Научная статья на тему 'Серотонинореактивные структуры усиливают вагусные моторные реакции желудочно!кишечного тракта'

Серотонинореактивные структуры усиливают вагусные моторные реакции желудочно!кишечного тракта Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
308
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕРОТОНИНРЕАКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ / ЖЕЛУДОК / ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНАЯ КИШКА / ВОСХОДЯЩАЯ ОБОДОЧНАЯ КИШКА / БЛУЖДАЮЩИЙ НЕРВ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Торшин Владимир Иванович, Свешников Дмитрий Сергеевич, Смирнов Виктор Михайлович, Юрасова Инна Анатольевна

В острых опытах на 29 кроликах регистрировали механическую активность желудка, две! надцатиперстной и восходящей ободочной кишки. В экспериментах раздражали периферичес! кий отрезок блуждающего нерва у интактных животных и на фоне продолжающегося действия серотонина адипината. Установили, что серотонин усиливает моторные вагусные реакции, уве! личивая как их выраженность, а в отдельных случаях и продолжительность. Сделали вывод о функциональном взаимодействии серотонинореактивных структур, регулирующих моторику желудочно!кишечного тракта с парасимпатическим отделом вегетативной нервной системы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Торшин Владимир Иванович, Свешников Дмитрий Сергеевич, Смирнов Виктор Михайлович, Юрасова Инна Анатольевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Серотонинореактивные структуры усиливают вагусные моторные реакции желудочно!кишечного тракта»

Торшин В.И.1, Свешников Д.С.2, Смирнов В.М.2, Юрасова И.А.2

1 Российский университет дружбы народов 2Российский государственный медицинский университет E-mail: vtorshin@mail.ru

СЕРОТОНИНОРЕАКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ УСИЛИВАЮТ ВАГУСНЫЕ МОТОРНЫЕ РЕАКЦИИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

В острых опытах на 29 кроликах регистрировали механическую активность желудка, двенадцатиперстной и восходящей ободочной кишки. В экспериментах раздражали периферический отрезок блуждающего нерва у интактных животных и на фоне продолжающегося действия серотонина адипината. Установили, что серотонин усиливает моторные вагусные реакции, увеличивая как их выраженность, а в отдельных случаях и продолжительность. Сделали вывод о функциональном взаимодействии серотонинореактивных структур, регулирующих моторику желудочно-кишечного тракта с парасимпатическим отделом вегетативной нервной системы.

Ключевые слова: серотонинреактивные структуры, желудок, двенадцатиперстная кишка, вос-

ходящая ободочная кишка, блуждающий нерв.

Серотонин является одним из значительных факторов регуляции различных функций желудочно-кишечного тракта, его эффекты на моторику стали известны задолго до выявления участия серотонина в деятельности ЦНС [3]. Источниками серотонина в кишечнике служат как энтерохромафинные клетки, так и нейроны энтеральной нервной системы, что убедительно показано рядом авторов [3,5]. Серотонин участвует во многих процессах, его присутствие необходимо для нормальной пролиферации и функционирования интерстициальных клеток Кахаля, определяющих электрический ритм сократительной активности кишки [7]. В клинической практике серотонин и его агонисты в последнее время находят широкое применение [1, 3], что повышает актуальность проведенного нами исследования.

Целью настоящей работы было изучение взаимодействия серотонинореактивных структур, регулирующих сокращения органов желу-дочно- кишечного тракта с парасимпатическим отделом вегетативной нервной системы.

Материалы и методы

Исследование провели в 6 сериях на половозрелых кроликах породы Шиншилла, обоего пола, массой тела 2500-3000 г, общим количеством 29 шт., полученных из питомника “Филиал Андреевка” РЦБМТ РАМН. Опыты проводили натощак, последний прием пищи осуществлялся за 12 часов до эксперимента. В день опыта, в виварии животных вводили в состояние хирургической стадии наркоза (нембутал 60 мг/кг в/м), после чего животных в транспортировочном вольере доставляли в лабораторию

и помещали на операционный стол. При выполнении различных оперативных манипуляций, животные не испытывали болевых или иных неприятных ощущений. В течение опытов, средняя продолжительность которых составляла 2,5 часа, наркоз был достаточным и протекал без выраженных осложнений. Контроль деятельности сердца в опыте осуществляли регистрацией ЭКГ во втором стандартном отведении.

Препаровку начинали с трахеостомии, интубации трахеи и перевода животных на ИВЛ. Выделяли и максимально близко к нижней челюсти пересекали блуждающие нервы, на рану шеи накладывали окклюзионный покров для предотвращения высыхания тканей. Дистальный конец правого блуждающего нерва раздражали в ходе опытов прямоугольными импульсами 10 Гц, 1,5 мс 0,1, 0,3, 0,5 мА вначале у интактных животных, а затем у этих же особей на фоне действия раствора серотонина адипината (ЗАО Лорр, Россия) в дозе 0,1 мг/кг. В краевую вену уха устанавливали катетер, предназначенный для введения серотонина и физиологического раствора, используемого в качестве контроля. Инфузию осуществляли в течение 30 с, объем составлял 1 мл.

О сократительной активности желудка и кишечника судили по показателям внутрипо-лостного давления.

Для налаживания записи этих показателей брюшную полость вскрывали срединным ла-паротомным разрезом. В полость желудка, двенадцатиперстной и восходящей ободочной кишки через точечный разрез в каудальном направлении вводили миниатюрные катетеры с бал-

лончиком из латексной резины на конце, катетеры фиксировали к стенке кисетным швом, баллончик заполняли стандартным объемом (2,5 мл) теплой (37 °С) дистиллированной воды, напряжения стенок баллончика и деформаций при этом не возникало. Катетеры соединяли с манометрическим датчиком серии DC ASDXAVX001PG7A5 0-50 мм вод.ст. (Honeywell, США).

Сигналы от датчиков давления и ЭКГ поступали на два канала компьютерной установки на базе Maclab 8e (Adinstruments, Австралия), где с помощью программы Chart 4.2.3 вели регистрацию.

Исследование моторики начинали не ранее чем через 45 мин. после закрытия раны брюшной полости, что обеспечивало стабилизацию деятельности органов.

Моторные реакции пищеварительной трубки в экспериментах исследовали по следующей схеме: вначале у интактных животных (группа I) изучали реакции на раздражение блуждающего нерва стимулами различной силы, затем, этим же животным вводили раствор серотонина адипината (0,1 мг/кг), а спустя пять минут после завершения реакций вновь изучали ответы на раздражения блуждающего нерва (II группа животных) (см. таблицу 1).

Статобработку начинали с проверки нормальности распределения признаков по критерию Колмогорова-Смирнова, степень достовер-

ности оценивали с помощью Т-теста Стьюден-та в зависимой и независимой выборках. Критическое значение уровня значимости, принималось равным 5% (р < 0,05). Для вычислений использовали бесплатную компьютерную программу Plainstat для MacOS X.

Результаты исследования

и их обсуждение

На первом (контрольном) этапе у животных I группы исследовали 261 реакции желудка, двенадцатиперстной и восходящей ободочной кишки. У всех особей зарегистрировали сти-муляторные ответы (см. таблицу 2).

Средняя продолжительность реакций по результатам всех раздражений на желудке составила 58,02 ± 7,9 с, на двенадцатиперстной кишке - 66,54 ± 10,32с , на восходящей ободочной кишке 61,14 ± 7,45с.

После выполнения контрольных раздражений, животным вводили раствор серотонина адипината (0,1 мг/кг). На двенадцатиперстной кишке у 23 животных инфузия сопровождалось стимуляторными реакциями: гидростатическое давление в полости кишки возрастало с 2,68 ± 0,9 до 29,24 ± 5 мм рт ст. (р <0,05), продолжительность реакций составила 94,7 ± 34,9 с. На восходящей ободочной кишке у всех 29 особей отмечали усиление моторики: гидростатическое давление в полости кишки возрастало с 2,93 ± 0,78 до 9,11 ± 1,7 мм рт ст. (р <0,05), продол-

Таблица 1. Характеристика экспериментальных групп, в которых проводилось изучение реакций двенадцатиперстной кишки в ответ на раздражение блуждающего нерва

Наименование группы Используемые фармакологические агенты Число особей Число раздражений блуждающего нерва (мА)

о" СП, о" о"

I (Контрольная) Наркоз - нембутал (60 мг/кг) 29 по 29 для каждого параметра раздражения

II (Опытная) Наркоз - нембутал (60 мг/кг), серотонина адипинат (0,1 мг/кг) 29 по 29 для каждого параметра раздражения

Таблица 2. Моторные реакции желудка и кишечника на раздражение блуждающего нерва у интактных

животных (М ± т)

Сила раздражающего стимула I группа

Желудок Двенадцатиперстная кишка Восходящая ободочная кишка

1 2 1 2 1 2

0,1 мА 3,25 ± 0,11 4,11 ± 0,13* 2,54 ± 0,19 7,42 ± 0,63* 2,54 ± 1,02 12,42 ± 1,18*

0,3 мА 3,25 ± 0,91 12,70 ± 0,97* 2,44 ± 0,24 10,70 ± 0,67* 2,44 ± 0,24 15,24 ± 2,68*

0,5 мА 3,21 ± 0,60 26,73 ± 2,18* 2,43 ± 0,23 12,70 ± 1,28* 3,41 ± 0,9 24,70 ± 3,11*

1 - фоновая моторика; 2 - результат раздражения блуждающего нерва * - звездочкой помечены реакции с уровнем значимости р < 0,05

жительность реакций составила 120,7 ± 23,1 с. Введение серотонина не оказывало существенного влияния на моторику желудка: внутрипо-лостное давление до введения серотонина составляло 3,25 ± 0,45 мм рт ст., после инфузии-3,23 ± 0,45 мм рт ст.

Спустя 5 минут после введения серотонина и завершения реакций, у животных II (опытной) группы изучили 261 ответа на электрическую стимуляцию блуждающего нерва. Использование аналогичных параметров раздражения, что и у животных I группы во всех случаях сопровождалось стимуляторными реакциями (см. таблицу 3).

Средняя продолжительность стимулятор-ных реакций по результатам всех раздражений на желудке и восходящей ободочной кишке существенно не отличалась от таковой у интакт-ных животных и составила, соответственно 59,35 ± 6,93 и 63,12 ± 4,59 с (р>0,05). На двенадцатиперстной кишке продолжительность реакций была существенно выше, чем у интактных животных составив 93,08 ± 16,2 с (р<0,05).

Совокупные данные, отражающие относительный прирост внутриполостного давления в различных условиях приведены в таблице 4.

Роль блуждающих нервов как стимуляторов двигательной активности ЖКТ хорошо изучена, материал изложен в фундаментальных руководствах и учебниках [2]. Однако действие

экстраорганных нервов на моторику в конечном итоге определяется состоянием энтеральных нейронов, в частности серотонинергичес-ких [3,6]. Используемый нами методический подход позволил выявить новые аспекты в хорошо изученной проблеме взаимодействия хо-линергических и серотонинергических механизмов в регуляции моторной активности органов желудочно-кишечного тракта.

Раздражение блуждающих нервов у интактных животных, как видно из таблицы 2, вызывало хорошо выраженные стимуляторные реакции, которые подчинялись закону силы. При этом необходимо отметить, что использование стимулов 0,3 и 0,5 мА вызывало выраженные ответы, однако относительные приросты давления отличались незначительно, что можно было истолковать как достижение максимальных значений моторики для данного отдела пищеварительной системы. Однако это предположение не подтвердилось: введение экзогенного серотонина увеличивало моторную активность в 2-3 раза по сравнению с фоном. Экзогенный серотонин реализует свое влияние на моторику комплексно, действуя на гладкие мышцы, энтеральные нейроны, а также клетки Кахаля [7].

У животных II группы на фоне продолжающегося действия серотонина, как видно из табл. 3, абсолютный прирост внутриполостно-

Таблица 3. Моторные реакции желудка и кишечника на раздражение блуждающего нерва на фоне продолжающегося действия серотонина адипината в дозе 0,1 мг/кг (М ± т)

Сила раздражающего стимула II группа

Желудок Двенадцатиперстная кишка Восходящая ободочная кишка

1 2 1 2 1 2

0,1 мА 3,23 ± 0,68 12,90 ± 1,47 2,52 ± 0,29 12,48 ± 1,23 2,75 ± 0,40 22,36 ± 3,54

0,3 мА 3,54 ± 0,76 19,89 ± 1,45 2,55 ± 0,31 14,85 ± 1,60 2,34 ± 0,42 24,85 ± 1,34

0,5 мА 3,57 ± 0,26 36,63 ± 3,38 2,59 ± 0,42 18,45 ± 1,50 2,24 ± 0,21 33,16 ± 3,17

1 - фоновая моторика; 2 - результат раздражения блуждающего нерва * - звездочкой помечены реакции с уровнем значимости р < 0,05

Таблица 4. Значения относительного прироста гидростатического давления при раздражении правого блуждающего нерва в различных условиях (М ± т в % )*

Сила раздражающего стимула I группа II группа

Желудок Двенадцати- перстная кишка Восходящая ободочная кишка Желудок Двенадцати- перстная кишка Восходящая ободочная кишка

0,1 мА 26,5 ± 6,1 93,02 ± 62,67 289 ± 43,3 299,30 ± 43,0 295,31 ± 53,48 513,09 ± 78,90

0,3 мА 290,7 ± 31,2 209,98 ± 29,76 424,5 ± 59,8 461,20 ± 99,11 381,52 ± 69,65 718,50 ± 31,60

0,5 мА 732,7 ± 71,3 321,67 ± 50,95 462,17 ± 104,39 926,23 ± 99,30 511,63 ± 69,62 1280,35 ± 78,5

*за 100% принимали фоновые значения гидростатического давления

го давления превышал величину фоновых показателей в 4- 7 раз, что было выше, чем у животных в I группе. При этом, однако, действие серотонина на желудок и кишечник не нарушало закона силы во всех без исключения случаях: чем интенсивнее стимул, тем более выраженной была амплитуда ответов.

Сравнение приростов гидростатического давления в ответ на электрическую стимуляцию блуждающего нерва у интактных животных и на фоне продолжающегося действия серотонина показало, что серотонин способствовал увеличению данных показателей на желудке и двенадцатиперстной кишке в среднем, в 1,5 раза, а на восходящей ободочной кишке 2,1 раза.

Механизм усиления моторики может объясняться как наличием 5-НТ- рецепторов на пре-синаптических окончаниях холинергических энтеральных нейронов, облегчающих синаптическую передачу [3], так и вовлечением серото-нинергических нейронов в процесс активации гладких мышц стенки двенадцатиперстной кишки [5,7].

Полученные нами данные существенно дополняют представления о синергизме серотонинореактивных структур и различных отделов вегетативной нервной системы [6,2], что

необходимо принимать во внимание при медикаментозной коррекции расстройств моторно-эвакуаторной функции гастродуоденальной зоны и толстой кишки в клинике, в частности, в раннем послеоперационном периоде, когда активно используются средства, обладающие свойствами блокировать холинергические и се-ротонинергические механизмы регуляции моторики.

Выводы

1. Парасимпатический отдел ВНС имеет функциональную связь с серотонинореактивными структурами пищеварительного канала, которые оказывают облегчающее действие на вегетативную регуляцию моторики.

2. Введение экзогенного серотонина способствует реализации вагусных эффекторных реакций на моторную активность желудка и кишечника, увеличивая амплитуду сокращений, а на двенадцатиперстной кишке и и продолжительность стимуляторных ответов.

3. Серотонинергические влияния увеличивают возбудимость парасимпатических структур, обеспечивающих усиление моторной активности желудочно- кишечного тракта при раздражении блуждающих нервов.

11.05.2011 г.

Список литературы:

1. Симоненков А.П., Федоров В.Д. Профилактика и лечение серотониновой недостаточности у хирургических больных // Хирургия. - 2003. - №3.- С.76-80.

2. Feldman, L. Friedman, L. Brandt Sleisenger and Fordtran’s Gastrointestinal and Liver Disease 9 ed. / // Saunders.-2010.-2480P.

3. Gershon MD., Liu M.-T. Serotonin and neuroprotection in functional bowel disorders // Neurogastroenterol Motil. -2007. -V.19 - Suppl 2. - P.19-24.

4. Gershon MD., Tack J. The serotonin signaling system: from basic understanding to drug development for functional GI disorders // Gastroenterology. - 2007. - V.132. - №1.- P.397-414.

5. Neal KB., Parry LJ., Bornstein JC. Strain-specific genetics, anatomy and function of enteric neural serotonergic pathways in inbred mice //J Physiol. -2009. - V.587(Pt 3). - P.567-586.

6. Talley N. Serotoninergic neuroenteric modulators // Lancet.- 2001.- V.358. - P.2061-2068.

7. Wouters MM., Farrugia G., Schemann M. 5-HT receptors on interstitial cells of Cajal, smooth muscle and enteric nerves // Neurogastroenterol Motil. - 2007.- V.19 Suppl 2. - P.5-12.

Сведения об авторах:

Торшин Владимир Иванович, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии Российского университета дружбы народов, доктор биологических наук, профессор 117198, Россия, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8, тел. (495)4345266, е-mail: vtorshin@mail.ru Свешников Дмитрий Сергеевич, доцент кафедры нормальной физиологии Российского Государственного медицинского университета, кандидат медицинских наук, доцент 117997, Россия, г. Москва, ул. Островитянова, 1, тел. (495)4342511, е-mail: dss@rsmu.ru Смирнов Виктор Михайлович, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии Российского Государственного медицинского университета, доктор биологических наук, профессор 117997, Россия, г. Москва, ул. Островитянова, 1, тел. (495)4342511, е-mail: vмsmimov1@gmail.com Юрасова Инна Анатольевна, доцент кафедры нормальной физиологии Российского Государственного медицинского университета, кандидат медицинских наук, доцент 117997, Россия, г. Москва, ул. Островитянова, 1, тел. (495)4342511, е-mail: physiol@rsmu.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.