CC BY
45
Ананьев В.Н.
ВЛИЯНИЕ ДОЗИРОВАННОЙ ХОЛОДОВОЙ АДАПТАЦИИ НА АДРЕНОРЕЦЕПТОРЫ
Институт медико-биологических проблем РАН, г. Москва, Россия,
Здоровье человека, проживающего в условиях Севера, остается актуальной на протяжении последнего времени, что связано, с активным освоением территорий, увеличением миграционных процессов на территории России, повышением доли пожилого населения, в том числе в Северо-Западном регионе. Здоровье человека на Севере формируется под действием комплексного эффекта всех составляющих климата высоких широт [2]
Важно рассмотреть особенности функционирования организма в условиях Севера с точки зрения адекватности механизмов температурной адаптации [3]. Приспособление к длительному действию холода затрагивает практически все процессы жизнедеятельности, которые координируются в рамках единой программы сохранения температурного гомеостаза организма. Многочисленными исследованиями показаны нейро-гормональные механизмы управления процессом адаптации к холоду, направленные на сохранение гомойотермии, основу которого составляют системные изменения нейро-гормональной регуляции и обмена веществ, ведущее значение в котором имеют повышение участия адренергических механизмов [1, 7, 8].
Температура - один из важнейших экологических факторов, оказывающий влияние на появление, развитие и существование всех живых организмов. Смена времён года, изменение климатической зоны обитания, смена профессионального труда - всё это связано с изменением температурных условий существования. Освоение человеком Сибири, северных территорий и Южного Приполярья, климатической особенностью которых являются низкие температуры, привлекает особое внимание к вопросам о возможности, пределах и механизмах приспособления человека и животных к холоду. Особенно актуально это для России, как страны с самым холодным климатом [2, 4, 6].
Характерной реакцией сердечно-сосудистой системы на холод является спазм периферических сосудов, обусловленный эффектами симпатических нервов и катехоламинами и ограничивающий потери тепла с поверхности тела [7]. При адаптации к холоду особую роль играет симпатическая нервная система и реактивность различных органов и систем к нейромедиаторам норадреналину и адреналину [7, 8]. Действие холода на человека приводит к развитию многогранного ответа организма, в котором ведущую роль занимают изменения в сердечно-сосудистой системе, ее резервные возможности, которые и определяют переносимость организмом [2, 3] экстремально низкой внешней температуры. При миграции человека на Крайний Север система кровообращения одной из первых включается в реакцию адаптации и играет важную роль в поддержа-
нии гомеостаза организма в новых экологических условиях [2]. Являясь важным лимитирующим звеном, от которого во многом зависит конечный адаптивный результат, система кровообращения может служить и маркером общего адаптационного процесса. Поэтому изучение проблемы физиологии и патологии механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы в условиях Крайнего Севера приобретает первостепенное значение [4, 6].
Принципы регулирования и механизмы вовлечения различных эффекторных функций (физиологических систем) в живом организме при изменении внешней и внутренней температуры мало изучены, а количественной оценке действия но-радреналина на адренорецепторы сердечно-сосудистой системы практически мало уделялось внимания.
Поэтому целью настоящей работы явилось изучение адренореактивности системного давления и тонуса артериальных сосудов кожно-мышечной области задней конечности после 30-и дней холодовой адаптации. Для решения поставленных задач проведены исследования на кроликах самцах (массой 2,5-3,5 кг) под наркозом. Контрольную группу составили кролики, содержавшиеся 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 кожно-мышечной области задней конечности при перфузии кровью этого же животного с помощью насоса постоянной производительности. Но-радреналин 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 и одна молекула рецептора соединяется с одной молекулой активного вещества. 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 [1, 8].
Для оценки параметров взаимодействия адренорецепторов с медиаторами были применены методы количественной оценки взаимодействия "медиатор-рецептор. 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 коли-
честву активных адренорецепторов; пересечение с осью абсцисс отсекало отрезок, который был равен величине 1/К и отражал чувствительность адренорецепторов 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. Определялась и эффективность взаимодействия медиатора с рецептором Е (мм.рт.ст./мкг), которая находилась по формуле Е=Рм/(2 х К).
После 30-и дней холодовой адаптации (рис. 1) максимально возможная прессорная реакция артериального давления на норадреналин уменьшилась с Рм=157 мм.рт.ст. в контроле до Рм=102 мм.рт.ст., т.е. уменьшилась на 35%. Чувствительность же прессорной реакции системного давления на норадреналин увеличилась с 1/К=0.06 в контроле до 1/К=0.2 после 30-и дней холодовой адаптации, т.е. увеличилась на 233%.
Рис. 1. Повышение артериального давления кролика на норадреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (К) и после
30-дней холодовой адаптации.
Таким образом, можно сделать вывод, что после 30-и дней адаптации к холоду чувствительность (1/К) прессорной реакции системного давления к но-радреналину увеличилась в 2,33 раза, но снизилась максимально возможная прессорная реакция (Рт) в 1,54 раза, в результате эффективность (Е) реактивности системного давления к норадреналину была больше контроля на 32%. В результате увеличения чувствительности и снижения максимальной прессор-ной реакции системного давления прессорная реакция артериального давления
(мкг.кг) (20) (15) (12) (9) (7) (5) (3.0)
(1.0)
на норадреналин после 30-и дней холодовой адаптации на дозы от 1 мкг/кг до 12 мкг/кг была больше чем в контрольной группе, на 15 мкг/кг не отличалась от контроля, а на 20 мкг/кг становится уже меньше контрольной группы.
Реактивность артерий кожно-мышечной области задней конечности к но-радреналину на 30-й день адаптации к холоду (рис. 2) была меньше контрольной группы на все дозы.
Рис. 2 Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на норадреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (К) и после 30-дней холодовой
адаптации
Это было обусловлено исключительно уменьшением количества активных адренорецепторов периферических артерий и соответственно уменьшением максимально-возможной прессорной реакцией (Рм) на 20%. Чувствительность (1/К) же прессорной реакции артерий кожно-мышечной области на 30-й день холодовой адаптации нормализовалась.
Сравнительный анализ реактивности системного давления и тонуса артерий кожно-мышечной области задней конечности к возрастающим дозам но-радреналина показал, что после 30-дней адаптации к холоду реактивность изменилась в большей степени за счет изменения чувствительности, чем за счет изменения максимально возможной величины прессорной реакции. Чувствительность (1/К) прессорной реакции системного давления была больше контроля на 233%, а артерий конечности не отличалась от контрольной группы. Мак-
симально возможная прессорная реакция (Рм) в артериях кожно-мышечной области была меньше контроля на 20%, а системного давления меньше контроля на 35%. В результате эффективность (Е) реактивности системного давления к норадреналину на 30-й день адаптации к холоду была больше контроля на 32%, а артерий конечности была на 20% меньше контроля. Таким образом, было установлено, что на 30-й день холодовой адаптации на низкие дозы норадренали-на реактивность системного давления больше контроля, а на дозы больше 20 мкг/кг меньше контроля. Реактивность артерий конечности была на все дозы меньше контроля.
В результате можно сделать заключение, что на 30-й день холодовой адаптации системное давление отвечает большей прессорной реакцией на но-радреналин по сравнению с контролем, а периферические артериальные сосуды сокращаются меньше на норадреналин чем в контрольной группе. Нами впервые показано, что прессорное действие норадреналина на периферические артерии уменьшается на все дозы после адаптации к холоду, что способствует большему кровотоку и усилению прогрева тканей. В данной работе мы показали, что дозированное действие холодного климата может способствовать уменьшению спазма артерий на норадреналин и холод может способствовать в лечении гипертонической болезни.
Литература
1. Авдонин П.В., Ткачук В.А. Рецепторы и внутриклеточный кальций.-М.: Наука, 1994. - 295 с.
2. Агаджанян Н.А., Хрущев В.Л. Динамика некоторых физиологических показателей человека при вахтово-экспедиционном методе труда в Заполярье// Бюл. СО АМН СССР, 1984.N 2. C.79-83.
3. Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957. - 334 с.
4. Бобров Н, И., Ломов 0. П., Тихомиров В. П. Физиолого-гигиенические аспекты акклиматизации человека на Севере.- Л.: Медицина, 1979.- 184 с.
5. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты пер. с англ. М.: Мир 1982 3 т. 1117 с.
6. Деряпа Н. Р. Рябинин И.Ф. Человек в Антарктиде. Л., 1975.183 с.
7. Иванов К.П. Основы энергетики организма: теоретические и практические аспекты. Т. 1. Общая энергетика, теплообмен и терморегуляция. Л.: Наука, 1990.- 307.с.
8. Манухин Б.Н., Ананьев В.Н., Ананьева О.В., Кичикулова Т.П. Изменения а1-,а2- и b-адренергических реакций артериального давления в сосудах задних конечностей кроликов при адаптации к холоду// Физиол. журн. им. И.М.Сеченова.Т.87. N 12. 2001. C.1634-1642.
