Введение к работе
Актуальность исследования. В настоящее время показано, что опиоидергическая система играет важную роль в модуляции деятельности сердечно-сосудистой системы, в том числе в условиях стрессорных воздействий. При изучении влияния опиоидной системы на различные вегетативные функции используют синтетические аналоги эндогенных опиоидных пептидов. Даларгин – первый отечественный препарат, аналог эндогенного лей-энкефалина, неселективный агонист - и -опиатных рецепторов (ОР) (Н.В. Коробов, 1988). Экспериментальные и клинические исследования демонстрируют высокую кардиоваскулярную активность данного препарата (С.Г. Донич, 1991, Л.Н. Маслов, Ю.Б. Лишманов, 1993, Н.А. Бебякова, 1997, А.В. Хромова, 2002, Т.В. Ласукова и соавт., 2004, Т.М. Командресова, С.Н. Курицын, 2006, Ю.Б. Лишманов и соавт., 2007, Л.Н. Маслов и соавт., 2008). Вместе с тем, значимые количества даларгина не удаётся зафиксировать радиоимунным методом уже через 2-3 минуты после его введения в кровь, что обусловлено не только рецепторным захватом, но и ферментативным гидролизом пептида (Е.И Каленикова и соавт., 1988). Определённые замены в структуре молекул пептидов позволяют создавать аналоги, более защищённые от действия пептидаз. С целью защиты молекулы даларгина от деградации ферментами был создан ряд его стабилизированных аналогов (Б.Л. Пекелис, 1981). Учитывая, что даларгин обладает высокой кардиоваскулярной активностью, снижает общее периферическое сопротивление и тонус сосудов (Л.Н. Маслов и соавт., 2003, Т.М. Командресова, 2006, С.Н. Курицын, 2007), важно оценить влияние стабилизации молекулы на вазоактивный эффект пептида.
Даларгин считается препаратом периферического действия, реализующим свои эффекты через активацию периферических - и -ОР, поскольку его проникновение через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) затруднено (М.И. Титов, 1985). Вместе с тем, даларгин всё же способен преодолевать ГЭБ при введении его в дозах от 500 – 1000 мкг/кг и выше (В.М. Полонский и соавт., 1980), а значит активировать и центральные опиатные рецепторы. Кроме того, исследования демонстрируют, что активация периферических ОР носит дозозависимый характер (М.Б. Самаренко и соавт., 1983, S.Y. et al., 2000, Z.C. et al., 2011). Поэтому необходимо изучить влияние даларгина и его стабилизированных аналогов на тонус сосудистой стенки в дозах, способных активировать как периферические, так и центральные ОР.
Наличие ОР как в высших вегетативных центрах головного мозга, регулирующих состояние сердечно-сосудистой системы (J. A. Kiritsy-Roy et al., 1986, Hassen A.H et al., 1987), так и на периферии в симпатических окончаниях, иннервирующих артерии (P.Illes et al., 1987) свидетельствует о том, что опиоидная система играет важную роль в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы. Вместе с тем, ОР обнаружены и на эндотелии сосудов (G.B. Stefano et al., 1998), который синтезирует и выделяет ряд вазоактивных факторов, обеспечивающих сокращение или расслабление гладких мышц сосудистой стенки. Результаты исследования . еt al (2000) демонстрируют наличие эндотелийзависимых механизмов расслабления сосудистой стенки на фоне активации ОР. Экспериментально показано, что активация периферических ОР даларгином сопровождалась изменением содержания вазоактивных эндотелиальных факторов (Т.М. Командресова, 2006, С.Н. Курицын, 2007). Таким образом, гипотензивный эффект данного пептида может быть опосредован эндотелиальными механизмами. Исходя из этого, изучение эндотелиопротективного действия стабилизированных аналогов даларгина актуально как с теоретической, так и с практической точки зрения.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования было выявление механизмов участия неселективного агониста - и -опиатных рецепторов даларгина и его стабилизированных аналогов в модуляции стрессорной вазоконстрикции.
В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
-
Установить влияние неселективной активации периферических - и -опиатных рецепторов даларгином и его стабилизированными аналогами на стрессобусловленные изменения сосудистого тонуса в дозах, в которых пептиды активируют периферические опиатные рецепторы (10, 100 мкг/кг).
-
Выявить участие центральных опиатных рецепторов в модуляции стрессорной вазоконстрикции при сочетанной активации - и -опиатных рецепторов даларгином и его стабилизированными аналогами в дозе, в которой они проникают через гематоэнцефалический барьер (1000 мкг/кг).
-
Выявить участие вазоактивных эндотелиальных факторов (эндотелина-1 и оксида азота) в регуляции периферического сосудистого тонуса на фоне острого стресса при сочетанной активации - и -опиатных рецепторов агонистами с различной степенью стабильности.
Положения, выносимые на защиту.
1. Активация периферических - и -опиатных рецепторов даларгином и его стабилизированными аналогами (доза 10 мкг/кг) оказывала разнонаправленный эффект на периферический тонус сосудов в условиях стресса: даларгин, аналог 2 и аналог 3 ограничивали стрессобусловленные изменения тонуса сосудов, в то время как аналог 1 усиливал стрессорную вазоконстрикцию. Введение даларгина и его аналогов в дозе 100 мкг/кг сопровождалось ограничением стрессобусловленного роста сосудистого тонуса, при этом наиболее выраженный эффект в этой дозе оказывали даларгин и аналог 3.
2. Введение даларгина и его аналогов в дозе 1000 мкг/кг, в которой пептиды способны активировать центральные опиатные рецепторы, приводило к усилению стрессобусловленной вазоконстрикции.
3. Антиконстрикторный эффект даларгина в условиях острого стресса связан с увеличением уровня стабильных метаболитов оксида азота. Усиление стрессорной вазоконстрикции на фоне активации - и -опиатных рецепторов даларгином и его аналогами сопровождалось увеличением уровня эндотелина – 1 и снижением содержания стабильных метаболитов оксида азота, в то время как на фоне введения аналогов даларгина подобных изменений не наблюдалось.
Научная новизна исследования. Впервые выявлено дозозависимое действие даларгина и его аналогов на тонус сосудистой стенки в условиях острого стресса. При этом установлено, что введение даларгина и его аналогов в дозах 10 и 100 мкг/кг, сопровождалось снижением стрессобусловленного тонуса сосудов, за исключением этиламида даларгина (аналог 1), который в дозе 10 мкг/кг не оказывал протективного эффекта на стрессобусловленную вазоконстрикцию. Введение даларгина и его аналогов в дозе 1000 мкг/кг, наоборот, сопровождалось провокационным эффектом на стрессобусловленные изменения тонуса периферических сосудов.
Установлено участие оксида азота в антиконстриктороном эффекте активации - и -ОР аналогом 1 и аналогом 3 даларгина в условиях острого стресса.
Показано, что усиление стрессорной вазоконстрикции в условиях введения высокой дозы даларгина (1000 мкг/кг) сопровождалось увеличением концентрации эндотелина-1 и снижением содержания стабильных метаболитов оксида азота.
Научно-практическая значимость исследования. Результаты исследования вносят определённый вклад в развитие теоретических представлений о механизмах опиоидергической модуляции тонуса сосудистой стенки, а так же служат предпосылкой для дальнейшего изучения и разработки новых средств, модулирующих состояние сердца и сосудов. Полученные экспериментальные данные позволяют предложить для дальнейшего изучения в качестве потенциальных средств коррекции стрессобусловленной вазоконстрикции даларгин и его N-метилированный аналог.
Материалы диссертационного исследования используются в преподавании курса физиологии в программе обучения студентов Института естественных наук и биомедицины на кафедре физиологии человека и животных (акт внедрения от 03.11.2011) Северного (Арктического) федерального университета, на кафедрах нормальной физиологии и патологической физиологии Коми филиала Кировской государственной медицинской академии (акт внедрения от 01.12.2011).
Диссертационное исследование выполнено в ГБОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет (г. Архангельск) Министерства здравоохранения и социального развития РФ» при поддержке гранта РФФИ и администрации Архангельской области «Опиоидергическая модуляция стрессорной вазоконстрикции при сочетанной активации - и -опиатных рецепторов агонистами с различной степенью стабильности», проект № 08-04-98817 (2008–2010 гг).
Апробация результатов исследования. Основные результаты исследования были представлены и обсуждены на XVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных Ломоносов-2010 (Москва, 2010), XXI Съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (г. Калуга, 2010), IV Международной школе молодых учёных по молекулярной генетике «Геномика и биология клетки» (Звенигород, 2010), IV Архангельской международной междисциплинарной конференции молодых учёных и студентов (г. Архангельск, 2010), Седьмом международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (г. Судак, 2011).
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора научной литературы, раздела, посвящённого материалам и методам исследования, глав, содержащих результаты собственных исследований и их обсуждение, заключения и выводов. Работа содержит 11 таблиц и 22 рисунка, библиографический указатель содержит 213 наименований.
