Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор. литературы. роль капсаицин-чувствительных афферентных нейронов и глюкокортикоидных гормонов вподдержании целостности слизистой оболочки желудка
1.1. Основные патогенетические факторы язвообразования в желудке и гастропротекция11
1.1.1. Основные патогенетические факторы 11
1.1.2. Гастропротективные факторы 16
1.2. Капсаицин-чувствительные афферентные нейроны и их вклад в гастропротекцию 23
1.2.1. Общая характеристика капсаицин-чувствительных афферентных нейронов 23
1.2.2. Дозозависимые эффекты капсаицина 26
1.2.3. Механизмы гастропротективного действия капсаицин-чувствительных афферентных нейронов 28
1.3. Гастропротективная роль глюкокортикоидных гормонов 32
1.3.1. Гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов при стрессе 33
1.3.2. Гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов при влиянии ульцерогенных стимулов различной модальности и интенсивности 36
1.3.3. Механизмы гастропротективного действия глюкокортикоидных гормонов 38
1.3.4. Компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов 40
STRONG Глава 2. Методы исследования 43
STRONG 2.1. Общий подход 43
2.2. Ульцерогенный стимул и оценка язвообразования в желудке 44
2.3 десенситизация капсаицин-чувствительных нейронов 44
2.4 хирургические методы 45
2.5. Методы исследования микроциркуляции в серозно-мышечнои оболочке, подслизистом слое и в слизистой оболочке желудка 46
2.5.1. Исследование кровотока в микрососудах желудка 46
2.5.2 определение проницаемости микрососудов слизистой оболочки желудка 47
2.6. Измерение уровня артериального давления 48
2.7. Заместительная гормональная терапия и тестирование содержания кортикостерона и глюкозы в крови 48
2.7.1. Заместительная гормональная терапия 48
2.7.2. Тестирование содержания кортикостерона и глюкозы в крови 49
2.8. Статистическая обработка результатов 50
Глава 3 Компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов и1 блокаде синтеза оксида азота 51
3.1. Результаты исследования 51
3.1.1. Компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов в условиях десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов 51
3.1.2. Компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов в условиях блокады синтеза оксида азота 56
3.1.3. Сравнение вклада глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов и блокаде синтеза оксида азота 58
3.2. Обсуждение результатов 60
Глава 4. Активация ггакс и поддержание уровня глюкозы крови -возможные механизмы гастропротективного действия глюкокортикоидных гормонов в условиях десенситизации капсаициы-чувствительных афферентных нейронов 65
4.1. Результаты исследования 66
4.1.1. Влияние десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов на ггакс 66
4.1.2. Вклад глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов посредством их поддерживающего влияния на уровень глюкозы в крови 68
4.2. Обсуждение результатов 73
Глава 5. Вклад глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов посредством поддержания артериального* давления и ограничения нарушений микроциркуляции в желудке 19
5.1. Результаты исследования 79
5.1.1. Вклад глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов посредством поддержания артериального давления 79
5.1.2. Вклад глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию при десенситизациикапсаицин-чувствительных афферентных нейронов посредством ограничения нарушений микроциркуляции в желудке 83
5.1.2.1. Кровоток в микрососудах серозно-мышечной оболочки Желудка 83
5.1.2.2. Кровоток в микрососудах подслизистой оболочки и диаметры микрососудов в слизистой оболочке желудка 89
5.1.2.3 проницаемость микрососудов слизистой оболочки желудка 97
5.2. Обсуждение результатов 100
Заключение по
Выводы 114
Литература 116
- Основные патогенетические факторы
- Общая характеристика капсаицин-чувствительных афферентных нейронов
- Результаты исследования
- Компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов в условиях блокады синтеза оксида азота
Введение к работе
Актуальность проблемы. Знания о физиологических механизмах, обеспечивающих поддержание целостности слизистой оболочки желудка, востребованы клиникой для разработки новых подходов к профилактике и лечению язвенной болезни, которая остается распространенным заболеванием. Язвенная болезнь как причина инвалидности и потери трудоспособности занимает первое место среди заболеваний органов системы пищеварения. Наиболее часто она встречается в самой трудоспособной возрастной группе населения: у людей в возрасте от 41 года до 50 лет. Заболевание отличается высокой частотой рецидивов. Наиболее частыми причинами возникновения язвенной болезни и ее рецидивов являются повторяющиеся или длительно протекающие стрессорные ситуации; прием нестероидных противовоспалительных препаратов (НСПВП), к которым относятся такие распространенные как аспирин и индометацин; инфицирование Helicobacter pylori (Hawkey, 2000; Hernandez-Diaz, Rodriguez, 2000; Gillen, McColl, 2005; Scheiman, 2005).
Поддержание целостности слизистой оболочки желудка обеспечивается благодаря активности различных гастропротективных факторов (Овсянников, 2003; Samonina et al., 2004; Gyires, 2005; Tarnawski, 2005; Wallace et al., 2005; Brzozowski et al., 2006). Среди этих факторов, как наиболее важные, в настоящее время вьщеляют простагландины, оксид азота и пептиды (главным образом, кальцитонин ген-родственный пептид), высвобождающиеся при активации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов (Holzer et al, 1990; Szolcsanyi, Bartho, 2001; Peskar, 2005; Whittle, 2005; Wallace, 2006; Schmassmann et al., 2006). Простагландины, оксид азота и капсаицин-чувствительные афферентные нейроны вносят вклад в гастропротекцию посредством благотворного действия на кровоток, продукцию слизи в желудке и регенерационные способности слизистой оболочки (Holzer, 1991, 2006; Takeuchi et al., 2001b; Evangelista, 2006). Известно положение о том, что эти факторы действуют сообща для поддержания целостности слизистой оболочки желудка (Whittle et. al., 1990; Ehrlich et. al., 2004). Показано, что действие кальцитонин ген-родственного пептида, высвобождающегося при стимуляции капсаицин-чувствительных нейронов, на локальные факторы защиты слизистой оболочки опосредуется оксидом азота (Holzer, 1998а). Известно также о взаимодействии капсаицин-чувствительных нейронов с простагландинами при гастропротекции (Takeuchi et. al., 2003). До исследований нашей лаборатории отсутствовала какая-либо информация о взаимодействии простагландинов, оксида азота и капсаицин-чувствительных афферентов с глюкокортикоидными гормонами при гастропротекции. Причина этого, вероятна, кроется в традиционном взгляде на глюкокортикоидные гормоны как на ульцерогенные, а не на гастропротективные факторы.
Согласно результатам исследований нашей лаборатории глюкокортикоидные гормоны, продуцирующиеся при действии различных ульцерогенных стимулов, являются важными гастропротективными факторами, а не ульцерогенными, как это было общепринято в течение нескольких десятилетий (Филаретова, 1990, 1995, 2003, 2006; Филаретова, Филаретов, 1992; Филаретова и др., 2000, 2002, 2003; Filaretova et al., 1998, 1999, 2001-2006). Результаты исследований, полученные при изучении механизмов гастропротективного действия глюкокортикоидов, показали, что оно может обеспечиваться за счет благотворного влияния данных гормонов на кровоток, продукцию слизи, регенерационные способности слизистой оболочки желудка и ограничивающего влияния на патогенетические факторы (Filaretova. et al., 1999, 2002а, 2004a,b, 2005а; Подвигина и др., 2000). Таким образом, для обеспечения гастропротективного влияния глюкокортикоидные гормоны могут действовать на те же "мишени", что и простагландины, оксид азота и капсаицин-чувствительные афферентные нейроны.
Новый взгляд на глюкокортикоидные гормоны как на гастропротективные, а не ульцерогенные факторы и выявление общих мишеней гастропротективного действия глюкокортикоидов и других защитных факторов слизистой оболочки желудка привели к возникновению гипотезы о возможном их взаимодействии. Ранее при проверке гипотезы было продемонстрировано компенсаторное взаимодействие между глюкокортикоидами и простагландинами при гастропротекции. Было показано, что значимость гастропротективной роли глюкокортикоидных гормонов возрастает в условиях выключения гастропротективных механизмов, обеспечиваемых простагландинами. Глюкокортикоидные гормоны способны компенсировать отсутствие гастропротективного действия простагландинов (Filaretova et al., 2002с,в, 2003, 2005b):
Взаимодействие глюкокортикоидных гормонов с капсаицин-чувствительными афферентными нейронами и оксидом азота при гастропротекции ранее не изучалось. Таким образом, настоящее исследование является первым шагом на пути выяснения взаимоотношений между капсаицин-чувствительными нейронами, оксидом азота и глюкокортикоидными гормонами при гастропротекции.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы заключалась в изучении способности глюкокортикоидных гормонов поддерживать целостность слизистой оболочки желудка в условиях выключения функции капсаицин-чувствительных афферентных нейронов. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1) исследовать эффекты десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов на слизистую оболочку желудка в условиях действия ульцерогенного стимула (индометацин, 35 мг/кг) и при его отсутствии у крыс с нормальным и недостаточным содержанием глюкокортикоидных гормонов в крови;
2) сравнить вклад глюкокортикоидных гормонов в поддержание целостности слизистой оболочки желудка при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов с таковым при блокаде синтеза оксида азота;
3) для выяснения механизмов, опосредующих компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов в условиях действия ульцерогенного стимула (индометацин, 35 мг/кг) при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов, оценить вклад глюкокортикоидов в поддержание уровня глюкозы в крови, артериального давления и микроциркуляции в желудке в этих условиях.
Научная новизна работы. Впервые показано, что глюкокортикоидные гормоны принимают участие в поддержании целостности слизистой оболочки желудка в условиях выключения функции капсаицин-чувствительных афферентных нейронов и при ингибировании синтеза оксида азота.
Выявлен больший, вклад глюкокортикоидных гормонов в поддержание целостности слизистой оболочки желудка при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов по сравнению с таковым при блокаде синтеза оксида азота.
Впервые установлено, что компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов в условиях выключения функции капсаицин-чувствительных афферентных нейронов1; может быть связано с их поддерживающим влиянием на общефизиологические параметры: уровень глюкозы в крови и артериальное давление.
Показано, что одним из важных механизмов, обеспечивающих компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов в условиях десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов, является их поддерживающее влияние на микроциркуляцию в желудке: поддержание кровотока в микрососудах стенки желудка, предотвращение дилатации капилляров, посткапиллярных, собирательных венул и увеличения проницаемости микрососудов в слизистой оболочке желудка. Основные положения, выносимые на защиту:
1) Глюкокортикоидные гормоны принимают участие в регуляции процессов, обеспечивающих поддержание целостности слизистой оболочки желудка в условиях выключения функции (десенситизации) капсаицин-чувствительных афферентных нейронов.
2) Компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов при десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов может обеспечиваться за счет поддерживающего влияния гормонов на уровень глюкозы в крови и артериальное давление и их ограничивающего влияния на развитие патологических изменений микроциркуляции в желудке.
Научно-практическое значение работы.
Теоретическое значение проведенной работы заключается в новом понимании значения глюкокортикоидных гормонов для регуляции процессов, обеспечивающих поддержание целостности слизистой оболочки желудка. Результаты демонстрируют новые гормональные гастропротективные механизмы, действующие в физиологических условиях. В работе получены данные, свидетельствующие о важной компенсаторной гастропротективной роли глюкокортикоидных гормонов при выключении действия других гастропротективных факторов. Выяснены механизмы, за счет которых такое действие гормонов может обеспечиваться. Применение этих новых знаний., в клинике может способствовать разработке новых подходов к профилактике и лечению язвенной болезни желудка. Согласно полученным результатам пациенты с недостаточной продукцией глюкокортикоидных гормонов представляют особую группу риска в отношении язвенной патологии желудка, и этот риск для таких пациентов значительно возрастает в случае нарушения гастропротективных механизмов, обеспечиваемых капсаицин-чувствительными нейронами, оксидом азота и простагландинами. Выключение функционирования капсаицин-чувствительных нейронов возможно после операций на желудке. Ингибирование синтеза простагландинов - нередкий результат приема НСПВП. Полученные в работе данные свидетельствуют о том, что сочетание этих условий может быть чревато серьезными осложнениями для пациентов. Грамотная заместительная терапия физиологическими дозами глюкокортикоидных гормонов может предотвращать развитие таких осложнений.
Разработанные и примененные в работе подходы и методы для изучения вклада глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию могут быть использованы для исследования эффектов этих гормонов на другие органы и системы.
Результаты, полученные в работе, рекомендуются для использования в курсах лекций по физиологии медицинских и педагогических институтов.
Работа выполнена в лаборатории экспериментальной эндокринологии Института физиологии им. И.П. Павлова РАН (зав. лабораторией и научный руководитель работы -д.б.н. Л.П. Филаретова) в 2003-2006 гг. Данные по микроциркуляции получены на видеотелевизионной установке сектора научно-исследовательской кинематографии Института физиологии им. И.П. Павлова РАН (зав. сектором - к.т.н. Ю.И. Левкович), при техническом обеспечении работы сотрудниками сектора. Часть работы, связанная с изучением уровня артериального давления выполнена в Братиславе, в лаборатории нейроэндокринологии Института экспериментальной эндокринологии Словацкой Академии Наук (зав. лабораторией - проф. Даниела Ежова).
Основные патогенетические факторы
К условно повреждающим факторам агрессии следует отнести те эндогенные химические соединения, которые и в нормальных условиях постоянно контактируют с покровным эпителием пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки. К ним относится соляная кислота (НС1), пепсин и желчь, в состав которой входят различные химические соединения, в частности олеиновая кислота, оказывающая повреждающее действие на слизистую желудка при рефлюксах желчи из 12-ти перстной кишки в антральный отдел желудка; (Guldvog, 1984). HG1 m пепсины, являющиеся протеазами, обладают способностью к гидролизу белков и высокомолекулярных, гликопротеинов. Протеолиз происходит на поверхности или в толще слизистой оболочки и приводит к возникновению язвенного дефекта (Минушкищ Зверков;. 1990). В норме защитные механизмы предохраняют слизистую оболочку желудка.от переваривающего действия пепсинов- и только при их нарушении возможен запуск этого патологического процесса: Несмотря?на высокую концентрацию HG1 и пепсина желудок не переваривает сам себя? благодаря наличию в слизистой? оболочке желудка барьера, ю протоноам водорода. (Н ), существование: которого было, продемонстрировано в 60-х годах: нашего века (Guth; 1982).
ГйперсекрециягНЄІ долгое время-рассматривалась в; качестве основного; фактора, приводящего к образованию стрессорных язв (Molinder. et al., 1999); Повышенная секреция НЄ1 была обнаружена у стрессированных. животных. Было- показано, что электрическая стимуляция.блуждающего нерва усиливает секрецию НС1;у крыс;шчто во время стресса:наблюдается: усиление активности: блуждающего нерва..Эти: факты стали основой: для І заключения о решающей; роли гиперсекреции: HCL в стрессорном язвообразовании. Однако: в настоящее времяшмеется:много данных; не согласующихся с таким; мнением.. Повреждения слизистой: оболочки: желудка, обусловлены ВІ первую очередь нарушениеміустойчивости. слизистою к НС1, а не интенсивностью секреции этого агрессивного: фактора; Наиболее частой? причиной-: изъязвления- слизистой является не гиперсекреция:HG1V а-нарушение: механизмов; защищающих слизистую оболочкужелудка от кислоты даже при: нормальной, ее секреции HG1 (Lam;. 1994); Статистика свидетельствует,, что только 10% пациентов с язвой желудка имеют повышенную секрецию: соляной кислоты,и пепсинае(Grossman, 1980). Понятно, что это не исключает вклада HG1 как агрессивного фактора впатогенезязвообразования.»
К агрессивным факторам относят изменения моторной функции-желудка. Усиление моторной? функции;, обусловленное стрессом или другими; ульцерогенными воздействиями, например, индометацином; способствует язвообразованию. Известно, что стрессорное воздействие вначале:(когда доминирует симпатическая регуляция) ослабляет, а затем: (во время превалирования парасимпатической регуляции) усиливает сокращения желудочной , стенки. Такая дискоординацияігастродуоденальной моторики приводит к рефлюксу содержимого-12-ти перстной:кишки вентральный отдел желудка. При резком усилении сокращений мускулатуры желудка, возможно повреждение клеток (Livingston, 1991) в результате сдавления, ущемления интрамуральных кровеносных сосудов и последующего стаза крови с ишемией слизистой оболочки (Бергер, 1980; Ito et al., 1993). Кроме того, интенсивное сокращение стенок желудка может способствовать образованию язвенных повреждений за счет увеличения контакта кислого содержимого желудка с его слизистой оболочкой.
Показано, что инфицирование бактерией Хеликобактер пилори (Helicobacter pylori) вовлекается в патогенез хронических гастритов и язв желудка и двенадцатиперстной кишки (Marshall, 1993). Этот инфекционный агент впервые был обнаружен в слизистой антрального отдела желудка у больных хроническим гастритом. Инфекция.Helicobacter pylori относится к хроническому виду инфекций и существует на протяжении всей жизни до тех пор, пока не будет проведена эрадикация бактерий с помощью адекватной терапии антибиотиками. Эффективность антибактериальной терапии, которая входит в качестве важной составляющей в курс лечения язвенной болезни, доказывает значимость этого патогенетического фактора (Bytzer, O Morain, 2005). Вместе с тем, не следует сводить патогенез язвообразования только к этому патогенетическому фактору, как это иногда делается. Согласно статистике, инфицированными Helicobacter pylori являются около 90% населения России, однако далеко не все они страдают язвенной болезнью (Momynaliev et al., 2003).
Большое значение в развитии язвенной болезни желудка придается локальным повреждающим воздействиям. Этанол, попадая в пищеварительный тракт, может повреждать эпителиальные клетки непосредственно при контакте, особенно если его количество составляет 10% и более от общего объема содержимого желудка. Кроме того, этанол ослабляет факторы защиты слизистой оболочки желудка, такие например, как слизистый барьер (Matuz, 1992; Liu, Cho, 2000). Никотин и другие составляющие табачного дыма, прежде всего, повреждают микроциркуляторное русло слизистой желудка и двенадцатиперстной кишки, делая ее менее устойчивой к вредным воздействиям. (Ко, Cho, 2000). Другим механизмом действия никотина, ослабляющим защиту слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки от образования язв у курящих людей, является подавление секреции бикарбонатов поджелудочной железой (Cho et al., 1998). В случае уже имеющейся язвы, никотин замедляет процессы заживления, снижая выраженность компенсаторной краевой гиперемии вокруг язвы (Shin et al, 2002). Из химических веществ, обладающих ульцерогенным действием, на первое место по частоте язвообразования выходят НСПВП, прежде всего, такие широко распространенные как аспирин и индометацин. Среди рецептурных средств НСПВП выписывают чаще, чем лекарства каких-либо других групп. Начиная с 70-х годов прошлого века, во всем мире резко возросло число НСПВП и их лекарственных форм, а многие из них стали безрецептурными, что привело к резкому увеличению их потребления. Полагают, что в развитых странах ежегодно каждый седьмой житель принимает НСПВП (Sleisenger, 1999). В России были проанализированы 989 случаев острых желудочно-кишечных кровотечений; 34.9% из них оказались связанными с приемом НСПВП (Шостак и др., 2003). В подавляющем большинстве случаев язвы и эрозии локализуются в желудке и двенадцатиперстной кишке, однако они могут развиться в любых отделах желудочно-кишечного тракта. Полагают, что повреждения желудка и/или двенадцатиперстной кишки при приеме НСПВП возникают примерно у каждого пятого пациента.
Ульцерогенный эффект НСПВП, который представляет серьезную проблему для пациентов их принимающих (Hawkey, 2000; Halter et al., 2001), стимулировал развитие экспериментальных исследований, направленных на понимание причин указанного эффекта и поиска путей для его устранения. НСПВП являются одними из самых распространенных ульцерогенных агентов, используемых в экспериментах на животных. В нашей работе в качестве ульцерогенного стимула мы также использовали индометацина, введенный в ульцерогенной дозе. Этим обстоятельством и определяется более подробное описание патогенетических механизмов действия НСПВП.
Общая характеристика капсаицин-чувствительных афферентных нейронов
Афферентные нервные волокна "внежелудочного" происхождения (extrinsic afferents), через которые передается информация из желудка в мозг, имеют два источника (рис. 1). Клеточные тела спинальных сенсорных нейронов расположены в ганглиях задних корешков спинного мозга (dorsal root ganglia), их афферентные волокна идут к желудку в составе чревных и брыжеечных нервов (splanchnic and mesenteric nerves). Афферентные волокна, идущие к желудку в составе вагуса, имеют свои тела в узловатом ганглии (nodose ganglia) (Holzer, 1998а; Ekblad et al., 2000). Доля чувствительных нервных волокон в блуждающем нерве составляет 70-90% от их общего числа и превышает 50% в чревных нервах (Prechtl, Powley, 1990; Золотарев, Ноздрачев, 2001).
В данном разделе речь пойдет об афферентных нервных окончаниях, относящихся к капсаицин-чувствительным нейронам и играющих важную роль в гастропротекции. В дальнейшем в диссертации в словосочетании "капсаицин-чувствительные афферентные нейроны" для краткости изложения будем опускать слово "афферентные".
Капсаицин-чувствительные нейроны обеспечивают быстрое включение гастропротективных механизмов, и поэтому рассматриваются как "нейрональная аварийная система желудка" (Holzer, 1998а). Активация указанных нейронов происходит при нарушении гомеостаза в слизистой оболочке желудка и быстро запускает цепь событий, направленных, в конечном счете, на нормализацию локального гомеостаза. Быстрый запуск гастропротективных механизмов возможен благодаря двойной функции капсаицин-чувствительных нейронов. Являясь чувствительными нейронами, они выполняют роль первичных афферентов. Вместе с тем, капсаицин-чувствительные нейроны способны выполнять и эффекторную роль. Благодаря этому, они рассматриваются как афферентные нейроны с эффекторной или эфферентно-подобной функцией (Holzer, 1998а, 2002, 2004; Szallasi et al., 1999; Szolcsanyi, Bartho 2001; Szolcsanyi, 2004).
Далеко не все афферентные нейроны желудочно-кишечного тракта являются капсаицин-чувствительными афферентными нейронами с эфферентно-подобной функцией. Для того чтобы отнести нейрон к данной группе, он должен соответствовать определенным морфологическим, нейрохимическим и функциональным характеристикам. К капсаицин-чувствительным относят нейроны с немиелинизированными С-волокнами и с тонкими миелинизированными ноцицентивными А-дельта волокнами (Holzer, 1991; 1998а; 2002). Они должны содержать гранулы с пептидами, выполняющими медиаторную роль: кальцитонин-ген родственный пептид и тахикинины (субстанция Р, нейрокинин A) (Lawson et al., 1984; Bartho et al., 1999). Непременным требованием к капсаицин-чувствительным нейронам является наличие дозозависимого ответа на капсаицин (Holzer, 1991). Кроме того, эти нейроны должны экспрессировать ванилоидные рецепторы первого типа (VR1) (Helliwell et al., 1998) Приведенным характеристикам соответствуют афферентные нейроны, тела которых расположены в ганглиях задних корешков спинного мозга (рис.1). К ним относят волокна, идущие в составе чревных нервов (Holzer, 1998а, 2002). Афферентные нейроны, тела которых расположены в узловатом ганглии вагуса, а афферентные волокна проходят в составе его ствола, также чувствительны к капсаицину и включают характерные пептиды. Они экспрессируют ванилоидные рецепторы, однако, отличные от VR1 - типа. Следует подчеркнуть, что им приписывают только афферентную функцию (Holzer, 1998а).
Открытие эфферентно-пообной функции афферентных нейронов в желудке стало возможным благодаря использованию капсаицина, позволяющего селективно изменять активность определенных первичных афферентов, которые вследствие своей чувствительности к капсаицину и получили название капсаицин-чувствительных нейронов. Капсаицин является ингредиентом, вьщеленным из красного острого перца рода Capsicum, определяющим его остроту. Красный острый перец использовали в кулинарии с древности. Предположение о гастропротективной роли капсаицина возникло в результате изучения различных видов народной фитотерапии, в которой растения, содержащие раздражающие компоненты, использовались для заживления язв желудочно-кишечного тракта и кожных повреждений (Lembeck, 1987).
Первые экспериментальные исследования с применением капсаицина, которые положили начало целому направлению в нейронауке, выполнил в середине двадцатого века венгерский ученый Николас Джанко (Nicolaus Jancso) (Holzer, 1998а; Szolcsanyi, 2004). Капсаицин принадлежит к классу ванилоидов (является производным ванилилл амида) и способен стимулировать определенную популяцию афферентных нейронов, главным образом, нейронов с немиелинизированными С-волокнами и, в меньшей степени, с тонкими миел и визированными А-дельта волокнами (Holzer, 1998а, 2002). Действие капсаицина ограничивается афферентными нейронами с немиелинизированными С-волокнами и тонкими миелинизированными А-дельта волокнами, потому что только они (хотя и не все) экспрессируют рецепторы для капсаицина и связанных с ним структурно лигандов. Молекулярная мишень действия капсаицина - ванилоидные рецепторы первого подтипа (VR1). Эти рецепторы являются неселективными катионными каналами с исключительно высокой проницаемостью для кальция (Holzer, 2004). В настоящее время описана структура VR1 (Clapham, 2003; Clapham et al., 2003). Накопление кальция внутри клетки приводит к освобождению (путем экзоцитоза) нейромедиаторов пептидной природы (кальцитонин ген-родственного пептида, а также тахикининов), которые оказывают мощное вазодилататорное действие, сопровождающееся инициацией других гастропротективных механизмов, включающих секрецию1 слизи и бикарбонатов (Holzer, 1998а, 2002, 2004, 2006; Szallasi- et al., 1999; Szolcsanyi, 2004). Капсаицин оказался "инструментом", с помощью которого была выявлена эффекторная функция первичных афферентов, вносящих важный вклад в защиту слизистой оболочки желудка. Так как, VR1 являются полимодальными детекторами, капсаицин-чувствительные нейроны могут быть активированы химическими, тепловыми и механическими стимулами (Holzer, 2004). Активация капсаицин-чувствительных нейронов может инициироваться, ионами водорода и пепсином, проникающими через эпителиальный барьер слизистой при его повреждении, например, при действии алкоголя, нестероидных противоспалительных препаратов (включая использованный нами индометацин), при рефлюксе желчи (Holzer, 1998а, 2002, 2004).
Результаты исследования
Для решения первой задачи сравнивали эффекты десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов на слизистую оболочку желудка у ложнооперированных и адреналэктомированных крыс с заместительной терапией кортикостероном или без нее. Данные эффекты изучались как в условиях действия ульцерогенного стимула, так и при его отсутствии. Эксперименты проведены на 86 крысах-самцах линии Спрейг-Доули. В условиях действия ульцерогенного симула использовали 5 экспериментальных групп животных: 1) контрольные (ложнодесенситизированные - ложная десенситизация капсаицин-чувствительных нейронов) и ложнооперированные (ложная адреналэктомия); 2) контрольные и адреналэктомированные; 3) десенситизированные (десенситизация капсаицин-чувствительных нейронов капсаицином) и ложнооперированные; 4) десенситизированные и адрепалэктомированные; 5) десенситизированные и адреналэктомированные с заместительной терапией кортикостероном в дозе 4 мг/кг, подкожно. Кроме того, мы исследовали раздельные и сочетанные эффекты адреналэктомии и десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов на слизистую оболочку желудка без ульцерогенного стимула. В данном случае использовались 4 экспериментальных группы крыс: 1) ложнодесенситизированные и адреналэктомированные 2) десенситизированные и ложнооперированные; 3) десенситизированные и адреналэктомированные; 4) десенситизированные и адреналэктомированные с заместительной терапией кортикостероном. В качестве заместительной гормональной терапии в этом случае использовали кортикостерон в ежедневном питье крыс (25 мкг/мл) в течение недели после адреналэктомии. На рис. 3 представлены данные, полученные в экспериментах без ульцерогенного стимула. Показано, что ни десенситизация капсаицин-чувствительных нейронов, ни адреналэктомия сами по себе (без ульцерогенного действия индометацина) не приводили к повреждению слизистой оболочки желудка даже у крыс, предварительно голодавших (в течение 24 часов до начала эксперимента). Однако, при совместном действии, десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов и адреналэктомии, даже без индометацина появлялись небольшие по площади повреждения слизистой оболочки. Заместительная терапия кортикостероном предотвращала появление таких повреждений
Влияние десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов на состояние слизистой оболочки желудка у ложнооперированных (ЛО), адреналэктомированных (АЭ) крыс и адреналэктомированных крыс с заместительной терапией кортикостероном (АЭ+Корт). Достоверные отличия (р 0.05): - от всех групп. Количество случаев - 8-9. Через 4 часа после введения индометацина в дозе 35 мг/кг в слизистой оболочке желудка контрольных ложнооперированных крыс появлялись эрозивные повреждения. Развитие эрозий, вызванных индометацином, значимо и примерно в равной степени усугублялось как адреналэктомией, (рис. 4А) так и десенситизацией капсаицин-чувствительных нейронов (рис. 4Б). Эти результаты подтверждают известные данные о том, что как десенситизация капсаицин-чувствительных нейронов, так и адреналэктомия усугубляют повреждение слизистой оболочки желудка, вызванные индометацином. Новым факт заключается в том, что степень усугубления образования эрозий при десенситизациий зависит от уровня глюкокортикоидных гормонов в крови. Наибольшая степень усугубления образования эрозий, индуцированных индометацином, после десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов наблюдалась при недостаточной продукции глюко корти кои дов у адреналэктомированных крыс (рис. 4,В). В этом случае средняя площадь эрозий превышала таковую, наблюдающуюся после десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов у ложнооперированных крыс, примерно в 10 раз (103.8±23.1 мм по сравнению с 11.2±2.8 мм ). Заместительная терапия кортикостероном полностью предотвращала такой пагубный эффект десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов на состояние слизистой оболочки у адреналэктомированных крыс (рис. 4,). Влияние десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов на образование эрозий в желудке, вызванных индометацином, у ложнооперированных (ЛО), адреналэктомированных (АЭ) крыс и адреналэктомированных крыс с заместительной терапией кортикостероном (АЭ+Корт). Достоверные отличия (р 0.05): - от всех групп , # - от ЛО-контроль. Количество случаев-8-13. На рис. 5 продемонстрировано, что может происходить с желудками в данных экспериментальных условиях. Отчетливо видна разница в площади изъявлений слизистой оболочки желудка после десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов между адреналэктомированными и ложнооперированными крысами, а также между адреналэктомированными крысами без заместительной терапии кортикостероном и с заместительной терапией кортикостероном.
Компенсаторное гастропротективное действие глюкокортикоидных гормонов в условиях блокады синтеза оксида азота
Эффекты блокады синтеза оксида азота на слизистую оболочку желудка сравнивали у ложнооперированных и адреналэктомированных крыс с заместительной терапией кортикостероном или без нее. Данные эффекты изучались как в условиях действия ульцерогенного стимула (индометацина), так и при его отсутствии. Эксперименты проведены на 80 крысах-самцах линии Спрейг-Доули. Блокаду синтеза оксида азота осуществляли неспецифическим ингибитором синтеза оксида азота L-NAME (N ш-Nitro-L-argenine methyl ester, Sigma, Germany), который вводили за 45 минут до индометацина, подкожно в дозе 50 мг/кг. L-NAME растворяли в физиологическом растворе и вводили в объеме 5 мл/кг веса крысы. В условиях действия ульцерогенного стимула использовали 5 групп животных: 1) контрольные (введение растворителя L-NAME) и ложнооперированные (ложная адреналэктомия); 2) контрольные и адреналэктомированные; 3) с блокадой синтеза оксида азота (L-NAME) и ложнооперированные; 4) с блокадой синтеза оксида азота (L-NAME) и адреналэктомированные; 5) с блокадой синтеза оксида азота (L-NAME) и адреналэктомированне с заместительной терапией кортикостероном. В качестве заместительной гормональной терапии адреналэктомированным крысам вводили кортикостерон подкожно, 4 мг/кг. Кроме того, мы исследовали раздельные и сочетанные эффекты адреналэктомии и блокады синтеза оксида азота на слизистую оболочку желудка сами по себе, без ульцерогенного стимула. В данном случае использовались 4 группы крыс: 1) контрольные (введение растворителя L-NAME) и адреналэктомированные животные 2) с блокадой синтеза оксида азота (L-NAME) и ложнооперированные; 3) с блокадой синтеза оксида азота (L-NAME) и адреналэктомированные; 4) с блокадой синтеза оксида азота (L-NAME) и адреналэктомированные с заместительной терапией кортикостероном. В этом случае в качестве заместительной терапии использовали кортикостерон в ежедневном питье крыс (25 мкг/мл) в течение недели после адреналэктомии. Блокада синтеза оксида азота неспецифическим ингибитором синтеза оксида азота L-NAME, а также адреналэктомия сами по себе (без ульцерогенного действия индометацина) не приводили к повреждению слизистой оболочки желудка даже у голодавших крыс. В то же время, при совместном их действии, т.е. при блокаде синтеза оксида азота у адреналэктомированных крыс появлялись небольшие по площади повреждения слизистой оболочки. Заместительная терапия кортикостероном предотвращала появление таких повреждений (рис. 6).
Влияние блокады синтеза оксида азота (L-NAME, 50 мг/кг) на образование эрозий в желудке без ульцерогенного стимула у ложнооперированных (ЛО), адреналэктомированных (АЭ) крыс и адреналэктомированных крыс с заместительной терапией кортикостероном (АЭ+Корт). Достоверные отличия (р 0.05): - от всех групп. Количество случаев -7-11. Через 4 часа после введения индометацина в дозе 35 мг/кг в слизистой оболочке желудка контрольных ложнооперированных крыс появлялись эрозивные повреждения. Развитие эрозий, вызванных индометацином, значимо и примерно в равной степени усугублялось адреналэктомией и блокадой синтеза оксида азота неспецифическим ингибитором синтеза оксида азота L-NAME (рис. 7). Степень усугубления образования эрозий при блокаде синтеза оксида азота зависела от уровня глюкокортикоидных гормонов в крови. Наибольшая степень усугубления образования эрозий, индуцированных индометацином, после блокады синтеза оксида азота наблюдалась при недостаточной продукции глюкокортикоидов у адреналэктомированных крыс. В этом случае средняя площадь эрозий превышала таковую, наблюдающуюся после блокады синтеза оксида азота у ложноооперированных крыс, примерно в 4 раза (31.2±б.7 мм3 по сравнению с 8.29±1.39 мм ). Заместительная терапия кортикостероном (4 мг/кг, за 15 мин до введения индометацина) полностью предотвращала такой пагубный эффект блокады синтеза оксида азота неспецифическим ингибитором синтеза оксида азота I.-NAME на состояние слизистой оболочки у адреналэктомированных крыс (рис. 7). Влияние блокады синтеза оксида азота (L-NAME, 50 мг/кг) на образование эрозий в желудке, вызванных индометацином, у ложнооперированных (Л О), адреналэктомированных (АЭ) крыс и адреналэктомированных крыс с заместительной терапией кортикостероном (АЭ+Корт). Достоверные отличия (р 0.05): - от всех групп; # - от ЛО -контроль. Количество случаев -7-11. С помощью рис. 8 мы сравниваем эффекты десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов и эффекты блокады синтеза оксида азота (L-NAME, 50 мг/кг) на образование эрозий в желудке, вызванных индометацином, главным образом у адреналэктомированных крыс (с дефицитом глюкокортикоидных гормонов). Сравнение этих эффектов показывает, что усугубление образование эрозий при недостаточной продукции глюкокортикоидов в условиях десенситизации капсаицин-чувствительных нейронов гораздо ярче выражено по сравнению с таковым, наблюдающимся в условиях блокады синтеза оксида азота. Полученные результаты свидетельствуют о том, что, вероятно, не во всех случаях гастропротективные эффекты капсаицин-чувствительных нейронов опосредуются через оксид азота. В противном случае должны были бы наблюдаться одинаковые эффекты. Полученные данные явились для нас стимулом выяснить и следующий вопрос: будет ли увеличиваться дальше степень повреждения слизистой оболочки желудка, вызванного индометацином у адреналэктомированных крыс при совместном выключении функционирования капсаицин-чувствительных нейронов и оксида азота. Для выяснения этого вопроса была проведена серия экспериментов на 24 крысах-самцах линии Спрейг Доули. Опыты проведены на 2 группах крыс: 1) с блокадой синтеза оксида азота (L NAME), десенситизацией капсаицин-чувствительных нейронов и адреналэктомированных; 2) с блокадой синтеза оксида азота (L-NAME); десенситизацией капсаицин-чувствительных нейронов и адреналэктомированных с заместительной терапией кортикостероном.
Похожие диссертации на Вклад глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию в условиях десенситизации капсаицин-чувствительных афферентных нейронов
