Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря на то, что артериальная гипертензия ( в медицине гипертензия определяется как хронический, обычно прогрессирующий подъём артериального давления) давно вызывает интерес у исследователей, причины и механизмы, лежащие в основе её развития, остаются до конца не ясными. Это объясняется многообразием форм артериальной гипертензии, а также тем, что в долговременный контроль уровня кровяного давления вовлечены различные механизмы: нейрогенные, эндокринные, почечные и другие (Levick J.R. 1991).
В некоторых случаях повышение кровяного давления приводит к развитию того или иного заболевания. Это мажет .быть хроническая сердечная недостаточность, болезнь коронарных сосудов, ретинопатия или почечная недостаточность {Kaufman F, 1968; Покровский А.А., Спиридонов АА, 1978). В случае так' называемой вторичной гипертензии причиной повышения кровяного давления может быть гиперальдестеронизм, сужение почечной артерии или образование феохромоцитомы (Ланг Г.Ф., 1922, 1950; Meyer Ph, 1980). И все же в 90 или более процентах случаев причина не бывает найдена, и болезнь в этом случае называют первичной или эссенциальной гипертензией.
В связи с выше сказанным исследование патогенеза эссенциальной гипертензии, а также механизмов её возможной коррекции остается актуальной проблемой.
Адекватной экспериментальной моделью для изучения эссенциальной гипертензии человека считают спонтанно гипертензивных крыс (СГК).
Проведены многочисленные исследования, указывающие на изменение как нейрогенных, так и гуморальных факторов регуляции сердечно-сосудистой системы у СГК по сравнению с нормотензивными крысами (НК) (FolKow В, 1982). Среди гуморальных факторов, регулирующих деятельность сердца и сосудов, выделяют прогипертензивные факторы, к которым относят ангиотензин II, вазопрессин, эндотелии и др. (Barnes KL et al.,1987; Battistini В et al., 1993). Есть сообщения и о присутствии в крови СГК антигипертенэивного фактора (Kitamura К. et al., 1994) Однако сложность в изучении гуморальных факторов регуляции сердечнососудистой системы связана с трудностью разделения нервных и гуморальных влияний на сосуды и сердце в условиях целого организма.
«N
В связи с этим представлялось интересным изучить на' адекватной экспериментальной модели ex vivo различия в свойствах вазоактивных гуморальных факторов, циркулирующих в крови НК и СГК с целью выявления как про-, так и антигипертензивных факторов, циркулирующих в крови СГК и изучения некоторых их свойств.
ЦЕПЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Изучение некоторых вазоактивных свойств гуморальных факторов, циркулирующих в крови спонтанно гипертензивных и нормотензивных крыс, и начальный анализ механизмов действия и источника продукции некоторых из этих факторов.
1. Используя методику перфузии изолированого сегмента хвостовой артерии
нормотензивных крыс кровью от бодрствующих нормотензивных и спонтанно
гипертензивных животных-доноров, изучить по изменению суживающей
способности изолированного сосуда различия в свойствах вазоактивных
гуморальных факторов, циркулирующих в крови спонтанно гипертензивных и
нормотензивных крыс.
-
Исследовать, через какие структуры или рецепторы изолированного сегмента хвостовой артерии опосредуется действие выявленных вазоактивных гуморальных факторов (фактора), циркулирующих в крови СГК и отличных от вазоактивных факторов крови НК.
-
Исследовать возможную природу выявленных в крови СГК вазоактивных гуморальных факторов (фактора), а также возможное место продуцирования этих гуморальных факторов (фактора).
4. Исследовать вазоактивное действие, одного из антигипертензивных
препаратов в связи с существованием в организме СГК анти- и прогипертензивных
гуморальных вазоактивных факторов.
Научная новизна результатов. С помощью модифицированной методики перфузии изолированного сегмента хвостовой артерии НК кровью от бодрствующей НК с переключением перфузии сосуда на кровь СГК-донора выявление наличие в крови СГК антигипертензивного фактора, который уменьшает нейрогенные ответы изолированного сосуда. Показано, что это уменьшение связано с ингибированием выброса меченного норадреналина из пресинаптических окончаний симпатических волокон, проходящих в стенке сосуда. Установленно, что выявленный антигипертензивный фактор, циркулирующий в крови СГК, продуцируется мозговым слоем надпочечников. Результаты работы позволяют предположить, что одним из
* ,
возможных механизмов реализации действия антигипертензивного препарата индапамида является, по-видимому, стимуляция выделение антигипертензивного фактора из мозгового слоя надпочечников.
Теоретическое и практическое значение. Полученные результаты указывают на то, что в крови СГК циркулирует не только прогипертензивный, но и антигипертензивный фактор(ы), действие которого(ых) опосредуется через угнетение выброса медиатора норадреналина из пресинаптических окончаний симпатических волокон, проходящих в стенке сосуда. Эти данные, а также то, что обнаруженный гуморальный фактор выделяется из мозгового слоя надпочечников вносят новый вклад в понимание эндогенных регуляторных механизмов, существующих в организме животных и человека и противодействующих подъёму артериального давления.
Обнаруженная связь между выявленным антигипертензивным фактором й некоторыми сторонами действия антигипертензивного препарата индапамид, использующегося в клинике, возможно поможет расширить показания к применению этого препарата.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Первой летней школе для молодых ученых "Nervous and Humoral Influences on the cardiovascular System". (г.Пущино, 1993) и на заседаниях кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (1993-1994 г).
Публикации: по материалам диссертации опубликовано 3 работы.
Структура и обьім диссертации: Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, главы результатов исследования, обсуждения, выводов, заключения и списка литературы. Работа изложена на... страницах, содержит 16 рисунков, 6 таблиц. Список литературы включает... названий.
В работе использовали модифицированный метод перфузии изолированного сегмента хвостовой артерии крысы кровью от бодрствующего животного-донора ' (Машина СЮ. с соавт., 1986; Gerkens ,1968). Модификация была проведена с целью обеспечить смену перфузии одного и того же изолированного сосуда кровью СГК и НК таким образом, чтобы кровь этих животных не смешивалась.
Сегмент хвостовой артерии (a. caudalls ventr.) длинной 7-9 мм. брали от нормотензивных крыс ( в каждой серии экспериментов от НК той линии, которую
использовали в качестве нормотензивной крысы-донора крови). Для перфузии в изолированный сегмент вставляли две канюли, после чего переносили в рабочую камеру.
На рисунке 1 изображена установка для перфузии изолированного сосуда кровью от разных крыс-доноров. Она состоит из рабочей камеры, системы аэрации и термостатирования, системы подачи перфузмонной жидкости (физиологического раствора или крови) с постоянным расходом (2 мл/мин), системы регистрации и записи перфузионного давления и записи артериального дааления и частоты сердечных сокращений животного-донора. Штриховой линией показаны параллельная система соединительных трубок и переключающих устройств для обеспечения смены перфузии сосуда на кровь от другого животного-донора.
Для перфузии изолированного сосуда кровь забирали через катетер, вставленный в сонную артерию предварительно прооперированной крысы-донора и возвращали через катетер в нижней полой вене.
О реакции перфузируемого сосуда судили по изменению перфузионного давления, которое регистрировали с помощью датчика дааления фирмы Statham (США) и записывали на потенциометре КСП-4 (отеч).
В качестве физиологического раствора использовали растсор Кребса-Хенселяйта (Блаттнер и др., 1983). Для трансмуральной электрической стимуляции изолированного сосуда использовали прямоугольные импульсы переменной полярности с выходными параметрами: напряжение 50 В, создававшие ток 0.1- 0.5 А, длительность импульса 0.08-0.1 мсек, частота 1-16 Гц.
Для исследования выброса меченного норадреналина {[3HJ-HA) из пресинаптических окончаний изолированного сосуда, сегмент хбостозой артерии длинной 10-15 мм инкубировали в физиологическом растворе при 37С, куда добавляли 5% по объёму меченногс норадреналина,Специфическая активность меченного норадреналина 42.2 Ci/mmol, конечная концентрация метки - около 50 Ci/mrnol, концентрация норадреналина -1.2x10"6 М, объём инкубационной смеси -0.2 мл. По окончании инкубации в оба конца сосуда вставляли полиэтиленовые катетеры и помещали в перфузионну» камеру.
Фракции суперфузата отбирались за 2 минуты до стимуляции и во время стимуляции. Счет радиоактивности производился на счетчике фирмы LKB (Швеция).
Исследования проводили по схеме, представленной на рисунке 2. Один и тот же сосуд перфузировали либо кровью нормотензивных крыс с переключением перфузии от разных крыс-доноров (схема НК 1 - НК 2 - НК 1), либо -
б
перфузировапи сначала кровью нормотензивной крысы, затем кровью спонтанно гипертензивной крысы, и вновь перфузию сосуда переключали на фовь уже использованной вначале эксперимента нормотензивной крысы (схема НК СГК - НК)
Роликовый насос
Венозный катетер
Датчик артериального давления
Датчик перфузионного давления
стимулятор
Рисунок 1. Схема установки для перфузии изолированного сегмента хвостовой артерии крысы кровью от разных жизотных-доноров.
Рисунвк 2.
Р
S В
-г\-Г\
НК2
НК1
(НК1)
(СГК)
ИЛИ
(НК 1)
-
- момент переключения перфузии изолированного сегмента хвостовой артерии с физиологического раствора на кровь от животного- донора.
-
- электрическая стимуляция симпатических волокон, проходящих в стенке сосуда.
-
- суживающие ответы изолированного сегмента, вызванные введением животному-донору альфа 1 - агониста адренорецепторов.
-
- суживающие ответы изолированного сегмента, вызванные введением животному- донору альфа 2 - агониста адренорецепторов.
НК .(1,2) - разные нормотензивные крысы-доноры крови . СГК - спотнанно гипертензивные крысы- доноры крови. Стрелками снизу указаны моменты переключения перфузии изолированного сосуда на кровь от соответствующей крысььдонора.
Было проведено 9 серий экспериментов. В серии экспериментов со сменой перфузии изолированного сосуда кровью от разных нормотензивных крыс (контрольная серия по схеме НК 1 - НК 2 - НК 1) в качестве крыс доноров использовали беспородных животных. В серии экспериментов, проведенных по схеме НК СГК НК, а также в контрольной и опытной сериях с измерением выброса [ЗН]-НА из пресинаптических окончаний симпатических волокон стенки сосуда в качестве нормотензивных крыс-доноров использовали крыс линии Вистар-Киото. В сериях с введением животному-донору ингибитора синтеза простагландинов индометацина, с удалением у крыс доноров-крови мозгового слоя надпочечников и с введением интактным и демедуллированным крысам антигипертензивного препарата индапамид в качестве нормотензивных крыс-доноров использовали крыс линии Вистар.
Серии экспериментов с введением НК и СГК-донорам крови индометацина, а также серии с введением интактным и демедуллированным крысам-донорам индапамида были проведены без переключения перфузии сосуда на кровь от разных животных ( т.е. изолированный сосуд перфузировали в течение всего экспярмента кровью от одной и той же крысы-донора).
Эксперименты проводили на самцах весом 250 - 400 гр. Возраст СГК и соответствующих НК оставлял 4-6 мес. Имплантация животным катетеров проводилась под нембуталовым наркозом (40 мг/кг). Готовые катетеры вводили в сонную артерию , в нижнюю полую вену и брюшную аорту через бедренные вену и артерию. Катетер в брюшную аорту вводили для регистрации среднего артериального давления и частоты сердечных сокращений у животного-донора.
Введение альфа 1- и альфа 2-агонистов адренорецепторов (0.05-0.1 мг/кг и 0.4-1 мкг/кг, соответственно), индометацина (50 мг/кг), индапамида (3 мг/кг) осуществляли через тройник внутривенно.
Удаление мозгового слоя надпочечникоз у НК и СГК осуществляли за неделю до проведения экспериментов.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью парного t-критерия Стьюдента.