CC BY
54
экспериментальная медицина
УДК 612.337: 615.217.2: 612.085.1
УСТРАНЕНИЕ СТИМУЛяТОРНЫХ РЕАКЦИЙ ВОСХОДЯЩЕЙ ОБОДОЧНОЙ КИШКИ НА ЭКЗОГЕННЫЙ СЕРОТОНИН ПУТЕМ БЛОКАДЫ 5-НТ2В РЕЦЕПТОРОБ
Дмитрий Сергеевич Свешников1, Руслан Андреевич Зефиров2, Виктор Михайлович Смирнов 1*
1Российский государственный медицинский университет, г. Москва,
2Республиканская клиническая больница, г. Казань
Реферат
Цель. Определение роли 5НТ2-рецепторов в реализации стимуляторных влияний экзогенного серотонина на моторику восходящей ободочной кишки.
Методы. Острые опыты были поставлены на 51 крысе в условиях хирургической стадии наркоза, искусственной вентиляции легких, двусторонней ваготомии и двусторонней перерезки языкоглоточных нервов. Баллонографическим методом регистрировались механическая активность толстой кишки в различных условиях: на введение серотонина адипината интактным животным, на фоне продолжающегося действия адрено- и холино-блокаторов, на фоне продолжающегося действия адрено- и холиноблокаторов и SB 204741 — блокатора 5-НТ2Ь-рецепторов.
Результаты. Совместная блокада адрено- и холинорецепторов усиливала стимулирующее влияние экзогенного серотонина на моторику восходящей ободочной кишки. Стимуляторные реакции устранялись блокадой 5-НТ2Ь рецепторов.
Выводы. Серотонинреактивные структуры повышают моторику с помощью 5-НТ2Ь-рецепторов, что необходимо принимать во внимание при медикаментозной коррекции моторных расстройств кишечника, в частности в раннем послеоперационном периоде, когда активно используются средства, обладающие свойствами блокировать холинергические и серотонинергические механизмы регуляции.
Ключевые слова: серотонинреактивные структуры, серотонин, восходящая ободочная кишка, 5-НТ2Ь-рецепторы, адренорецепторы, холинорецепторы.
ABOLISHMENT OF STIMULATIVE REACTIONS OF THE ASCENDING COLON TO EXOGENOUS SEROTONIN BY BLOCKADE OF 5-HT2B RECEPTORS. D.S. Sveshnikov‘, RA Zefirov1, V.M. Smirnov1. ‘Russian Medical University, Moscow, 2Republican Clinical Hospital, Kazan. Aim. To define the role of 5HT2-receptors in the realization of the stimulative effects of exogenous serotonin on the motility of the ascending colon. Methods. Acute experiments were conducted on 51 rats in the condition of surgical stage of anesthesia, mechanical ventilation, bilateral vagotomy and bilateral transection of the glossopharyngeal nerve. The mechanical activity of the colon was detected by the balloon-graphic method in various conditions: to the introduction of serotonin adipate to intact animals, on the background of the ongoing action of adrenergic and cholinergic blockers, on the background of the ongoing action of adrenergic and cholinergic blockers, and SB 204741 - a 5-HT2b receptor blocker. Results. Simultaneous blockade of adrenergic and cholinergic receptors enhanced the stimulatory effect of exogenous serotonin on the motility of the ascending colon. Stimulative reactions were eliminated by the blockade of 5-HT2b receptors. Conclusions. Serotonin reactive structure increase the motility via 5-HT2b receptors; this must be taken into account in the correction of motor disorders of the intestine, particularly in the early postoperative period, when drugs that block cholinergic and serotonergic mechanisms of regulation are widely used. Key words: serotonin reactive structures, serotonin, ascending colon, 5-HT2b receptors, adrenergic receptors, cholinergic receptors.
Серотонин является одним из важных факторов регуляции функций желудочнокишечного тракта. Его эффекты на моторику стали известны задолго до выявления участия серотонина в деятельности центральной нервной системы [4]. Источниками серотонина в кишечнике служат как энтерохромафинные клетки, так и нейроны энтеральной нервной системы, что убедительно показано рядом авторов [4, 5]. Серотонин участвует во многих процессах, его присутствие необходимо для нормальной пролиферации и функционирования интерстициальных клеток Кахаля, определяющих электрический ритм сократительной активности кишечника [7], опубликованы данные о существовании экстраорганных серотонинергических нервных волокон в
*Автор для переписки: vmsmimov1@gmail.com
составе симпатического ствола [2]. В последнее время серотонин и его агонисты находят в клинической практике широкое применение [4, 1]. Несмотря на это, публикаций, посвященных изучению взаимодействий серотонинреактивных структур с другими звеньями вегетативной регуляции моторики толстого кишечника в отечественной и зарубежной литературе крайне мало, они несистематизированы, что увеличивает теоретическую и практическую значимость проведенного нами исследования.
Целью экспериментальной работы было определение роли серотониновых 5ИТ2Ъ- рецепторов в реализации стимуляторных влияний экзогенного серотонина на сокращения восходящей ободочной кишки.
Исследование проводились на 51 крысе линии Вистар. Использовались половозрелые животные обоего пола массой тела
250 — 450 г. Острые опыты выполняли натощак, последний прием пищи осуществлялся за 12 часов до эксперимента. В день опыта в виварии животных вводили в состояние хирургической стадии наркоза (60 мг/ кг нембутала в/м), после этого в транспортировочном вольере их доставляли в лабораторию и укладывали на операционный стол. Наркоз был достаточным и протекал без выраженных осложнений на протяжении всего опыта. Контроль витальных функций в опыте осуществляли при помощи электрокардиографии, регистрируемой во втором стандартном отведении. Во время препаровки срединным разрезом на шее рассекали кожу, выделяли трахею, которую пересекали на 1/3 длины на 2-3 мм ниже гортани. В просвет трахеи вводили интубационную трубку и переводили животных на искусственную вентиляцию легких. Тупым способом разделяли фасции шеи, отпрепаро-вывая правый и левый сосудисто-нервный пучки, под которые подводили лигатуры. Блуждающие и языкоглоточные нервы перевязывали максимально близко к нижней челюсти, затем пересекали. В ходе эксперимента через герметично закрепленный катетер осуществляли внутриартериальное введение серотонина адипината в дозе 0,1 мг/кг ББ 204741 — блокатора 5-ИТ2Ъ-рецепторов в дозе 0,05 мг/кг. Объем однократного введения не превышал 0,25 мл, что соответствовало систолическому объему желудочка крысы. Инфузию препаратов осуществляли в течение 30 с, что соответствовало 150 — 180 сокращениям сердца животного. Применяемые параметры инфузии уменьшали риск повреждений полулунных клапанов и нарушений гемодинамики, связанных с нагрузкой объемом, обеспечивая доставку препаратов в область дуги аорты.
В ходе опытов подкожно в одинаковой для каждого препарата дозе (1 мг/кг) вводили адрено- и холиноблокаторы: доксазозин, пропранолол, пентамин, гиосцина бутил-бромид. Длительный период полувыведе-ния препаратов гарантировал надежность блокады на протяжении всего опыта, который длился 45 — 60 минут. Моторику восходящей ободочной кишки регистрировали баллонографическим способом. В полость кишки через точечный разрез в каудальном направлении вводили миниатюрный катетер с баллончиком из латексной резины на конце, который фиксировали к стенке кишки кисетным швом, баллончик заполняли стандартным объемом (0,5 мл) теплой 570
(37°C) дистиллированной воды, напряжения стенок баллончика и деформаций при этом не возникало. Катетер соединяли с манометрическим датчиком (Honeywell, США). Лапаротомную рану ушивали, моторику кишки начинали регистрировать не ранее чем через 30 минут после закрытия раны брюшной полости.
Сигналы от датчика давления поступали на два канала аналого-цифрового преобразователя Maclab 8e (Adinstruments, Австралия), компьютера и программы Chart 4.2.3, регистрировались и рассчитывались усредненные показатели давления.
Моторные реакции толстой кишки на введение серотонина в экспериментах изучали по следующей схеме: на первом этапе всем крысам вводили раствор серотонина адипината (0,1 мг/кг) без каких-либо агентов, кроме наркоза. На следующем этапе этим же животным одновременно вводили комбинацию блокаторов адрено- или холи-норецепторов (1 мг/кг) и через 5 минут исследовали реакцию на серотонин. В ходе последнего этапа изучали реакции на серотонин на фоне продолжающегося действия адрено- и холиноблокаторов и блокатора 5-НТ2Ь-рецепторов SB 204741 (0,05 мг/кг).
Статистический анализ производили по следующему алгоритму: вначале осуществляли проверку нормальности распределения количественных признаков по критерию Колмогорова — Смирнова, а затем с помощью t-теста Стьюдента оценивали степень достоверности в зависимой и независимой выборках. Статистическую обработку данных выполняли с помощью бесплатной компьютерной программы Plainstat для Mac OS X. Критическое значение уровня значимости принималось равным 5% (р < 0,05).
Введение серотонина на первом этапе исследования у всех животных вызывало сти-муляторные ответы (см. рис., I) — давление увеличивалось с 8,24 ± 0,96 до 21,63 ± 2,81 мм Hg (р<0,05). Продолжительность реакций составляла 65,23 ± 4,14 с. Введение блокаторов адрено- и холинорецепторов этим же животным на втором этапе приводило к снижению тонуса кишки: после блокады гидростатическое давление снижалось (р<0,05) с 8,24 ± 0,1 до 7,08 ± 0,11 мм Hg (см. рис., II). После введения серотонина на фоне блокады адрено- и холинорецепторов амплитуда и продолжительность стимуляторных ответов кишки увеличивались: гидростатическое давление значительно возрастало с 7,08± ± 0,13 до 45,87± 4,13 мм Hg (р<0,05), а про-
Кривая изменений гидростатического давления в полости восходящей ободочной кишки на введение серотонина (0,1 мг/кг) в различных условиях: I - у интактных животных; II - на фоне совместного действия адрено- и холиноблокаторов, III - на фоне продолжающегося действия адрено- и холиноблокаторов и ББ 204741 - блокатора 5-ИТ2Ъ-рецепторов (0,05 мг/кг). Шкала - от 0 до 10 мм Щ. Моменты введения препаратов указаны стрелками. Жирные линии внизу - отметки введения серотонина (30 с).
должительность реакций — до 101,23 ± 4,45 с.
На последнем этапе, на фоне продолжавшегося действия адрено- и холиноблокаторов вводили ББ 204741 — блокатор 5-ИТ2Ъ-рецепторов, как видно на рис. 1.Ш, это не вызывало существенных изменений гидростатического давления: до введения блокатора оно составляло 7,05 ± 0,15 мм Щ, после введения — 7,08 ± 0,1 (р>0,05). На фоне действия комбинации адрено-, холиноблокаторов и ББ 204741 инфузия серотонина ни у одного животного существенно не изменяло гидростатического давления: фоновые показатели составляли 7,08 ± 0,12 мм Щ, после введения серотонина адипината — 7,07 ± 0,15 (р>0,05).
Роль адрено- и холинорецепторов в моторной активности толстой кишки хорошо изучена, однако благодаря проведенному нами исследованию удалось проследить взаимодействие основных звеньев вегетативной регуляции с серотонинреактивными структурами. Введение адрено- и холиноблокаторов способствовало проявлению стимуляторных реакций толстой кишки на аппликацию экзогенного серотонина, о чем свидетельствовали как данные относительного прироста внутриполостного давления, так и продолжительность полученных реакций.
У интактных животных гидростатическое давление в полости восходящей ободочной кишки в ответ на введение серотонина возрастало по сравнению с исходным уровнем в 2,6 раза. При совместной блокаде адрено- и холинорецепторов выраженность стимуляторных реакций увеличивалась, превысив фоновые показатели более чем в
6 раз, что указывало на относительную автономию серотонинреактивных структур, обеспечивающих выраженное усиление моторики толстой кишки от холин- и адренергических механизмов. Высокий прирост давления на фоне адрено- и холиноблока-торов нельзя было объяснить лишь снижением тонуса кишечной стенки, поскольку даже при низких исходных значениях моторики абсолютная величина ответов на серотонин была выше, чем у интактных животных, составляя почти 50 мм Щ.
Согласно полученным нами данным, серотонинреактивные структуры оказывают не только модулирующее [6], но и самостоятельное воздействие на моторную активность толстой кишки, что подтверждалось и опытами последнего этапа исследования. Хорошо выраженные ответы кишки на серотонин устранялись на фоне блокады 5-ИТ2Ъ-рецепторов, что согласуется с мнением авторов [3], изучавших эффект блокады указанных рецепторов на моторику толстой кишки т уйго. Возможно, что результаты нашего исследования могут найти соответствующее практическое применение при создании новых эффективных схем лечения пареза и атонии толстой кишки, в том числе такого распространенного нарушения, как синдром раздраженного кишечника. Полученные нами данные существенно дополняют представления о синергизме се-ротонинреактивных структур и различных отделов вегетативной нервной системы [3, 6], что необходимо принимать во внимание при медикаментозной коррекции мотор-
ных расстройств кишечника, в частности в раннем послеоперационном периоде, когда активно используются средства, способные блокировать холинергические и серотонин-ергические механизмы регуляции.
ВЫВОДЫ
1. Экзогенный серотонин оказывает мощное стимулирующее воздействие на моторику толстой кишки благодаря взаимодействиям серотонинреактивных структур с различными звеньями вегетативной регуляции.
2. Блокада холинергических и адренергических механизмов способствует проявлению усиливающих эффектов серотонина на моторику толстой кишки.
3. Усиление сокращений восходящей ободочной кишки обеспечивается серотонин-реактивными структурами, деятельность которых опосредована 5-НТ2Ъ-рецепторами.
УДК 615.225.2: 615.015.43: 612.084
ЛИТЕРАТУРА
1. Симоненков А.П., Федоров В.Д. Профилактика и лечение серотониновой недостаточности у хирургических больных // Хирургия. — 2003. — №3. — С. 76 — 80.
2. Смирнов В.М., Мясников И.Л., Свешников Д.С. Исследования механизма усиления сокращений двенадцатиперстной кишки, возникающих при раздражении симпатического ствола // Бюлл. эксп. биол. — 1994. — №10. — С. 355 — 359.
3. Borman R., Tiford N., Harmer D. et al. 5-HT(2B) receptors play a key role in mediating the excitatory effects of 5-HT in human colon in vitro //Br. J. Pharmacol. — 2002. — Vol. 135. — №5. — P.1144 — 1151.
4. Gershon M.D., Liu M.-T. Serotonin and neuroprotection in functional bowel disorders // Neurogastroenterol Motil. — 2007. — Vol. 19. — Suppl 2. — P. 19 — 24.
5. Neal K.B., Parry L.J., Bornstein J.C. Strain-specific genetics, anatomy and function of enteric neural serotonergic pathways in inbred mice //J. Physiol. — 2009. — Vol. 587 (Pt 3). — P. 567 — 586.
6. Talley N. Serotoninergic neuroenteric modulators // Lancet. — 2001. — Vol. 358. — P. 2061 — 2068.
7. Wouters M.M., Farrugia G., Schemann M.5-HT receptors on interstitial cells of Cajal, smooth muscle and enteric nerves // Neurogastroenterol Motil.—2007.—Vol. 19. — Suppl 2. — P. 5 — 12.
ФЕРМЕНТНЫЙ СОСТАВ КРОВИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ БЕНзОФУРОКСАНОБ
Руфия Габдельхаевна Каримова*, Талгат Валирахманович Гарипов Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана
Реферат
Цель. Определение активности ряда ферментов в сыворотке крови белых крыс при длительном поступлении бензофуроксанов — доноров оксида азота в организм.
Методы. Активность ферментов сыворотки крови определялась спектрофотометрическим кинетическим методом с использованием наборов Ranbox на 10, 20 и 30-й дни эксперимента при ежедневном внутрижелудочном введении исследуемых соединений в дозе 1 мг/кг в виде 0,1% суспензии.
Результаты. Введение тримиксана в течение 30 дней сопровождалось анаэробным сдвигом клеточного обмена веществ: индекс ферментемии достоверно снижался в 1,32 раза. При ежедневном поступлении хлофузана в количестве 1 мг/кг в организм белых крыс отмечался смешанный тип ферментемии. При поступлении фениксана в организм индекс ферментемии к 20-му дню эксперимента достоверно снижался в 1,42 раза.
Выводы. NO-донорская активность бензофуроксанов коррелировала с их анаболическим эффектом.
Ключевые слова: ферменты, бензофуроксаны, сыворотка крови, крысы, оксид азота.
ENZYME COMPOSITION OF BLOOD DURING PROLONGED ADMINISTRATION OF BENZOFUROXANS. R.G. Karimova, T.V. Garipov. Kazan State Academy of Veterinary Medicine in the name of N.E. Bauman Aim. To determine the activity of several enzymes in the blood serum of white rats during prolonged administration of benzofuroxans -donors of nitric oxide. Methods. The activity of blood serum enzymes was determined by the spectrophotometric kinetic method using Ranbox kits on the 10th, 20th and 30th days of the experiment with daily intragastric administration of the compounds at a dose of 1 mg/kg in 0.1% suspension. Results. Introduction of trimixan for the duration of 30 days was accompanied by an anaerobic shift of cellular metabolism: the fermentation index significantly decreased by 1.32 times. With daily administration of khlozufan in a dose of 1 mg/kg to white rats observed was a mixed type of fermentation. During phenixan administration the index of fermentation by the 20th day of the experiment significantly decreased by 1.42 times. Conclusions. The NO-donor activity of benzofuroxans correlated with their anabolic effect. Key words: enzymes, benzofuroxans, blood serum, rats, nitric oxide.
Известно, что некоторые соединения фуроксанового ряда являются донорами оксида азота и активаторами растворимой гуанилатциклазы [8]. Соединения, содержа-
*Автор для переписки: Rufiya77@yandex.ru 572
щие в качестве фрагмента фуроксановый цикл, проявляют а 1-адреноблокирующую активность, КО-вазодилатирующее действие, активность, свойственную антагонистам кальция [1]. Медленная трансформация фу-роксанов в организме позволяет избежать раз-
