Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I
Содержание норадреналина в периферических органах крыс и их адренореактивность 55
МЕТОДИКА 58
РЕЗУЛЬТАТЫ
1. Функциональное состояние симпато-адреналовой системы десимпатизированных крыс 65
2. Адренореактивность и содержание норадреналина в различных отделах семявыносящего протока крыс 87
ОБСУВДНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 90
ГЛАВА II
Закономерности аутоингибирования адренергической реакции 98
МЕТОДИКА 102
РЕЗУЛЬТАТЫ 105
ОБСУЖДЕНИЕ 125
ГЛАВА III
Активность пресинаптических адренорецепторов семявыносящих протоков крыс при длительной перфузии агонистами 132
МЕТОДИКА 134
РЕЗУЛЬТАТЫ 136
ОБСУЖДЕНИЕ 144
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 147
ВЫВОДЫ 156
ЛИТЕРАТУРА 158
- Функциональное состояние симпато-адреналовой системы десимпатизированных крыс
- Закономерности аутоингибирования адренергической реакции
- Активность пресинаптических адренорецепторов семявыносящих протоков крыс при длительной перфузии агонистами
Введение к работе
Физиология вегетативной нервной системы является одним из интенсивно разрабатываемых направлений физиологической науки. Важное место в этих исследованиях занимает изучение симпато-адреналовой системы, которая поддерживает постоянство внутренней среды организма и обеспечивает его адаптацию к изменяющимся условиям внешней среды.
У высших животных к симпато-адреналовой системе относятся центральный и периферический отделы симпатической нервной системы, мозговой слой надпочечника и другие скопления хром-аффинной ткани. Нейромедиаторы, нейрогормоны и гормоны симпато-адреналовой системы - адреналин, норадреналин и дофамин -обнаружены практически у всех исследованных в этом отношении животных. Норадреналин и дофамин у высших животных являются преимущественно нейромедиаторами и нейрогормонами в центральной нервной системе и периферических отделах симпатической нервной системы. Адреналин и норадреналин, поступающие в кровь из мозгового слоя надпочечника, действуют как типичные гормоны вдали от места их синтеза и выделения.
При возбуждении симпато-адреналовой системы катехолами-ны выделяются из окончаний адренергических нервов и надпочечника и действуют на эффекторные органы. Физиологический эффект катехоламинов проявляется только при их взаимодействии со специфическими чувствительными к ним образованиями - адренорецеп-торами. Таким образом, адренергический процесс можно разделить на два этапа. Первый - накопление катехоламинов и их выделение в ответ на нервный импульс, второй - восприятие адренергичес-кого импульса и его трансформация в специфическую физиологическую реакцию эффекторной клетки. Физиологические, патологи- ческие и фармакологические воздействия на каждый из этих этапов могут изменять величину и характер адренергической реакции.
Синтез, накопление и выделение норадреналина осуществляется адренергическими нейронами. Основным предшественником в синтезе катехоламинов является тирозин, который через 3,4-диоксифенилаланин превращается в дофамин, а затем в норадре-налин ( Masuoka, 1966; Boadle-Biber, Roth, 1972). Скорость синтеза норадреналина может регулироваться на каждом из этих этапов различными путями, в том числе и через механизм отрицательной обратной связи - конечным продуктом синтеза - самим норадреналином Ueff, Costa, 1966; Wise et ai., 1967).
Весьма разнообразны пути регуляции выхода норадреналина из адренергического нейрона в ответ на нервный импульс (Лэнд-жер, 1982; Масхолл, 1982; Стьярне, 1982). Большое внимание исследователей в последние годы привлекает изучение ауторегу-ляции выделения норадреналина с помощью механизма отрицательной и положительной обратной связи через пресинаптические ад-ренорецепторы. Активация выхода норадреналина при нервной стимуляции на фоне блокады альфа-адренорецепторов была впервые показана Брауном и .фкиллеспи в 1957 году ( Brown, Gillespie, 1957). Проведенный в последующие годы разносторонний анализ этого явления ( Langer et ai., 1979; Патон, 1982) открыл существование тонкой системы регуляции выделения нейромедиаторов симпатической системы при участии пресинаптических альфа- и бета-адренорецепторов. Через эти рецепторы осуществляется передача нейрону информации о концентрации норадреналина в области нервной термінали. При низкой концентрации норадреналина активируются бета-адренорецепторы, что ведет к усилению его выхо- да из нейрона. Норадреналин в более высокой концентрации активирует альфа-адренорецепторы, что уменьшает его выход в синап-тическую щель и, соответственно, ослабляется его действие на постсинаптические адренорецепторы.
Несмотря на большое количество работ, посвященных преси-наптическим альфа-адренорецепторам, их чувствительность при изменении концентрации медиатора в синапсе остается практически неизученной.
Второй этап адренергического процесса - восприятие адрен-ергического стимула и трансформация его в специфическую реакцию эффекторной клетки - также может изменяться при экспериментальных и патологических воздействиях на организм. Снижение чувствительности к катехоламинам наблюдается при введении их в нарастающих дозах как на целом организме, так и на изолированных органах. Постепенно увеличивая дозы вводимого препарата можно вызвать у животного потерю чувствительности к большим и даже летальным дозам катехоламинов. При этом необходимо отметить, что реакция эффекторного органа на катехоламины исчезает несмотря на то, что эти вещества сохраняются в активном состоянии и в количествах, достаточных, чтобы вызвать адренергическую реакцию. Это связано с тем, что под влиянием самих катехоламинов снижается чувствительность к ним воспринимающих образований - адренорецепторов. Следовательно, катехоламины при своем физиологическом действии выступают как аутоингибиторы вызываемой ими реакции (Манухин, 1968; Williams, Lefkowits, 1978).
Противоположная ситуация - вызванный экспериментальным воздействием дефицит адренергического нейромедаатора в ткани -приводит к повышению ее чувствительности к действию экзогенного норадреналина. При этом между содержанием норадреналина в органах и их адреночувствительностыо существует обратная корреляция (Бердышева и соавт., 1978). Эффект повышения адрено-чувствительности органа при нарушении симпатической иннервации показан на самых различных объектах (Кеннон, Розенблют, 1951; Trendelenburg, 1966). Для десимпатизации в настоящее время используют хирургические, иммуно-химические и химические методы (Борисов и др., 1977). Хирургические методы не дают возможности получить полностью десимпатизированных животных, но позволяют исследовать эффект десимпатизации отдельных органов. Наиболее полная десимпатизация может быть получена при использовании химических агентов. При введении в организм таких веществ как б-оксидофамин, гуанетидин наблюдается деструкция более 95% периферических адренергических нейронов. Однако, даже в условиях такой жесткой десимпатизации осуществляются основные процессы жизнедеятельности организма. Следовательно, дефицит адренергического медиатора включает в организме адаптивные процессы, направленные на обеспечение регуляторной деятельности симпатической системы в этих условиях. При хронической десимпатизации наиболее сильно разрушены периферические симпатические нейроны. Поэтому в адаптации организма к функционированию в условиях десимпатизации важную роль играют локальные механизмы, обеспечивающие передачу адренергического воздействия с нерва на эффекторную клетку при дефиците медиатора симпатической нервной системы - норадреналина.
Таким образом, как при избытке, так и при дефиците адренергического воздействия в организм включаются компенсаторные процессы, обеспечивающие функционирование симпато-адреналовой системы в этих условиях. По-видимому, важную роль в этих процессах играют адренорецепторы, которые не только воспринимают адренергическую информацию, но и в соответствии с ее интенсивностью изменяют свою чувствительность, тем самым оказывая моделирующее влияние на ход всей адренергической реакции.
Целью настоящей работы является изучение роли адреноре-цепторов в локальной ауторегуляции адренергического медиатор-ного процесса в норме, при хронической десимпатизации и адаптации к ней организма, а также исследование закономерностей и механизмов аутоингибиторного действия адреномиметиков как регуляторов специфической чувствительности адренорецепторов.
Основные задачи исследования: изучение возрастной динамики содержания норадренали-на в периферических органах и их адреночувствительности у нормальных и десимпатизированных крыс. кинетический анализ процесса аутоингибирования альфа-и бета-адренергической реакции и изучение взаимного влияния функционального состояния альфа- и бета-адренорецепторов. исследование специфической активности пресинаптичес-ких альфа-адренорецепторов при длительном действии на них альфа-адреномиметиков
Научная новизна полученных результатов
Впервые у десимпатизированных животных исследована количественная зависимость между содержанием норадреналина в органе и сродством адренорецепторов к экзогенному норадреналину. Показано, что обратная зависимость между этими показателями характерна как для десимпатизированных, так и для интактных животных. Установлено, что при десимпатизации повышение адреночувствительности является одним из локальных механизмов адаптации адренергической системы для осуществления своих ре- гуляторных функций в условиях дефицита ее нейромедиатора норадреналина.
Количественно исследовано аутоингибирование адренерги-ческой реакции в процессе действия нейромедиаторов и агонистов симпатической системы. Показано, что аутоингибирование играет важную роль в поддержании уровня адреночувствительности эффек-торной клетки в зависимости от концентрации действующего норадреналина.
Установлено, что в отличие от постсинаптических адрено-рецепторов, пресинаптические альфа-адренорецепторы не теряют своей чувствительности к норадреналину при его длительном действии, то есть они не обладают способностью к специфической десенситизации.
Полученные в работе результаты, показывающие возможные пути локальной регуляции адренергического процесса, могут быть использованы при разработке физиологически обоснованных методов нормализации деятельности симпато-адреналовой системы при клинической патологии и адаптации организма к экстремальным воздействиям.
Функциональное состояние симпато-адреналовой системы десимпатизированных крыс
При хронической десимпатизации крыс гуанетидином происходит снижение скорости роста животного, снижение массы отдельных органов. Масса десимпатизированных крыс в возрасте 8 недель составляла около 60 г, тогда как одновозрастные контрольные крысы весили около 100 г (табл. I). Кроме того, происходит снижение веса внутренних органов. Так, масса семявы-носящих протоков снижается на 70%, надпочечников - на 16%, миокарда - на 40% (Манухин и соавт., 1980).
При проведении подсчета количества сохранившихся нейронов в верхнем шейном ганглии было выявлено, что через 15 дней после начала введение гуанетидина, количество нейронов снижается до 15% по отношению к контролю (табл. 2). Дальнейших изменений количества клеток на протяжении Ї6 недель не наблюдается. Однако, объем отдельных клеток претерпевает значительные изменения. В возрасте 3-х недель объем клеток у десимпатизированных животных несколько меньше нормы (табл. 3), затем он быстро нарастает и в 2-х месячном возрасте почти в 2 раза превосходит объем клеток контрольных животных. К 16 неделям жизни разница в объеме клеток симпатического ганглия по сравнению с контрольными животными остается на том же уровне
Закономерности аутоингибирования адренергической реакции
Адренорецепторы представляют собой функциональные образования клеточной мембраны, которые осуществляют восприятие адренергического импульса и его трансформацию в качественно и количественно адекватную импульсу адренергическую реакцию. Чуствительностью к адренергическому воздействию обладают все исследованные в этом отношении клетки организма. По фармакологическим свойствам и физиологическим эффектам Алквист разделил адренорецепторы на два типа: альфа- и бета-рецепторы ( Ahlquiat 1948). Через альфа-рецепторы осуществляются преимущественно функциональные воздействия адренергической системы, через бета-- функциональные и метаболические. Бета-рецепторами обладают все восприимчивые к адренергическим воздействиям клетки, альфа-рецепторами обладает только часть органов.
В связи с потребностями клиники, свойства адренорецепто-ров интенсивно изучаются, что позволило синтезировать ряд фармакологических препаратов, избирательно ингибирующих или активирующих альфа- и бета-рецепторы. Используя стандартные наборы агонистов и антагонистов, можно получить достоверные данные о типах адренорецепторов ( Moran 1973,bevy, 1978). В качестве ингибиторов, действующих на все типы постсинаптических адренорецепторов, используются фентоламин и пропранолол, для их избирательной активации - фенилэфрин и изопропилнорадреналин.
Известно, что при действии адренергических медиаторов ферментативное разрушение их не играет существенной роли в прекращении адренергической реакции. Поэтому неферментативные локальные механизмы ограничения адренергического процесса приобретают еще более существенную роль в обеспечении функционирования адренергической регуляторной системы, которая представляет собой одну из основных систем, осуществляющих гомео-статическую адаптивную деятельность организма.
В то же время, при изучении адренергического процесса обращает на себя внимание кратковременность эффекта при введении катехоламинов и электрической стимуляции симпатического нерва изолированных органов. Наиболее распространенным и принятым для объяснения этого хорошо известного факта является положение о том, что прекращение адренергической реакции обусловлено исчезновением медиатора, доступного для взаимодействия с рецепторами. Механизмом, позволяющим быстро удалять медиатор из синаптической щели, является его обратный захват ( iversen, 1973). Но это еще не объясняет всех случаев прекращения адренергической реакции.
Активность пресинаптических адренорецепторов семявыносящих протоков крыс при длительной перфузии агонистами
В последнее десятилетие получены данные о присутствии ад-ренорецепторов на наружной поверхности мембраны норадренерги-ческих нервных окончаний ( Langer et al.,I97I; starke, 1972; Rand et al.,1973). Эти рецепторы были названы пресинаптичес-кими или ауторецепторами, поскольку при их активации происходит или усиление высвобождения нейромедиатора, или угнетение в ответ на нервный импульс, функциональное значение этих рецепторов состоит в том, что они информируют нейрон о концентрации норадреналина в синапсе.
Пресинаптические рецепторы относятся к альфа- и бета-типу. Механизм, опосредованный бета-адренорецепторами приводится в действие при снижении концентрации норадреналина в синаптическои щели. При включении этого механизма происходит усиление выделения нейромедиатора. Когда концентрация нейромедиатора в синап-тическом пространстве достигает определенного уровня, включается механизм, опосредованный альфа-адренорецепторами. Пресинаптические альфа-адренорецепторы принимают участие в регуляции высвобождения норадреналина с помощью механизма отрицательной обратной связи. При повышении в синаптическом пространстве концентрации норадреналина происходит активация альфа-ауторецепто-ров, которые тормозят выделение медиатора в ответ на нервный импульс. Альфа-адренергические агонисты тормозят выделение медиатора, что особенно хорошо заметно при раздражении нерва токами низкой частоты. Степень торможения выделения медиатора нахолится в обратной зависимости от частоты стимуляции нерва (Armstrong, Boura, 1973; Robson, Antonaccio, 1974; Yamagushi et al., 1975). В 1957 ГОДУ Браун И ДкИЛЛеСПИ ( Brown, Gillespie, 1957) показали, что избирательный альфа-адреноблокатор фенокси-бензамин вызывает усиление выделения норадреналина при стимуляции нерва селезенки кошки. В присутствии и других альфа-адрено-блокаторов наблюдалось усиление высвобождения медиатора, что является еще одним доказательством пресинаптической локализации этих рецепторов (Langer, 1974; Langer et al. , 1977).
В последние годы в литературе появились данные о том, что чувствительность пресинаптических адренорецепторов может меняться. Так, при перфузии почек крыс со спонтанной гипертонией альфа-адреномиметиком трамазолином, проводили стимуляцию пери-артериальных нервов. Показано, что при этом происходит зависимое от дозы адреномиметика снижение выделения 3Н-норадреналина. У контрольных животных такого не наблюдали. По-видимому, у крыс со спонтанной гипертонией повышается чувствительность пресинаптических адренорецепторов ( Bkas et al.,I982).
