Введение к работе
Актуальность исследования. Большое количество работ по изучению серотонина направлено на исследование серотонинэргических механизмов в центральной нервной системе человека и млекопитающих. Гораздо меньше сведений имеется по действию серотонина на сосудистый тонус. Артериальный тонус является результатом суммирования сократительных и расслабляющих стимулов в гладкомышечных и эндотелиальных клетках (Гомазков О.А., 2000). Известно, что гормоны и нейротрансмиттеры, оказывающие влияние на тонус сосудов, могут взаимодействовать между собой. Описаны факты межрецепторного взаимодействия на уровне внутриклеточных сигнальных систем и вторичных посредников (Ullian M.E. et al., 1996; Schiffrin E.L. et al., 1995; Murasawa S. et al., 1995). Однако накопленный в настоящее время экспериментальный материал о роли различных типов серотонинэргических рецепторов в регуляции сосудистого тонуса, о запускаемых серотонином механизмах передачи сигнала в клетку и межрецепторных взаимодействиях не всегда имеет однозначную трактовку. Поэтому проблемой современных исследований рецепторов серотонина является более точное определение свойств системы, которая делает это невероятное разнообразие возможным.
Среди моноаминов серотонин является уникальным, потому что его эффекты осуществляются через 15 особых рецепторов. Большинство серотонинэргических рецепторов относятся к суперсемейству семидоменных трансмембранных рецепторов, сопряженных с G-белками (G-protein-coupled receptors – GPCR). Каждый из них представляет отдельную полипептидную цепь из аминокислотных остатков (Kroeze W. et al., 2003; Kristiansen K., 2004). Известно 7 основных типов рецепторов (5НТ1-5НТ7), некоторые из которых подразделяются на подтипы (5-НТ1А, 5-НТ1В, 5-HT1D, 5-HT1E, и 5-HT1F) на основе их структурных и функциональных характеристик (Hoyer D. et al., 2002). В клетках сосудов млекопитающих обнаружены 5-НТ1А, 5-НТ1В, 5-НТ1D, 5-НТ2А, 5-НТ2В, 5-НТ4, 5НТ7-рецепторы (Ullmer M.E. et al, 1995; Nilsson T. et al., 1999; Kato S. et al., 1999; Martin G., 1994).
Несмотря на безусловную значимость серотонина в регуляции сосудистого тонуса, физиологические особенности функционирования вазоконстрикторных и вазодилататорных серотонинэргических рецепторов до конца не изучены. Актуальность этой проблемы подтверждается литературными данными о развитии гиперчувствительности сосудов к воздействию серотонина при ряде патологических состояний, таких как гипертензия, атеросклероз, кровопотеря, травматический шок, астма (Chin H.P. et al., 1990; Watts S.W., 2002; Кожевникова Л.М., Авдонин П.В., 2006; Segura P. et al., 2010). Остается неясным, какие именно рецепторы участвуют в развитии избыточной реакции сосудов на серотонин. Результаты настоящего исследования потенциально могут быть использованы при разработке лекарственных препаратов на основе агонистов и антагонистов серотонина для лечения ряда сердечно-сосудистых заболеваний.
Цель исследования - выявить особенности функционирования серотонинэргических рецепторов в аорте крысы.
Задачи исследования:
-
Идентифицировать в аорте крысы рецепторы серотонина, опосредующие констрикцию и дилатацию, с помощью их специфических агонистов и антагонистов.
-
Исследовать влияние деполяризации плазматической мембраны гладкомышечных клеток сосудов на функционирование серотонинэргических рецепторов.
-
Изучить воздействие вазоактивных агентов (норадреналина и эндотели-на-1) на функциональную активность серотонинэргических рецепторов.
-
Выявить особенности функционирования серотонинэргических рецепторов на фоне долгосрочного и краткосрочного воздействия глюкокортикоидов.
-
Провести сравнительный анализ факторов, влияющих на функционирование серотонинэргических рецепторов в аорте крысы.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование вазоконстрикторного и вазодилататорного эффекта серотонина в аорте крысы. Полученные результаты дополнили современные представления об особенностях действия специфических агонистов и антагонистов на функциональную активность различных типов серотонинэргических рецепторов. В работе изучено влияние деполяризации плазматической мембраны гладкомышечных клеток сосудов, действия эндогенных вазоконстрикторов, а также длительное и краткосрочное применение глюкокортикоидов на реакцию аорты крысы в ответ на введение серотонина. Это позволило сделать вывод об участии отдельных рецепторов в усилении сократительной реакции сосудов на серотонин.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты настоящего исследования пополнили теоретические сведения о свойствах серотонинэргических рецепторов сосудов млекопитающих и их участии в регуляции тонуса аорты с формированием различных эффектов под влиянием вазоконстрикторных агентов и глюкокортикоидов. Материалы диссертации могут быть использованы при лечении осложнений, наблюдаемых у пациентов в процессе терапии глюкокортикоидами. Лекарственные препараты на основе специфических агонистов и антагонистов серотонина потенциально могут применяться в медицинской практике для поддержания сосудистого тонуса при стероид-индуцированной гипертензии, атеросклерозе, травматическом шоке, астме, мигрени, сопровождающихся избыточной реактивностью сосудов на серотонин.
Основные положения и выводы работы могут быть использованы при чтении лекций на кафедрах медико-биологического профиля Астраханской государственной медицинской академии и Астраханского государственного университета.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Основными вазоконстрикторными рецепторами серотонина являются 5НТ2А, которые активируют потенциалуправляемые кальциевые каналы L-типа.
-
Рецепторы 5НТ1А, 5НТ1В, 5НТ1D, 5НТ2В и 5НТ4 типа вызывают расслабление аорты крысы независимо от активации мускариновых рецепторов.
-
Стимулирование сократительной серотонин-индуцированной реакции аорты на фоне деполяризации плазматической мембраны гладкомышечных клеток осуществляется через 5НТ2А-рецепторы.
-
«Молчащие» в покое вазоконстрикторные 5НТ1А-рецепторы опосредуют потенцирующий эффект норадреналина и эндотелина-1 на сосудистую реакцию, вызванную серотонином.
-
Усиление прессорной реакции аорты на серотонин при долгосрочном воздействии дексаметазона не зависит от числа 5НТ2А-рецепторов.
Апробация работы. Результаты исследования доложены на V конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины», посвященной 250-летию Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова (г.Москва, 2008, доклад отмечен золотой медалью за лучшую научную работу), международном междисциплинарном симпозиуме «От экспериментальной биологии к превентивной и интегральной медицине» (Украина, г.Судак, 2008), XV школе «Актуальные проблемы биологии развития» (г.Звенигород, 2008), Всероссийской конференции «Научное наследие академика Л.А.Орбели. Структурные и функциональные основы эволюции функций, физиология экстремальных состояний», посвященной 125-летию со дня рождения академика Л.А.Орбели (г.Санкт-Петербург, 2008), XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2009» (г.Москва, 2009), региональной конференции молодых ученых Астраханской государственной медицинской академии (г.Астрахань, 2010). По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, 3 из которых - в журналах из перечня ВАК РФ.
Положения диссертации были доложены на расширенном межкафедральном заседании при Астраханской государственной медицинской академии.
Структура диссертации. Работа оформлена по традиционному плану, включает введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, главу собственных исследований, обсуждение, выводы, библиографический список.
Общий объем диссертации – 138 страниц, работа иллюстрирована 6 таблицами и 29 рисунками. Библиографический список включает 235 источников, из них 167 – иностранных.
