Введение к работе
з
Актуальность темы. Функционирование сердечно-сосудистой системы в норме определяется балансом воздействий регуляторных факторов различной природы. Изменение соотношения этих влияний в различных условиях обусловливает широкий спектр адаптивных реакций гемодинамики. В то же время, нарушение продукщш какого-либо из вазоактивных факторов приводит к смещению равновесия в регуляции работы сердца и сосудов и - как следствие - развитию патологии.
Одним из основных источников гуморальных факторов, обеспечивающих локальную регуляция тонуса сосудов, является эндотелий сосудистой стенки. В эндотелиальных клетках под влиянием различных стимулов синтезируются и выделяются в кровоток оксид азота, простагландини, тромбоксаны, эндотелия, эндотелий-зависимый фактор гиперполяризации и некоторые другие вазоактивные агенты. Среди них эндотелии-1 имеет самый широкий и до сих пор относительно малоизученный спектр физиологической активности.
Впервые этот пептид, состоящий из 21 аминокислотного остатка был выделен из культуры эндотелиальных клеток аорты свиньи в 1988 году (Yanagisana et al.). После 8 лет интенсивного изучения он характеризуется как мощный эндогенный регулятор самых разнообразных функций организма. В фармакологических исследованиях показано, что эндотелии-1 оказывает положительные ино- и хронотропные эффекты на сердце (Firth et al, 1990: Qiu et al, 1992), разнонаправленно изменяет тонус сосудов (Мартынова и др., 1991; Мае Lean et al, 1989), принимает участие в регуляции основных параметров крови и процессов тромбообразования (Filep et al, 1991), а также модулирует другие регуляторные воздействия на сердечнососудистую систему. Однако, ввиду крайне низкого содержания пептида в крови и тканях его физиологическая роль в регуляции гемодинамики достаточно плохо изучена.
В нормальных условиях концентрация эндотелина-1 в плазме крови определяется в пределах 0.3 * 1.5 фмоль/ мл. Уровень циркулирующего пептида может увеличиваться в 10-50 раз при разнообразных физиологических и патологических состояниях организма (Горбачева и др., 1991; обзоры - Batiistini et al, 1993; Lusher et al, 1993). Значение повышенных концентраций пептида остается предметом дискуссии. С одной стороны, эндотелии-1 является самым мощным сосудосуживающим фактором и, хотя эти данные получены с использованием
фармакологических доз пептида, вполне вероятно его участие в индуцировании ишемии органов и гипертонических изменений гемодинамики при патологии. С другой стороны, в силу проадаптивной направленности ряда эффектов эндотелина-1 повышение его концентрации в крови может отражать компенсаторные реакции организма различной длительности. Несомненным представляется лишь факт, что циркулирующий пептид оказывает основное влияние на сосуды, их тонус (и в первую очередь - на сосудистый эндотелий), и что это влияние может изменяться с изменением концентрации эндотелина-1 в крови.
Цель и задачи исследования. Исходя из вышесказанного целью настоящего исследования явилось изучение значения различных концентраций эндотелина-1 в регуляции тонуса сосудов. Для ее решения были поставлены следующие задачи:
1. Определить изменения сопротивления коронарных сосудов
наркотизированных крыс в зависимости от дозы вводимого эндотелина-1.
-
Изучить влияние пептида на функционирование эндотелия изолированной аорты крыс.
-
Исследовать действие высоких доз пептида на культивируемые клетки эндотелия и гладких мышц сосудов.
4. Проанализировать возможные мембранотропные эффекты эндотелина-1.
Научная попити работы. При выполнении данной работы была впервые
изучена роль точных концентраций эндотелина крови в регуляции сопротивления коронарных сосудов крыс и дозозависимости этих эффектов. Данные об отставленном угнетении пептидом эндотелий-зависимого расслабления и независимости этого эффекта от известных типов эндотелиновых рецепторов не имеют аналогов в литературе. Новыми являются также сведения о возможности эндотелина взаимодействовать с липидными структурами и изменять их основные свойства.
Научно-практическое значение работы. Представляемое исследование выполнено в рамках фундаментальной проблемы изучения регуляции сердечнососудистой системы. Полученные результаты расширяют современные представления о роли различных коцентрации эндотелина-1 в регуляции тонуса сосудов. Анализ данных указывает на наличие краткосрочных и отставленных эффектов пептида. Быстро проявляющиеся воздействия эндотелина-1 на тонус сосудов по-видимому опосредуются рецепторами ЕТа и ЕТЬ типов, расположенными в эндотелиальных и гладкомышечных клетках. Отставленные эффекты заключаются в угнетении
эндотелий-зависимого расслабления аорты через 1ч после ее инкубации с эндотелином-1, которое сохраняется на фоне неселективной блокады известных эндотелиновых рецепторов. Эти данные свидетельствуют о наличии неизученного механизма действия пептида: либо через невыявленный тип рецепторов, либо по пути независимому от активации рецепторов вообще. В пользу последнего свидетельствует способность эндотелина-1 увеличивать удельную электропроводность бислойных липндных мембран.
Обобщенные результаты позволяют сформулировать представление о различной физиологической роли циркулирующего эндотелина-1 в норме и при повышении его содержания в крови.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 2-ом и 3-м международных симпозиумах "Механизмы действия ультрамалых доз" (Москва, 1992; Бордо, Франция, 1993); VIII международном симпозиуме "Сосудистые нейроэффекторные механизмы" (Кананаскис, Канада, 1994); конференции "Артериальная гипертензия. Эксперименталальные и клиническиие аспекты" (Санкт-Петербург, 1995); конференции молодых физиологов и биохимиков России "Биохимические и биофизические механизмы физиологических функций" (Санкт-Петербург, 1995); международном симпозиуме "Рецепторы пептидов" (Монреаль, Канада, 1996). Результаты неоднократно докладывались на заседаниях кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова.
Объем и структура работы. Работа изложена на 110 страницах машинописного текста и иллюстрирована 14 рисунками и 6 таблицами. Диссертация состоит из вступления, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов, изложения материалов собственных исследований, обсуждения результатов и выводов. Список цитируемой литературы включает 175 отечественных и иностранных публикаций.
Автор глубоко признателен сотруднице НИИ общей патологии и патофизиологии Евгении Борисовне Манухиной, сотрудникам ИЭК кардиологического научного центра Александру Лапшину, Ольге Степановой, Юрию Романову, сотруднице Московского медицинского университета Евгении Александровне Корепановон, чья неоценимая помощь позволила состояться данной работе.