Введение к работе
Оксид азота (NO) является важнейшим фактором-регулятором многих процессов, отекающих в организме. NO представляет собой лабильную, короткоживущую шекулу свободнорадикальной структуры. Эта молекула может стабилизироваться, о позволяет ей выполнять не только парахринные, но и аутокринные функции, габилизгция молекулы N0 происходит путем включения последней в [нитрозильные комплексы железа с тиоловыми лигандами или S-нитрозотиолы, торые могут в дальнейшем постепенно высвобождать N0. Таким образом, эти мплехсы являются физиологически активным депо N0 в тханях (Ванин, 1998).
В предыдущих исследованиях была показана возможность формирования и іявления депо N0 в условиях in vitro. Однако возможные механизмы и ізиологическая роль депонирования N0 в целом организме остались неизученными, меются данные, которые позволяют предположить, что депо N0 формируется при шышении концентрации N0 во внеклеточной среде или клетке (Ванин, 1998). В спериментах для повышения уровня NO в организме в качестве фармакологических :тодов наиболее часто применяется введение доноров N0, липополисахаридов или L-гишша (Ванин, 1998), а в качестве нефармакологических - тепловой шок (Манухина и >., 1996) или дозированная адаптация организма к факторам среды, таким как стресс feerson et al., 1994) или физическая нагрузка (Манухина и др., 1996). Однако до стоящего времени не удавалось выявить депо N0, сформировавшееся в этих [ловиях in vivo, в связи с недостаточной чувствительностью используемых для этого ггодов.
Известно, что умеренное повышение уровня N0 в организме сопровождается дитными эффектами, обеспечивающими устойчивость организма к повреждающим здействням. Развитие таких защитных эффектов наиболее характерно для зированной адаптации к факторам среды. При этом было показано, что ингибиторы итеза N0 препятствуют адаптационной защите, тогда как доноры NO ее успешно гпроизводят (Малышев, Манухина, 1998; Malyshev et al., 1999). Защитные эффекты, условленные транзигорным повышением NO в результате введення донора N0 или імулирования эндогенного синтеза N0, могут сохраняться даже после возвращения ) к исходному уровню (Малышев и др., 1998). Такая долговременная NO-зависимая цита может быть связана либо с тем, что N0 индуцирует синтез вторичных этекторных факторов, например, белков теплового шока (Malyshev et al., 1995), либо бразованисм депо N0, которое при необходимости может служить дополнительным югенным источником N0. Однако физиологическое значение депонирования NO и можность участия депонированного NO в защите организма от повреждающих действий до сих пор не изучалась. Цель и задачи исследования.
Цель настоящей работы состояла в изучении условий и механизмов формирования о NO in vivo, а также его возможной физиологической роли.
В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
-
Разработать способ выявления in vitro депо NO, сформировавшееся в стеї сосудов in vivo в результате повышения уровня N0, вызванного введением донора Ь тепловым шоком или адаптацией организма к факторам среды. Изучить локализащ динамику образования и распада депо N0 в стенке сосуда.
-
Изучить соотношение между объемом депо NO в стенке сосуда и концентрат конечных стабильных метаболитов N0 — нитритов и нитратов в плазме крови.
-
Изучить особенности и закономерности депонирования N0 у животных различным врожденным уровнем синтеза N0.
-
Изучить роль депо NO в повышении устойчивости организма к нарушети связанным как с избытком так и с дефицитом N0.
Научная новизна исследования определяется следующими основны результатами.
Впервые продемонстрирована возможность выявления и оценки in vitro депо К сформировавшегося в стенке кровеносных сосудов in vivo при воздействн повышающих уровень N0 в организме. В отсутствие повышения уровня N0 депо I не выявляется. Депо N0 выявляется по реакции расслабления изолированного сосу под действием диэтнлдитиокарбамата, разрушающего это депо с выделени свободного N0. Реакция расслабления опосредована активацией растворим гуанилатциклазы.
Установлено, что депо N0 локализуется преимущественно в эндотелиальном ее стенки сосуда. При повреждении эндотелия депонирование N0 может происходил сосудистой гладкой мышце.
Формирование депо NO как в изолированном сосуде, так и в условиях целс! организма происходит при любом повышении уровня N0, соответственно, в ере инкубации или плазме крови независимо от причины, вызвавшей это повышение.
В процессе адаптации животных к периодической гипобарической гнпокс происходит постепенное увеличение концентрации в плазме стабильных метаболиі N0 нитратов и нитритов, которая является показателем суммарного синтеза NC организме. Активация синтеза NO сопровождается формированием и закономерн увеличением депо NO в стенке сосудов. При этом между объемом депо N0 и уровг нитритов и нитратов имеется достоверная прямая корреляция. Впервые показано, чт крыс линии Август, которые характеризуются врожденно более высоким урові базального и стимулированного синтеза N0, эффективность депонирования N0 і адаптации к гипоксии значительно выше, чем у крыс линии Вистар.
Установлено, что антигипертензивный эффект адаптации к гипоксии у спонтан гипертензивных крыс линии SHRSP, характеризующихся выраженным дефици эндотелиального N0, сопровождается формированием депо N0 в сосудистой стеї Этот антигипертензивный эффект с сопутствующим образованием депо воспроизводится курсовым введением донора N0 — динитрозильного хомпле железа (ДНКЖ). Защита от вызванной тепловым шоком гиперпродукции NO, коте наблюдалась при адаптации к стрессу, также была тесно связана с формированием д
> в стенке сосудов в ходе адаптации. Частичное ингибирование NO-синтазы во время штации препятствовало как формированию защитного эффекта, так и іутствующему депонированию N0 в сосудистой стенке. С другой стороны, введение юра N0 ДНКЖ, вызывавшее образование депо, полностью воспроизводило цитный эффект адаптации. В процессе адаптации происходит увеличение "емкости" то N0, т.е. потенциальной способности ткани к депонированию N0.
Теоретическое значение работы определяется тем, что в ней впервые одемонстрирована и обоснована возможность выявления и оценки депо N0, ормировавшегося в условиях целого организма, и показано физиологическое ачение депонирования NO для защиты сосудистой системы от повреждающих здействий.
Практическое значение работы определяется тем, что в ней показана зможность направленного модулирования процесса депонирования N0 с целью вышения устойчивости организма к повреждающим факторам.
Положения, выносимые на защиту.
-
При воздействиях, повышающих уровень N0 в организме, в эндотелии ювеносных сосудов образуется физиологически активное депо N0, которое может ль выявлено на изолированном сосуде. Между объемом депо N0 и концентрацией абильных метаболитов N0 в плазме крови имеется достоверная прямая корреляция.
-
Эффективность депонирования NO в стенке сосудов связана с генетичесхи ^терминированной мощностью NO-продуцирующих систем.
-
Депонирование N0 играет важную роль в формировании устойчивости организма повреждениям, вызванным как дефицитом, так и гиперпродукцней N0
Апробация днесептадии. Основные результаты проведенных исследований были вставлены на Конференции с международным участием «Роль монооксида азота в юцессах жизнедеятельности» (Минск, Беларусь, 1998), Международном конгрессе Hochemestry and Molecular Biology of Nitric Oxide» (Лос-Анжелес, США, 1998), еждународном симпозиуме «Biological Chemistry and Cellular Targets of Nitric Oxide» рац, Австрия, 1998), объединенной конференции МГУ и Секретариата INTAS Microbial and Cellular Systems for Pharmacology, Biotechnology, Medicine and ivironment» (Москва, 1999), международном симпозиуме "Nitric Oxide: From olecular Level to Clinical Application" (Братислава, Словакия, 1999), конференции "шюксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 1999), II Всероссийском «прессе по патофизиологии (Москва, 2000), III Национальном конгрессе тофизиологов Украины (Киев, Украина, 2000), XVIII Съезде физиологов России азань, 2001), Национальной научно-практической конференции с международным астием «Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека» (Смоленск, 2001), 8 Международной конференции "Hypoxia in Medicine" (Женева, Швейцария, 2001).
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 124 страницах и состоит из введения, обзора литературы, бственных результатов и их обсуждения, заключения и выводов. Список литературы Идержит 210 источников. Диссертация иллюстрирована 1 таблицей и 22 рисунками.
