CC BY
90
experimental gastroenterolog
СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ МОТОРНОЙ АКТИВНОСТИ ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ
Лычкова А. Э., Пузиков А. М.
ГБУЗ МКНЦ ДЗ г. Москвы
Лычкова Алла Эдуардовна
Москва, ул. Амундсена, 11, корп. 1, кв. 53
E-mail: lychkova@mail.ru
РЕЗЮМЕ
Цель работы — выяснение возможной роли серотонина в регуляции моторной активности двенадцатиперстной кишки. Показано, что активация ганглионарных 5-НТ4, 5-НТ3-рецепторов и 5-НТ1— и 5-НТ2-рецепторов эффекторных клеток сопровождается изменениями электромоторной активности кишки. Блокада этих рецепторов в разной степени выключает стимуляторный эффект серотонина. Ключевые слова: серотонин; двенадцатиперстная кишка; серотонинорецепторы
SUMMARY
Objective — find the possible role of serotonin in the regulation of motor activity of the duodenum. It is shown that the activation of ganglionic 5-HT4, 5-HT3 receptors and 5-HT1— and 5-HT2 receptors of effector cells is accompanied by changes in electromotor activity of the intestine. Blockade of these receptors to varying degrees inhibit stimulatory effect of serotonin. Keywords: serotonin; duodenum;serotonin receptors
Известно, что раздражение симпатического ствола в грудной клетке усиливает сокращения тонкой кишки у собак и осуществляется с помощью серотонинергических волокон, идущих в составе симпатического ствола [1].
Электронно-микроскопические исследования нейрогистохимической организации холедоходу-оденального соединения показали, что ацетилхо-линэстеразные позитивные нервные окончания близко примыкают к моноаминсодержащим [2]. По нашему мнению, эти морфологические исследования могут служить доказательством возможности синергичного влияния отделов вегетативной нервной системы на регуляцию моторной деятельности холедоходуоденальной области.
Интересны результаты исследования физиологической роли 5-гидрокситриптамина в регуляции моторики сфинктера Одди [2]. В ответ на введение серотонина наблюдали две двигательные реакции: первая — обычное начальное сокращение, сопровождаемое более длительным расслаблением; вторая — исключительно расслабление. Тетродотоксин не ослаблял величину чистого сокращения, вызванного
введением 5-НТ, но полностью блокировал расслабление. Атропин уменьшал ответные реакции сфинктера Одди. Метисергид частично замедлял сокращения сфинктера Одди, вызванные введением серотонина. Совместное применение атропина и метисергида полностью предотвращало действие серотонина на сфинктер Одди. Введение резерпина увеличивало чувствительность сфинктера Одди к 5-НТ. Гексаметоний, фентоламин, пропраналол и 5-метокси^Ш-диметилтриптамин не противодействовали вызванному 5-НТ сокращению или расслаблению. Эти результаты указывают на то, что 5-НТ-вызванное сокращение сфинктера Одди осуществляется посредством стимуляции постган-глионарных холинергических нейронов, а 5-НТ-вызванное расслабление — путем стимуляции пост-ганглионарных нехолинергических, неадренерги-ческих тормозных нейронов. 5-НТ-блокада, или истощение серотонинергической системы, ведет к значительному сокращению основных тонизирующих влияний, то есть серотонинергические нейроны могут играть физиологическую роль в регуляции основных видов моторной деятельности сфинктера
CD LH
Одди, введение серотонина вызывало сокращения циркулярной мышцы данного сфинктера [3].
Исследование изолированных полосок желчного пузыря морской свинки при введении 5-НТ показало сократительное действие, которое было дозоза-висимо блокировано суматриптаном [4]. Изучение действия внутрижелудочно и интрадуоденально вводимого капсаицина на желудочно-кишечную моторику показало, что в межпищеварительном периоде капсаицин вызывал сокращения антраль-ного отдела желудка, двенадцатиперстной кишки, проксимального отдела тощей кишки и проксимального отдела ободочной кишки у собак. Эти стиму-ляторные влияния замедлялись атропином во всех отделах ЖКТ; гексаметонием блокировались в тонкой и ободочной кишке; ондасетроном в антруме, двенадцатиперстной кишке и ободочной кишке.
Таким образом, единого мнения относительно механизмов стимуляции моторики тонкой кишки не сложилось, в связи с чем проведено настоящее исследование.
Цель—исследование роли 5-НТ1,2,3,4-рецепторов в регуляторных эффектах серотонина на моторную функцию двенадцатиперстной кишки.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Опыты проводили на крысах породы Вистар массой 200 - 220 г в щадящих условиях. Исследовали электромоторную активность (ЭМА) гладких мышц дуо-денум с помощью платиновых биполярных электродов площадью контактной поверхности 1,5 - 2 мм2 и межполюсным расстоянием 1,5 мм. ЭМА регистрировали на полиграфе Nihon-Kohden, измеряя амплитуду (мВ) и частоту медленных волн ЭМА, а также спайковую активность, выражая ее количеством спайков. О степени стимуляции ЭМА судили по увеличению амплитуды и частоты медленных волн и увеличению суммационных потенциалов действия. В качестве блокаторов 5-НТ1-рецепторов применяли суматриптан (0,5 - 1,0 мг/кг). В качестве блокатора 5-НТ2-рецепторов — спиперон (0,5 - 1,0 мг/кг). Выключение ганглионарных 5-НТ3-рецепторов осуществляли с помощью MDL 72222 (0,5 - 1,0 мг/кг), 5-НТ4-рецепторов — с помощью RS 39604 (0,5 - 1,0 мг/кг).
Эксперименты проводили по следующей схеме. В I серии опытов записывали фоновую ЭМА двенадцатиперстной кишки и подбирали дозы серото-нина, вызывающие выраженный стимуляторный эффект на ЭМА дуоденум.
Во II серии экспериментов изучали возможное участие ганглионарных серотониновых рецепторов (5-НТ34) и пре- и постганглионарных волокон в механизме стимуляторного влияния серотонина на ЭМА двенадцатиперстной кишки.
В III серии экспериментов анализировали возможное участие периферических серотониновых рецепторов (5-НТ12) в механизме осуществления стимуляторного влияния.
Статистическую обработку полученных данных проводили с применением пакета программ Statistica 6. Все количественные данные, подчиняющиеся нормальному распределению, представлены в виде M ± m. Для обработки полученных данных применялся критерий Стьюдента с последующим определением уровня достоверности различий (р) и критерия х2. Различия между средними значениями считались достоверными прир < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В I контрольной серии экспериментов введение серотонина в дозе 0,05 мг/кг не приводит к изменению ЭМА двенадцатиперстной кишки: фоновая частота медленных волн ЭМА составляет 22,9 ± 2,0 в мин, амплитуда медленных волн ЭМА — 0,15 ± 0,01 мВ; частота спайков составляет 0,8 ± 0,02, амплитуда — 0,07 ± 0,03 мВ; при введении серотонина частота медленных волн составляет 22,5 ± 1,5 в мин (1,7%, р>0,1), амплитуда медленных волн ЭМА остается без изменения, составляя 0,15 ± 0,01 мВ. Частота спайков составляет 0,9 ± 0,01, амплитуда — 0,065 ± 0,005 мВ. То есть введение малой дозы серотонина не приводит к развитию стимуляторного феномена.
Введение серотонина в дозе 0,1 мг/кг приводит к увеличению ЭМА двенадцатиперстной кишки: частота медленных волн ЭМА увеличивается с 19,3 ± 0,8 до 22,4 ± 1,1 в мин (16,1%, р < 0,05), амплитуда медленных волн ЭМА — с 0,14 ± 0,01 до 0,17 ± 0,02 мВ (21,4%, р < 0,05); спайковая активность также увеличивается: частота возрастает с 1,0 ± 0,1 до 1,8 ± 0,2 (80%, р < 0,05), амплитуда — с 0,06 ± 0,01 до 0,1 ± 0,03 мВ (66,7%, р < 0,05).
Таким образом, введение серотонина в дозе 0,1 мг/кг приводит к увеличению амплитудно-частотных характеристик медленноволновой и спай-ковой активности ЭМА двенадцатиперстной кишки.
В следующей, II серии опытов проводили изучение возможного участия 5-НТ4-рецепторов вегетативных ганглиев в реализации исследуемого эффекта. Введение блокатора 5-НТ4-рецепторов уменьшает величину исследуемого эффекта в двенадцатиперстной кишке. Так, введение серотонина на фоне блокады 5-НТ4-рецепторов увеличивает частоту медленных волн ЭМА с 19,3 ± 0,7 до 22,0 ± 0,9 в мин (14%, р < 0,05), амплитуду медленных волн ЭМА — с 0,12 ± 0,02 до 0,14 ± 0,03 мВ (16,6%, р = 0,05). Частота спайков до введения серотонина на фоне действия блокатора составила 0,8 ± 0,07, амплитуда — 0,07 ± 0,02 мВ; после введения серотонина частота спайков составила 1,0 ± 0,1 (20%, р < 0,05), амплитуда — с 0,07 ± 0,02 мВ. Следовательно, в реализации стимуляторного влияния серотонина на ЭМА двенадцатиперстной кишки участвуют 5-НТ4-рецепторы ганглионар-ных нейронов.
Далее в этой серии экспериментов проводили изучение возможного участия 5-НТ3-рецепторов
вегетативных ганглиев в реализации исследуемого феномена. Введение серотонина на фоне блокады 5-НТ3-рецепторов изменяет частоту медленных волн ЭМА с 16,3 ± 0,9 до 19,0 ± 1,1 в мин (16,6%,р < 0,05), амплитуду медленных волн ЭМА — с 0,10 ± 0,03 до 0,12 ± 0,02 мВ (20%,р > 0,05). Частота спайков до введения серотонина составила 2,0 ± 0,3 амплитуда — 0,1 ± 0,03 мВ; после введения серотонина частота спайков составила 2,1 ± 0,1 (5%, р > 0,05), амплитуда оставалась неизменной, составляя 0,1 ± 0,03 мВ. Таким образом, 5-НТ3-рецепторы участвуют в реализации исследуемого стимуля-торного влияния серотонина на ЭМА двенадцатиперстной кишки.
В заключительной серии изучали эффект усиления серотонином пропульсивной активности двенадцатиперстной кишки в условиях блокады 5-НТ2-рецепторов спипероном и блокады 5-НТ1-рецепторов суматриптаном. Блокада 5-НТ2-рецепторов спипероном приводит к снижению частоты и амплитуды медленноволновой ЭМА: частоты — до 14,0 ± 0,8 в мин, амплитуды — до 0,08 ± 0,01 мВ. Частота спайков при этом составляла 1,0 ± 0,15, амплитуда — 0,1 ± 0,02 мВ. Введение серотонина на фоне блокады 5-НТ2-рецепторов приводит к незначительной стимуляции ЭМА двенадцатиперстной кишки: частота медленных волн составляет 15,3 ± 0,8 в мин (9,8%,р < 0,05), амплитуда — 0,10 ± 0,03 мВ (25%,р < 0,05). Частота спайков при этом увеличивается до 1,25 ± 0,11 (25%,р < 0,05) при неизменной амплитуде — 0,1 ± 0,04 мВ.
Введение серотонина на фоне блокады 5-НТ1-рецепторов приводит к снижению частоты
ЛИТЕРАТУРА
1. Свешников, Д. С. Исследование природы нервных волокон симпатического ствола, вызывающих усиление сокращений желудка / Д. С. Свешников, В. М. Смирнов, И. Л. Мясников, А. В. Кучук // Бюлл. экспер. биол. мед. — 2012. — Т. 152, № 3. — С. 283 - 285.
2. Pariente, A. The underestimated role of opiates in sphincter of oddi dysfunction / A. Pariente, P. Berthelemy, R. Arotcarena // Gastroenterology. — 2013. — Vol. 144, № 7. — P. 1571.
и амплитуды медленноволновой ЭМА: частоты — с 13,5 ± 1,2 до 12,0 ± 1,1 в мин (11,1%, р > 0,05), амплитуды — с 0,05 ± 0,01 до 0,065 ± 0,02 мВ (30%, р < 0,05). Частота спайков изменялась с 1,0 ± 0,09 до 1,5 ± 0,08 (50%,р < 0,05), амплитуда — с 0,03 ± 0,002 до 0,035 ± 0,002 мВ (16,6%,р < 0,05). Таким образом, блокада 5-НТ1-рецепторов частично предотвращает развитие серотонинобусловленного стимуляторно-го влияния на двигательную активность двенадцатиперстной кишки.
Результаты экспериментов показали, что в реализации стимуляторного влияния серотонина на ЭМА двенадцатиперстной кишки принимают участие все исследованные серотониновые рецепторы, однако степень их участия различна. Блокада 5-НТ4-рецепторов в значительной степени уменьшает серотонинобусловленную спайковую активность. Блокада 5-НТ3-рецепторов практически полностью блокирует спайковую активность, не влияя на мед-ленноволновую. Блокада 5-НТ2-рецепторов наряду с уменьшением серотонин обусловленной спайковой активности уменьшает частоту вызванных серотонином медленных волн. Блокада 5-НТ1-рецепторов уменьшает как медленноволновую, так и спайковую активность двенадцатиперстной кишки, вызванную введением серотонина.
Таким образом, активация серотонином гангли-онарных серотониновых рецепторов обеспечивает прежде всего спайковую активность гладких мышц двенадцатиперстной кишки. Активация серотонином эффекторных серотонинорецепторов обеспечивает медленноволновую активность гладких мышц двенадцатиперстной кишки.
3. Prins, N. H. Characterization of the receptors involved in the 5-HT-induced excitation of canine antral longitudinal muscle / N. H. Prins, L. M. Akkermans, R. A. Lefebvre, J. A. Schuurkes // Br. J. Pharmacol. — 2001. — Vol. 134, № 6. — P. 1351 - 1359.
4. Emre-Aydingoz, S. Relaxation induced by serotonin and sumatriptan in isolated guinea pig gallbladder strips / S. Emre-Aydingoz, S. R. Erdem, M. Tuncer // Res. ExP. Med. (Berl). — 2001. — Vol. 200, № 3. — P. 175 - 182.
Б >■
о
So
l_ ° OS
<s oê
U о
Hjg
¡5-
n È
О b
^
I- Ш U ID L
Б ID X
.0
<
ID IX <u 2 s a ш с и
