Введение к работе
Актуальность работы
Изучение роли метаботропных P2Y-рецепторов в регуляции физиологических функций организма является актуальной проблемой современной медицины (Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е., 2009). Экспрессия P2Y-рецепторов выявлена на плазматической мембране практически каждой клетки организма млекопитающих, и они участвуют во всех ключевых клеточных процессах (Зиганшин А.У., 2005; Burnstock G., 2009).
В настоящее время активно исследуют участие различных типов P2Y-рецепторов в регуляции сократительной активности мышц. В экспериментах на препаратах ушка правого предсердия человека активация P2Y-рецепторов вызывает снижение амплитуды сокращений, а их блокирование – обратный эффект (Рычков А.В., 2007). Показано, что активация P2Y-рецепторов пиримидиновым нуклеотидом УТФ вызывает расслабление гладкомышечных клеток пещеристого тела (Calvert R.C., 2008) и толстой кишки (Van Crombruggen К. et al., 2007).
Необходимо отметить, что отсутствуют сведения о роли P2Y-рецепторов в регуляции сократительной активности ГМК пищевода. Вместе с тем, модуляция работы P2Y-рецепторов представляется перспективным подходом в коррекции нарушений моторики пищевода, наблюдающихся при ахалазии – одного из наиболее часто встречающихся заболеваний пищевода. Среди всех функциональных нарушений пищевода ахалазия составляет свыше 31% (Belsei R., 1966, Ивашкин В.Т., Трухманов А.С., 2000). Этиология заболевания неизвестна (Dughera L. et al., 2008), в то же время выдвигаются следующие теории развития ахалазии пищевода (АП): теория психических нарушений (Францкевич А.В., 1977), генетическая (Stein D.T., Knauer C.M., 1982., Frieling T. et al., 1988., Sachdev A. et al., 2004) и вирусная (Jones D.B. et al., 1983, Robertson C.S., Martin B.A., Atkinson M., 1993, Castagliuolo I. et al., 2004).
В основе патогенеза лежит повышение тонуса нижнего пищеводного сфинктера (НПС) и нарушение перистальтики пищевода вследствие дегенерации тормозных нейронов межмышечного (ауэрбаховского) нервного сплетения, которые отвечают за релаксацию гладкой мускулатуры НПС во время акта глотания (Park W., Vaezi M.F., 2005). В результате этого нарушается прохождение пищи из пищевода в желудок, что приводит к дилатации пищевода и кахексии пациента (Farrokhi F., Vaezi MF., 2009). Опасность этого заболевания заключается в высоком риске развития плоскоклеточного рака и аденокарциномы пищевода на фоне ахалазии (Zendehdel К. et al., 2007). Несмотря на широкий спектр используемых методов лечения АП, результаты часто неэффективны и имеют ряд серьезных осложнений (Bruley des Varannes S., Scarpignato C., 2001., Iqbal A. et al., 2006).
Отсутствие данных об экспрессии P2Y-рецепторов в стенке пищевода, о роли пуринергических механизмов в регуляции сократительной функции пищевода в норме и при патологии пищевода делает данное исследование актуальным. Кроме того, ответ на поставленные вопросы позволит в дальнейшем значительно продвинуться в понимании роли P2Y-рецепторов в регуляции физиологических функций и развитии заболеваний желудочно-кишечного тракта, открыть новые возможности в медикаментозной терапии при помощи препаратов с пуринергическим механизмом действия.
Цель и задачи исследования
Целью настоящего исследования явилось изучение экспрессии различных типов P2Y-рецепторов в нижней трети пищевода и их роли в регуляции сократительной активности пищевода в норме и при ахалазии.
В соответствии с этой целью были поставлены следующие конкретные задачи:
1. Провести сравнительное исследование экспрессии P2Y1, P2Y2 и P2Y4-рецепторов в нижней трети пищевода человека в норме и при ахалазии.
2. Выполнить морфофункциональный анализ результатов, полученных на экспериментальной модели ахалазии у крыс и провести оценку соответствия клинической и морфологической картине заболевания у человека.
3. Провести сравнительное исследование сократительной активности ГМК нижней трети пищевода и НПС крыс в норме и на фоне экспериментальной ахалазии.
4. Провести сравнительное исследование экспрессии P2Y1, P2Y2 и P2Y4-рецепторов в нижней трети пищевода крысы в норме и при экспериментальной ахалазии.
5. Оценить изменения сократительных ответов ГМК нижней трети пищевода и НПС крыс под действием различных агонистов и антагонистов P2Y-рецепторов в норме и при экспериментальной ахалазии.
Научная новизна
В диссертационной работе впервые проведено комплексное морфофизиологическое изучение роли P2Y-рецепторов в регуляции сократительной активности пищевода. Было установлено, что в норме у человека и крысы P2Y1,2,4-рецепторы локализуются во всех слоях стенки нижней трети пищевода. Впервые был проведен детальный морфофункциональный анализ течения экспериментальной ахалазии (ЭА) у крысы и доказана адекватность данной модели клинической и морфологической картине заболевания человека. Дана детальная характеристика нарушений сократительной активности нижней трети пищевода и НПС in vitro при ЭА у крыс. Также показано, что блокаторы P2Y-рецепторов увеличивают амплитуду медленных сократительных ответов НПС, тогда как активаторы не оказывают влияния. При ЭА эффекты как агонистов, так и антагонистов P2Y-рецепторов значительно видоизменяются, что свидетельствует о выраженном нарушении метаботропной пуринергической регуляции НПС.
Научно-практическая ценность
Выполненная работа расширяет знания о пуринергических механизмах регуляции функции пищевода и детально характеризует участие различных типов P2Y-рецепторов в сократительной активности нижней трети пищевода. В ходе исследования была разработана модифицированная методика ЭА у крыс, выполнен морфофункциональный анализ полученных результатов и доказана адекватность модели ЭА клинической и патологоанатомической картине заболевания у человека. Таким образом, нами было показано, что в дальнейшем данная модель может быть использована для разработки и изучения современных методов лечения ахалазии пищевода. Полученные экспериментальные данные значительно расширяют и дополняют наши представления об участии пуринорецепторов в регуляции функций пищеварительного тракта в норме и патологии и являются перспективными в плане разработки новых подходов к лечению ахалазии при помощи лекарственных препаратов с пуринергическим механизмом действия.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. P2Y1,2,4-рецепторы локализуются в стенке пищевода человека и крысы в норме; при ахалазии у человека и при экспериментальной ахалазии у крысы происходит изменение экспрессии вышеуказанных типов P2Y-рецепторов.
2. Активность P2Y-рецепторов оказывает угнетающее влияние на сократительную активность ГМК нижнего пищеводного сфинктера крысы в норме. При экспериментальной ахалазии у крыс происходит выраженное нарушение метаботропной пуринергической регуляции нижнего пищеводного сфинктера.
Личный вклад диссертанта
Приведенные в работе данные получены при личном участии соискателя на всех этапах работы, включая составление плана исследования, постановку задач, выбор методов исследования, проведение экспериментов, обработку экспериментальных данных и оформление публикаций. Соискателем впервые в России методом иммуногистохимии с использованием LSAB-kit (DAKO) изучена экспрессия P2Y1,2,4-рецепторов в нижней трети пищевода человека и крысы в норме и при ахалазии, дана детальная характеристика нарушений сократительной активности пищевода при ЭА.
Достоверность полученных данных
Достоверность полученных данных достигнута использованием достаточного количества образцов для исследования, конкретной постановкой и решением поставленных задач с использованием статистического метода. Достоверность различий между результатами оценивали по t-критерию Стьюдента.
Сведения об апробации результатов диссертации
Основные результаты диссертационной работы доложены на следующих конференциях и форумах: 12 Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология-наука XXI века» (Пущино, 2008), Всероссийской конференции «Научное наследие академика Л.А.Орбели. Структурные и функциональные основы эволюции функций, физиология экстремальных состояний» (Санкт-Петербург, 2008), XIV Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2009), XV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2009), XV Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2010), совместном заседании кафедр гистологии, цитологии, эмбриологии и нормальной физиологии ГОУ ВПО «КГМУ Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Публикации материалов исследования
По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 статьи в ведущих научных рецензируемых журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией для опубликования основных результатов диссертации. Общий объем публикаций - 1.8 у. п. л., в т.ч. авторский вклад – 1.1 у. п. л..
Внедрение результатов работы
Полученные данные используются при чтении лекций на кафедрах гистологии, цитологии, эмбриологии и нормальной физиологии Казанского государственного медицинского университета. Кроме того, результаты исследования внедрены в лечебный процесс Республиканского Клинического Онкологического Диспансера Министерства Здравоохранения Республики Татарстан (РКОД МЗ РТ).
Структура и объем диссертации
Диссертация объемом 111 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания методики исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Список цитируемой литературы включает 145 названий, из них 25 отечественных и 120 иностранных авторов. Диссертация содержит 34 рисунка и 3 таблицы.
