении которой давление в просвете лимфангиона повышается, и клапаны, препятствующие ретроградному току лимфы и беспрепятственно пропускающие поток лимфы в центропетальном направлении [6].
В целом нами было протестировано 47 БАВ, из них 43 пептида, представителей 14 пептидных семейств, по их влиянию на сократительную активность лимфатических сосудов (САЛС) в широком диапазоне концентраций (10-20-10-4 М). Основными регистрируемыми параметрами были частота и амплитуда сокращений, а также диапазон эффективных концентраций. Получено, что практически все регуляторные пептиды в той или иной степени способны менять параметры сократительной активности ЛС. Поскольку именно сокращения лимфангионов являются основной движущей силой, обеспечивающей перемещение лимфы, можно говорить о возможности пептидной регуляции лимфо-тока. По характеру влияния на частоту сокращения лимфангионов все исследованные пептиды можно разделить на три основные группы:
1. Пептиды, увеличивающие частоту сокращений во всем диапазоне концентраций. К таким пептидам относятся ТРГ и его аналоги, МИФ, FMRFa и его производные, АКТГ, брадикинин, ангио-тензины, вещество Р и др. Наиболее эффективными стимуляторами лимфатических сосудов оказались ТРГ, синтетический аналог АКТГ4-7 — семакс и глипролины. По действующим концентрациям, а также по степени изменения параметров сократительной активности и длительности эффекта эти пептиды значительно эффективнее всех остальных испытанных регуляторных пептидов и непептидных вазорегуляторов.
2. Пептиды, направленность эффектов которых определяется действующей концентрацией. Такого рода эффектами обладают пептиды группы вазопрессинов, цитокинов и селанк. Низкие концентрации этих пептидов (10-11-10-9 М) увеличивают параметры сократительной активности ЛС, а высокие концентрации (10-6-10-4 М) угнетают моторику ЛС.
3. Обнаружен только один пептид (тафцин), который оказывает исключительно тормозное действие во всем диапазоне концентраций.
Помимо влияния на частоту сокращений ЛС практически все исследованные пептиды в той или иной степени изменяют также и амплитуду сокращений ЛС, и их тонус.
При изучении действия ТРГ мы столкнулись с абсолютно новым явлением: во-первых, он действовал в ультрамалых концентрациях, что послужило поводом в дальнейшем исследовать эти области концентраций; во-вторых, диапазон эффективных концентраций был очень широким — 14 логарифмических единиц; в-третьих, концентрационная зависимость имела 3 максимума. Такая сложная кривая свидетельствует о том, что это вещество имеет несколько механизмов действия со своими концентрационными зависимостями [7].
Стимулирующий эффект столь малых концентраций тиролиберина и семакса весьма длителен — сохраняется до 3-х часов после разовой аппликации.
Примечательным свойством ТРГ является способность запускать спонтанно неактивные сосуды, расширяя сеть сосудов, находящихся в активном состоянии и тем самым увеличивая объем циркулирующей лимфы и скорость ее перемещения. Подобным свойством из числа изученных нами пептидов обладали немногие, такие как семакс, сравнимый с ТРГ по сократительному потенциалу, в меньшей степени этой способностью обладали глипролины, дефенсин АКТГ4-9. Степень их воздействия на сократительную активность лимфатических сосудов была значительно ниже, чем у ТРГ и семакса.
На сегодняшний день остаются малоисследованными изменения, возникающие при стрессе в системе лимфомикроциркуляции, хотя важность этих изменений для формирования нарушений сосудисто-тканевого гомеостаза не вызывает сомнений. Поэтому в следующей серии экспериментов мы исследовали изменения в функционировании ЛС при стрессе, а также выполнили ряд экспериментов, направленных на выяснение возможного протекторного действия пептидов в отношении постстрес-сорных и постгипоксических нарушений функций ЛС.
На моделях иммобилизационного и психоэмоционального стресса обнаружен значительный протекторный эффект пептидов: глипролинов и семакса. Предварительное введение этих пептидов значительно уменьшало постстрессорные нарушения функций ЛС.
Также установлено, что предварительное введение семакса уменьшает выраженность нарушения функций ЛС, вызванных острой гипобарической гипоксией.
Результаты исследований свидетельствуют, что пептиды являются важным регуляторным механизмом функций ЛС у интактных животных, а также участвуют в обеспечении устойчивости системы лимфообращения к действию некоторых патологических факторов [8].
Проведенный скрининг биологически активных соединений в сочетании с разными видами повреждающих факторов показал, что использованная в работе экспериментальная модель «Микроскопия брыжейки наркотизированной белой крысы» является уникальной тест-системой для поиска лимфорегулирующих медикаментозных препаратов.
Проведенные исследования показали, что регуляторные пептиды являются эффективными модуляторами лимфообращения с широким спектром действия и могут быть использованы при терапии самых разных нарушений лимфообращения.
Литература
1. Чернух А. М., Александров П. Н., Алексеев О. В. Микроциркуляция. М.: Медицина, 1975. 456 с.
2. Ashmarin I. P., Lelekova T. V., Sanshieva L. Ts. The effects of some regulatory peptides in femtomolar concentrations of lymphatic vessels (LVs) // Ultra Low Doses (Ed. By C. Doutremepuich). Taylor & Francis, 1991. P. 1116.
3. Бурлакова Е. Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности // Рос. химический журнал. 1999. № 63(5). С. 3-12.
4. О роли водной среды в механизмах действия иммуноактивных пептидов в сверхмалых дозах / Е. И. Григорьев [и др.] // Бюл. экспер. биол. и медиц. 2003. № 136(8). С. 173-178.
5. Пальмина Н. П. Механизм действия сверхмалых доз // Химия и жизнь. 2009. № 2. С. 10-14.
6. Орлов Р. С., Борисов А. В., Борисова Р. П. Лимфатические сосуды: структура и механизмы сократительной активности. Л.: Наука, 1983. 254 с.
7. Санжиева Л. Ц. Модуляция сократительной активности лимфатических сосудов регуляторными пептидами // Вестник Бурятского государственного университета. 2012. Вып. 4. С. 216-220.
8. Влияние острой прогестационной гипоксии на параметры ЭКГ и сократимость лимфатических сосудов взрослых белых крыс / Л. Ц. Санжиева [и др.] // Вестник Московского государственного университета. Сер. Биология. 2008. Вып. 63, № 3. С. 95-98.
References
1. Themuch A.M., Alexandrov P.N., Alexseev O.V. Mikrocirkulyacia [Microcirculation]. Moscow. 1975. 456 p.
2. Ashmarin I.P., Lelekova T.V., Sanshieva L.Ts. The effects of some regulatory peptides in femtomolar concentrations of lymphatic vessels (LVs) . Ultra Low Doses (Ed. By C. Doutremepuich). Taylor & Francis. 1991.Pp. 11-16.
3. Burlakova E.B. Osobennosti deyistviya sverchmalyich doz biologicheski aktivnich veshestv I phisicheskich faktorov niskoyi intensivnosti[Features ultra-low doses of action of biologically active substances and physical factors of low intensity]. Ros.chimitheskiyi zhurnal. 1999. 63 (5). Pp. 3-12.
4. Grigoriev E.I., Chavinson V.Ch., Malinin V.V. i dr. O roli vodnoyi sredi v mechanizmach deyistviya immu-noaktivnich peptidov v sverchmalich dozach [On the role of the aquatic environment in the mechanisms of the immune active peptides in ultralow doses]. Byulleten experimentalnoyi biologii I medicine 2003. 136 (8). Pp. 173-178.
5. Palmina N.P. Mechanizm deyistviya sverchmalyich doz [The mechanism of action of ultra-low doses]. Chimiya i zhizn. 2009. Vol. 2. Pp.10-14.
6. Orlov R.S., Borisov A.V., Borisova R.P. Lymphaticheskie sosudi: struktura i mechanizmi cokratitelnoyi ak-tivnosti [The lymphatic vessels: structure and mechanisms of contractile activity]. Leningrad. 1983. 254 p.
7. Sanzhieva L.Ts. Modulyaciya cokratitelnoi aktivnosti limfaticheskich sosudov regulatornimi peptidami [Modulation of the contractile activity of lymphatic vessels regulatory peptides]. Vestnik Buryatskogo unibersiteta. 2012. Vol.4. Pp. 216-220.
8. Sanzhieva L.Ts., Graf A.V., Maslova M.V., Umarova B.A., Lelekova T.V., Samonina G.E. The effect of acute progestational hypoxia on ECG parameters and contractility of lymphatic vessels in mature white rats [Effect of acuteprogestogenically hypoxia on ECG parameters and contractility of lymphatics adult albino rats]. Moscow University Biological Bulletin. Moscow. 2008. Vol.63. N3.Pp. 95-98.
