Четверг, 24.05.2018, 11:12
Приветствую Вас Гость | RSS

Сайт Издательство

Статистика

Рейтинг@Mail.ru
создание сайтов недорого
Форма входа

Каталог статей

Главная » Статьи » Физика [ Добавить статью ]

ОКСИД АЗОТА В МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛЯЦИИ НАСОСНОЙ ФУНКЦИИ СЕРДЦА КРЫС

Научная новизна


Новыми являются данные о том, что механизмы отрицательного хронотропного действия доноров NO нитроглицерина и нитропруссида натрия различны. Отрицательный хронотропный эффект нитроглицерина не проявляется после введения обзидана, следовательно, он связан с угнетением ?-адренергических влияний. Влияние нитропруссида натрия на ЧСС не зависит от блокады ?-адренорецепторов обзиданом, снижается при блокаде м-холинорецепторов атропином, следовательно связано с усилением холинергических влияний.


Приоритетными являются данные о том, что субстрат синтеза оксида азота L аргинин оказывает влияние на показатели насосной функции сердца крыс. L аргинин обладает двухфазным действием на инотропную и хронотропную функции сердца. Вместе с тем, неактивный изомер L аргинина D-аргинин вызывает сходные изменения показателей насосной функции сердца крыс, но влияние L-аргинина более выражено. Оба изомера аргинина обладают гипотензивным действием.


Впервые установлено, что механизмы отрицательного инотропного и хронотропного действия нитроглицерина на сердце реализуются как через ?1-, ?2-, так и ?1-адренорецепторы. Эти данные позволяют сделать предположение, что оксид азота реализует влияние на функции сердца через модулирование различных внутриклеточных сигнальных систем, т.е. цГМФ, цАМФ, инозитол-три-фосфат и диацилглицерол.
Научно-практическая значимость


 

 

Полученные результаты позволяют расширить представление о роли оксида азота в регуляции сердечно-сосудистой системы, уточнить механизмы влияния оксида азота на хронотропную, инотропную функции сердца, фазовую структуру сердечного цикла, а также раскрыть роль адренорецепторов и холинорецепторов в опосредовании эффектов оксида азота на сердце. Полученные результаты свидетельствуют о том, что доноры оксида азота, блокатор синтеза NO L-NAME, применяемые совместно с адреноблокаторами оказывают выраженное влияние на хронотропную и инотропную функции сердца, а не только на артериальное давление крови и коронарное кровообращение, что необходимо учитывать в кардиологической практике.
Полученные результаты представляют интерес для специалистов по физиологии, фармакологии и кардиологии.


Основные положения, выносимые на защиту

1. Оксид азота обладает выраженным влиянием на сердце, вызывая уменьшение частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, увеличение длительности интервала PQ и периода изгнания крови.


2. Отрицательное инотропное и хронотропное действие оксида азота на сердце осуществляется через модуляцию адренергических и холинергических влияний, реализуемых ?1-АР, ?2-АР, ?1-АР и м-ХР.


3. Субстрат синтеза NO L-аргинин и стереоизомер D-аргинин вызывают сходные изменения показателей насосной функции сердца крыс, эффекты L-аргинина более выражены по сравнению с D-аргинином. Предполагается, что аргинин обладает собственным, не связанным с метаболизмом оксида азота действием на функции сердца.


 

 

Апробация работы. Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, доложены на XVIII съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (Казань, 2001), на VII Всероссийской школе молодых ученых "Актуальные проблемы нейробиологии” (Казань, 2001), Российском национальном конгрессе кардиологов (Санкт-Петербург, 2002), VI Всероссийском симпозиуме "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке” (Казань, 2002), VII Научно-практической конференции молодых ученых (Казань, 2002), международной конференции "Рецепция и внутриклеточная сигнализация” (Пущино, 2003), Всероссийской конференции, посвященной 100-летию профессора О.Д.Курмаева "Нейрогуморальные механизмы регуляции сердца” (Казань, 2004), на заседании кафедры нормальной физиологии Казанского государственного медицинского университета (2004).
Публикации. Автором опубликовано 38 научных работ, из них 25 по теме диссертации.


Объем и структура диссертации
Диссертация объемом 188 страниц, состоит из введения, трех глав обзора литературы, 3 глав собственных исследований и их обсуждения, заключения и выводов. В работе имеется список литературы, содержащий 418 источников, из них 403 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 38 рисунками и 37 таблицами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты проведены на 135 половозрелых белых беспородных крысах - самцах в возрасте 4-6 месяцев, массой 180-220 г. Для наркоза использовали 25% раствор хлоралгидрата, который вводили внутрибрюшинно в дозе 4 г/кг. Для введения фармакологических агентов проводили катетеризацию бедренной вены. С целью прямой регистрации артериального давления вводили катетер в бедренную артерию.
В качестве фармакологических агентов в первой серии экспериментов использовали доноры NO: нитроглицерин (1% водный раствор отечественного производства) в дозах: 0,2 мг/кг; 0,4 мг/кг; 0,8 мг/кг; 1 мг/кг и нитропруссид натрия (Sigma, USA) в дозе 1 мг/кг.
Во второй серии экспериментов применяли субстрат синтеза оксида азота L-аргинин (L-Arginine hydrochloride) (Sigma, USA) в дозах 50 мг/кг, 100 мг/кг и 200 мг/кг и правовращающий стереоизомер D-аргинин (D-Arginine hydrochloride, Sigma, USA) в дозе 200 мг/кг.
В третьей серии экспериментов для исследования модулирования эффектов NO на насосную функцию сердца крыс антагонистами ?- адренорецепторов и м-холинорецепторов использовали 0,1% раствор обзидана в дозе 0,8 мг/кг; 0,1% раствор атропина в дозе 1 мг/кг. В качестве доноров NO использовали нитроглицерин в дозах 0,2 мг/кг; 0,4 мг/кг; 0,8 мг/кг; 1 мг/кг и нитропруссид натрия в дозе 1 мг/кг.
Эксперименты проводили по следующей схеме: вводили блокатор, на фоне наиболее выраженного изменения ЧСС вводили донор NO и после прохождения его эффекта -следующий блокатор.


В четвертой серии экспериментов исследовали влияние последовательной блокады ?1-АР атенололом, ?1-АР празозином и м2-ХР галамином на эффекты донора оксида азота нитроглицерина. Атенолол вводился в дозе 2 мг/кг, празозин - 2 мг/кг, галамин - 2 мг/кг (селективные блокаторы рецепторов, Sigma, USA). Снижение синтеза NO у животных вызывали блокатором NO-синтаз L-NAME (L-NG-nitro L-arginine methyl ester, Sigma, USA), который вводили внутрибрюшинно в течение 4 дней по 100 мг/кг. Донором NO являлся нитроглицерин в дозе 0,4 мг/кг. Исследование проводили на трех группах крыс: 1) Контроль + физ.раствор - животным вводили блокаторы и 0,9% физиологический раствор вместо нитроглицерина; 2) Контроль + нитроглицерин – вводили блокаторы и нитроглицерин; 3) L-NAME + нитроглицерин – предварительно блокировали NO-синтазы введением L-NAME, а затем вводили блокаторы и нитроглицерин.
Для заполнения и промывания катетеров использовали гепарин отечественного производства (500 Ед/мл).


Артериальное давление определяли прямым способом. Артериальный катетер присоединяли к электроманометрическому датчику давления (датчик MLT 0698, ADInstruments). Непрерывно регистрировали систолическое, диастолическое артериальное давление синхронно с ЭКГ и реограммой. Регистрацию и обработку экспериментальных данных проводили с помощью оригинального программного обеспечения. Регистрация ЭКГ осуществлялась электрокардиографом ЭК1Т- 03М. Для определения ударного объема крови применяли метод тетраполярной реографии (Абзалов и др., 1985; Нигматуллина и др., 1988). Запись реограммы проводили реографом Р4-02 с использованием АЦП и компьютерного сопровождения. Для расчета УОК использовали формулу (Kubicek et al., 1966, 1970): УОК = L2/R2*Ad*tu*?, где УОК – величина ударного объема крови, см3; ? – удельное сопротивление крови, Ом*см; L – расстояние между токоизмеряющими электродами, см; R – межэлектродный импеданс, Ом; Ad – амплитуда дифференцированной реограммы, Ом*с; tu - период изгнания крови, с.
Рассчитывали временные характеристики дифференцированной реограммы, позволяющие судить о фазовой структуре сердечного цикла: период изгнания крови из желудочков сердца, фазы быстрого (a) и медленного изгнания крови (b).


Минутный объем кровообращения рассчитывался как произведение УОК и ЧСС (МОК=УОК*ЧСС). ОПСС= (Рср*1330*60)/МОК, где ОПСС – общее периферическое сопротивление сосудов, дин*с*см-5; Рср – среднее гемодинамическое давление, мм.рт.ст; Ve=УОК/tu, где Ve – объемная скорость изгнания крови, мл/c; W=Ve*Рср*133*10-6, где W – мощность сердечных сокращений, Вт/л; Рэ=(W*tu*ЧСС)/МОК, где Рэ – расход энергии на перемещение 1 литра минутного объема крови, Вт/л; N=Ve*Рэ, где N………………..


Статистическая обработка результатов экспериментов проводилась компьютере с использованием программы Microcoft Excel, достоверность различий определялась по t-критерию Стьюдента.


Список сокращений
a - фаза быстрого изгнания крови
АР – адренорецепторы
в – фаза медленного изгнания крови
ДД – диастолическое давление
ДРГ – дифференцированная реограмма
ОПСС – общее периферическое сопротивление сосудов
СД – систолическое давление
УОК – ударный объем крови
м-ХР- мускариновые холинорецепторы
ЧСС – частота сердечных сокращений
ЭКГ- электрокардиограмма
NO – оксид азота
L-NAME - L- NG-nitro L-arginine methyl ester
tu – период изгнания крови из левого желудочка
НГ- нитроглицерин
НПР –нитропруссид натрия
W – мощность сердечных сокращений


РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Влияние доноров NO - нитроглицерина и нитропруссида натрия на частоту сердечных сокращений и артериальное давление крови крыс
Установлено, что НГ в дозе 0,2 мг/кг не оказывал влияния на хронотропную функцию сердца, а повышение дозы с 0,4 мг/кг до 0,8 мг/кг приводило к выраженному урежению ЧСС (на 29 и 48 уд/мин соответственно). Максимальное урежение ЧСС на 14% выявлено при введении НГ в дозе 0,8 мг/кг, а при большей дозе препарата эффект снизился до 6%. Самые низкие величины ЧСС зарегистрированы после введения нитропруссида натрия в дозе 1 мг/кг, отрицательная хронотропная реакция составила 27%. Сопоставляя эффекты одинаковых доз нитропруссида натрия и нитроглицерина отмечено, что максимальный отрицательный хронотропный эффект НПР почти в 4 раза больше. Из вводимых доз НГ наибольший отрицательный хронотропный эффект вызывает доза 0,8 мг/кг, однако и в этом случае реакция в 2 раза меньше, чем на нитропруссид натрия.


Длительность интервала PQ характеризует время предсердно-желудочкового проведения возбуждения. Установлено дозозависимое увеличение длительности интервала PQ на нитроглицерин в дозах от 0,2 до 0,8 мг/кг, однако, дальнейшее повышение дозы НГ до 1 мг/кг привело к существенному снижению его влияния на проведение возбуждения в сердце. После введения НПР отмечено наибольшее увеличение данного показателя по сравнению с такой же дозой НГ.
Гипотензивное действие доноров NO проявляется уже через 30 секунд после введения как нитроглицерина, так и нитропруcсида натрия. Снижение систолического давления носит дозозависимый характер: при увеличении дозы НГ от 0,2 мг/кг до 1 мг/кг реакция увеличивалась с 16,4 до 28,5%. Нитропруссид натрия обладает гораздо более выраженным влиянием на СД, вызывая его снижение на 57%. Выявлено снижение диастолического артериального давления после введения повышающихся доз НГ, реакция составила от 15,5% до 24,2%. После введения НПР диастолическое давление снизилось на 60%. Следовательно, НГ обладает наибольшим гипотензивным эффектом в дозе 1 мг/кг, а НПР в той же дозе приводит к более выраженному и продолжительному снижению АД. Доза НГ 0,4 мг/кг явилась минимальной действующей дозой с выраженным и быстропреходящим гипотензивным и отрицательным хронотропным эффектом и использовалась в дальнейших опытах.


Таким образом, доноры NO нитроглицерин и, особенно, нитропруссид натрия вызывают дозозависимый отрицательный хронотропный эффект, увеличивают время предсердно-желудочкового проведения возбуждения и время охвата возбуждением желудочков, т.е. оказывают непосредственное влияние не только на атипические кардиомиоциты синусового узла, что отражается на частоте сердечных сокращений, но и влияют на кардиомиоциты проводящей системы сердца крыс. Следует отметить, что под влиянием небольших доз НГ происходит кратковременное снижение АД, а урежение ЧСС и увеличение длительности интервала PQ наступают после восстановления АД до исходного уровня. Полученные результаты позволяют сделать предположение о том, что имеются различные и независимые друг от друга механизмы влияния доноров NO на сосуды и сердце.


Влияние L-аргинина и D-аргинина на насосную функцию сердца крыс
Известно, что в организме NO образуется из аминокислоты L-аргинин в результате реакции, которая катализируется ферментом NO-синтазой. В данной серии экспериментов исследовали показатели насосной функции сердца крыс в течение часа после внутривенного введения субстрата синтеза оксида азота - L-аргинина и его стереоизомера D-аргинина.


Выявлено, что изменение частоты сердечных сокращений носит двухфазный характер: L-аргинин вызывает дозозависимое снижение ЧСС, которое сменяется повышением. Под влиянием D-аргинина в дозе 200 мг/кг, также как и на введение L-аргинина в той же дозе наблюдается двухфазный хронотропный эффект. Установив наличие двухфазного характера реакции ЧСС на аргинин, мы проанализировали максимальные изменения ЧСС при воздействии различных доз L- аргинина и D-аргинина (табл.1).


Таблица 1.
Влияние аргинина на частоту сердечных сокращений (уд/мин) крыс

L-аргинин - 50 L-аргинин -100 L-аргинин - 200 D-аргинин -200
исходные 388,84?9,49 397,50?8,10 385,65?14,89 411,73?6,09
снижение 305,99?7,39*** 300,30?14,70*** 291,10?16,92*** 343,01?15,22***?
исходные 381,45?10,35 388,41?19,11 359,78?16,65 409,35?21,09
повышение 443,77?14,60** 445,74?7,31* 435,14?16,42* 462,68?16,05*
Примечание: В названии столбцов L-аргинин – 50, 100 и 200 – дозы L-аргинина и D-аргинина (мг/кг). * - достоверность различий по сравнению с исходными величинами
(* - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001). ?- достоверность различий между группами L-аргинин – 200/ D-аргинин -200 (?- Р<0,05; ?? - Р<0,01; ??? - Р<0,001).

Сопоставление эффектов одинаковых доз L-аргинина и D-аргинина свидетельствует о том, что урежение ЧСС происходит в обоих случаях. Следует отметить, что на введение L-аргинина ЧСС снижается на 24%, а D-аргинина - на 16,6%. Максимальный положительный хронотропный эффект L-аргинина в дозах 50 и 100 мг/кг одинаков (16,4% и 16,6%). Введение D-аргинина вызывает положительный хронотропный эффект с максимальной реакцией 14%, что ниже положительной хронотропной реакции той же дозы L-аргинина - 22,5%. Следовательно, как положительный, так и отрицательный хронотропные эффекты L-аргинина более выражены по сравнению с D-аргинином, что позволяет предполагать наличие как зависимых от образования NO, так и независимых от NO механизмов влияния на частоту сердцебиений.


Ударный объем крови при введении L-аргинина изменяется двухфазно: уменьшается в зависимости от дозы, затем увеличивается выше исходных показателей. Анализ максимальных и минимальных показателей УОК свидетельствует о том, что при введении L-аргинина в дозах 50 и 100 мг/кг происходит снижение УОК на 26,6% и 27% (табл. 2), а увеличение - соответственно на 20% и 34%. Значительное уменьшение УОК выявлено при введении как L-аргинина, так и D-аргинина в дозах 200 мг/кг, реакции примерно равны и соответственно составляют 16,4% и 17,7%, а положительная инотропная реакция L-аргинина в дозе 200 мг/кг составляет 27,8%, что значительно ниже эффекта D-аргинина в той же дозе, который приводит к увеличению УОК на 49,2%.


Таблица 2.
Влияние аргинина на ударный объем крови (мл) крыс

L-аргинин - 50 L-аргинин -100 L-аргинин - 200 D-аргинин -200
исходные 0,271?0,019 0,274?0,017
0,312?0,019
0,269?0,011
снижение 0,200?0,019*?? 0,203?0,015**?
0,260?0,017*
0,222?0,012**

исходные 0,291?0,020 0,263?0,013 0,303?0,020 0,282?0,017
повышение 0,348?0,020*
0,358?0,027**
0,382?0,018**
0,425?0,034**

Примечание: * - достоверность различий по сравнению с исходными величинами
(* - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001). ?- достоверность различий между группами L-аргинин – 100/ L-аргинин -200; ?? - достоверность различий между группами L-аргинин – 50/ L-аргинин -200 (?- Р<0,05).

Следует отметить, что положительные инотропные эффекты как L-аргинина в дозе 200 мг/кг, так и D-аргинина значительно выше их отрицательных инотропных эффектов. Положительные и отрицательные инотропные эффекты L-аргинина в дозах 50 мг/кг и 100 мг/кг выражены в равной мере.
L-аргинин в дозах 50 и 100 мг/кг обладает выраженным в равной мере гипотензивным действием, систолическое давление снижается на 28 – 28,5% (рис. 1).
Наиболее выраженным гипотензивным действием обладает L-аргинин в дозе 200 мг/кг, снижая СД на 43,4%. D-аргинин также оказывает выраженное влияние на артериальное давление, вызывая снижение СД на 30,6%, что на 13% меньше по сравнению с D-аргинином. Обращает внимание, что с увеличением дозы L-аргинина его гипотензивное действие начинает проявляться быстрее.


Рис. 1. Максимальное гипотензивное действие аргинина (А) и дозо - зависимое снижение систолического и диастолического артериального давления (Б).

Длительность периода изгнания крови из левого желудочка сердца (tu) при введении L- и D- аргинина изменяется также двухфазно – увеличивается на первых минутах после введения, а затем происходит ее уменьшение. Установлено дозозависимое изменение tu, наиболее значительное увеличение tu на 25±3,5% происходит после введения L-аргинина в дозе 200 мг/кг. Такая же доза D-аргинина увеличивает tu на 17,5±3,4%, что свидетельствует о том, что увеличение tu выражено в равной мере как на L-аргинин, так и на D-аргинин (рис. 2).


Рис. 2. Максимальные и минимальные показатели периода изгнания крови (tu) при введении аргинина (А) и дозо-зависимые реакции tu (Б).
Примечание: а- исходный tu; c- уменьшение tu, a1 – исходный tu; b- увеличение tu; *- достоверность различий между группами (Р<0,05).

Сопоставляя выраженность эффектов аргинина при увеличении и уменьшении длительности периода изгнания крови можно отметить, что реакция увеличения tu (18,3%) преобладает над ее уменьшением (8,3%) при введении только L-аргинина в дозе 50 мг/кг.
Следовательно, в наших исследованиях установлено двухфазное действие обоих изомеров L-аргинина и D-аргинина на хронотропную, инотропную функции сердца и фазовую структуру сердечного цикла. Причем эффекты аргинина на ЧСС и УОК могут иметь два механизма реализации - его непосредственное влияние на сердце, а также за счет увеличения выработки NO. Влияние как L-аргинина, так и D-аргинина на артериальное давление однонаправленное, вызывает его снижение. Эти результаты свидетельствуют еще раз о том, что эффект действия NO зависит от его количества и может обладать как протекторными свойствами, так и провоцировать нарушения насосной функции сердца.


Влияние блокады ?-АР и м-ХР на реакцию насосной функции сердца крыс при введении нитроглицерина и нитропруссида натрия
В первой серии исследований мы выявили дозозависимые эффекты НГ на ЧСС, интервал PQ и АД в диапазоне доз 0,2 - 1,0 мг/кг и провели сравнительные исследования максимальных доз (1 мг/кг) НГ и НПР. Для изучения роли ?-АР и м-ХР в регуляции показателей функций сердца оксидом азота после введения НГ в дозах 0,2 - 1 мг/кг и НПР в дозе 1 мг/кг блокировали соответствующие рецепторы, на фоне которых вводили НГ или НПР.

Рис. 4.9. Влияние блокады ?-АР и м-ХР на реакцию частоты сердцебиений при
введении доноров оксида азота.

Установлено, что отрицательное хронотропное действие нитроглицерина в диапазоне доз от 0,2 мг/кг до 1 мг/кг не проявляется в условиях блокады ?-АР. Полученные данные свидетельствуют об угнетении оксидом азота ?-адренергических влияний в регуляции частоты сердечных сокращений. При блокаде м-ХР атропином у крыс, которым вводились повышающиеся дозы НГ на фоне блокады ?-АР, не выявлено значимых изменений ЧСС, и последующее введение НГ не вызвало отрицательного хронотропного действия. Однако, блокада ?-АР не оказывает влияния на выраженность отрицательного хронотропного действия НПР, а после восстановления до исходной величины последующее введение атропина увеличивает ЧСС на 10,2%. В условиях блокады ?-АР и м-ХР введение НПР в дозе 1 мг/кг продолжает оказывать отрицательное хронотропное действие, но реакция ЧСС меньше и составляет 17%. Это позволяет сделать вывод, что отрицательное хронотропное действие нитропруссида натрия, в отличие от нитроглицерина, основано на угнетении адренергических влияний, реализуемых через ?-АР и усилении холинергических, реализуемых через м-ХР. Следует отметить, что угнетающее действие на ?-адренергическую регуляцию у нитропруссида выше, чем у нитроглицерина.


В первой серии исследований было показано увеличение длительности интервала PQ на введение доноров NO. Введение НГ в дозах 0,2 мг/кг и 1 мг/кг как в условиях блокады ?-АР, так и без блокады, не вызвало изменений длительности интервала PQ, в то же время, блокада ?-АР не устранила влияния НГ в дозах 0,4 мг/кг и 0,8 мг/кг на данный показатель, который увеличился соответственно на 20,2% и 23,4% (p<0,05). Сравнивая эффекты одинаковых доз НГ и НПР (1 мг/кг), установлено, что увеличение длительности интервала PQ на введение НПР после блокады ?-АР сохранялось и реакция составила 22,1% (p<0,05), в отличие от НГ, который не вызвал изменений. Независимо от блокады ?-АР или м-ХР НПР увеличивает длительность интервала PQ, чего не наблюдалось при введении НГ, следовательно, оказывает влияние непосредственно на клетки проводящей системы сердца крыс.


Выявлено гипотензивное действие всех доз НГ и НПР. Блокада ?-АР и м-ХР вызывала кратковременное снижение АД. Установлено, что гипотензивное действие как нитроглицерина, так и нитропруссида натрия не зависит от блокады ?-АР или м-ХР. Сравнивая одинаковые дозы НГ и НПР (1 мг/кг) следует отметить, что независимо от блокады ?-АР или м-ХР гипотензивный эффект нитропруссида натрия в 2 раза выше, чем НГ (рис 5).


Таким образом, нами установлено, что блокада ?-АР влияет на выраженность отрицательного хронотропного действия доноров NO нитроглицерина и нитропруссида натрия. В сердце крыс примерно 80% ?-АР принадлежат к семейству ?1-АР. Также известно, что основными адренорецепторами, которые участвуют в регуляции функций сердца у крыс, являются не только ?1-АР, но и ?1-АР. В реализации холинергических влияний на сердце наиболее значителен вклад м2-ХР. Вместе с тем, из анализа литературных источников стало ясно, что активность eNOS влияет на выраженность холинергических влияний в регуляции функций сердца. Полученные экспериментальные результаты и литературные данные вызвали необходимость исследования влияния селективного блокатора ?1-АР атенолола, ?1-АР празозина и м2-ХР галамина на эффекты донора оксида азота нитроглицерина как при интактных, так и блокированных введением L-NAME NO-синтазах.

Модуляция эффектов NO на насосную функцию сердца крыс антагонистами ?1, ?1-адренорецепторов и м2-холинорецепторов в условиях предварительной блокады
NO-синтаз


Частота сердечных сокращений у крыс с блокадой синтеза оксида азота на 7,4% ниже по сравнению с группой контроль+НГ (P<0,05). Введение НГ вызвало снижение ЧСС у крыс в группах контроль+НГ и L-NAME+НГ, но блокада NO-синтаз увеличивает выраженность отрицательного хронотропного эффекта донора NO нитроглицерина с 18% до 32,7%. (P<0,01), что выше на 14,8% (P<0,05) по сравнению с группой контроль+НГ (рис. 5).
В условиях блокады ?1-АР атенололом самые низкие величины ЧСС выявлены у крыс с блокадой NO-синтаз. Установлено, что блокада ?1-АР привела к снижению реакции ЧСС на НГ в группе контроль+НГ с 17,9?2,3% до 10,0?2,3% (Р<0,05) и в группе L-NAME+НГ с 32,7?5,5% до 6,0?1,5% (P<0,001). Следовательно, блокада адренергических влияний, реализуемых ?1-АР существенно снижает реакцию ЧСС на НГ и данный эффект наиболее выражен у крыс с блокадой NO-синтаз.


Воздействие НГ после блокады ?1-АР празозином, введенного на фоне блокады ?1-АР, не вызвало изменений ЧСС во всех группах животных. Это свидетельствует о том, что отрицательный хронотропный эффект нитроглицерина связан с угнетением адренергических влияний, реализуемых ?1-АР и ?1-АР.
Нитроглицерин, введенный после блокады м2-ХР галамином в условиях блокады ?1-АР и ?1-АР, не повлиял на показатели ЧСС ни в одной из групп крыс. Установлено, что под влиянием L-NAME происходит увеличение холинергических влияний на ЧСС, реакция на блокаду м2-ХР составила 9,9?2,8% и отсутствовала в группе контроль+НГ. Следует отметить, что у крыс группы контроль+физраствор, которым не вводился нитроглицерин, показатели ЧСС были значительно выше на протяжении всего эксперимента.
Ударный объем крови крыс с блокадой NO-синтаз на 10,5% ниже показателей группы контроль+НГ (P<0,05). Отрицательный инотропный эффект НГ на фоне блокады NO-синтаз составил 25,8%, что на 11,4% больше реакции УОК у крыс группы контроль+НГ (P<0,05) (рис. 6).
После блокады ?1-АР произошло существенное снижение реакции УОК на введение НГ в группе L-NAME+НГ, где реакция составила лишь 8,5?2,3%, что значительно ниже первоначальной реакции. Введение НГ привело к снижению УОК у крыс группы контроль+НГ на 19,2%, что значительно выше реакции крыс группы L-NAME+НГ, у которых она равна 8,5% (P<0,01).

Таблица 3
Модуляция эффектов нитроглицерина на частоту сердечных сокращений и ударный объем крови
последовательной блокадой адренорецепторов и холинорецепторов


Вводимые препараты Частота сердечных сокращений, уд/мин Ударный объем крови, мл
Контроль + физраствор Контроль + НГ L-NAME+ НГ Контроль + физраствор Контроль + НГ L-NAME+ НГ
НГ исходные 430,01?10,53 425,71?10,32 394,18?10,25# 0,378?0,009 0,377?0,010 0,338?0,010##
эффект 436,53?16,45 370,48?19,04* 321,63?17,87** 0,365?0,011 0,321?0,007*** 0,251?0,012**#
атенолол исходные 430,41?10,69 369,92?9,74 330,40?13,25# 0,368?0,013 0,385?0,016 0,350?0,014
эффект 351,79?9,87*** 298,03?8,19*** 278,69?17,49* 0,315?0,016* 0,325?0,016* 0,292?0,013**
НГ исходные 348,50?10,44 297,93?11,08 279,16?8,64 0,347?0,013 0,388?0,016 0,363?0,010
эффект 337,76?12,17 280,63?8,59 266,14?14,31 0,343?0,013 0,312?0,015** 0,331?0,002**
празозин исходные 343,86?10,50 281,81?8,80 267,06?6,78 0,358?0,017 0,425?0,019 0,355?0,014##
эффект 311,73?11,33* 263,02?11,32 261,14?13,10 0,285?0,012** 0,335?0,020** 0,306?0,009*
НГ исходные 309,58?11,47 265,02?11,02 264,30?6,95 0,342?0,008 0,438?0,020 0,345?0,007#
эффект 310,16?13,28 266,57?11,15 258,74?13,80 0,354?0,011 0,391?0,022 0,322?0,006*#
галамин исходные 309,68?10,72 268,90?10,75 265,62?7,65 0,369?0,016 0,445?0,030 0,355?0,010#
эффект 315,51?14,80 274,65?13,62 280,56?13,40 0,427?0,012** 0,549?0,032* 0,453?0,023***#
НГ исходные 317,60?11,31 276,51?10,77 281,63?7,60 0,408?0,016 0,482?0,029 0,426?0,022
эффект 321,24?15,48 272,53?12,33 279,94?14,88 0,394?0,015 0,424?0,030 0,373?0,020


Примечание: * - достоверность различий по сравнению с исходными величинами
(* - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001). # - достоверные различия между группами контроль+НГ/L-NAME+НГ (# - Р<0,05; ## - Р<0,01).








Рис.5 Влияние последовательного введения антагонистов ?1-АР, ?1-АР и м2-ХР на реакцию показателей насосной функции сердца при
введении нитроглицерина.

Реакция на НГ после последующей блокады ?1-АР празозином у крыс группы L-NAME+НГ самая низкая и составляет 13,1?2,1%, что меньше по сравнению с группой контроль+НГ – 21,1?2,1% (P<0,05). Обращает на себя внимание одинаково выраженная и высокая реакция УОК на атенолол у крыс групп контроль+НГ и L-NAME+НГ, однако реакция на празозин у крыс с блокадой NO-синтаз значительно ниже. На фоне блокады ?1-АР и ?1-АР введение НГ вызвало снижение УОК в группе с блокадой NO-синтазы на 6,7%, однако более значительные изменения на 11,2% произошли у крыс группы контроль+НГ.
На фоне блокады ?1-АР, ?1-АР и м2-ХР отрицательные инотропные реакции НГ выражены в равной мере в группах контроль+НГ и L-NAME+НГ и составляют 12% и 12,7%.


Следовательно, блокада NO-синтаз введением L-NAME вызывает снижение УОК у крыс, что обусловлено уменьшением регуляторных влияний, реализуемых ?1-АР и повышением роли м2-ХР. Отрицательный инотропный эффект НГ более выражен у крыс с блокадой NO-синтазы, его выраженность снижается при последовательной блокаде ?1-АР и ?1-АР. Следовательно, отрицательное инотропное действие донора оксида азота связано с угнетением адренергических влияний, реализуемых ?1-АР и ?1-АР. Введение блокатора м2-ХР галамина на фоне действия антагонистов ?1-АР и ?1-АР привело к увеличению УОК во всех группах крыс, наиболее выраженная реакция, составившая 29,8%, выявлена у крыс с блокадой NO-синтаз.


Блокада NO-синтаз введением L-NAME вызывает снижение минутного объема крови (МОК) (рис.5) на 12,3% (Р<0,05). После введения НГ у крыс с блокадой NO-синтаз наблюдается наиболее выраженное уменьшение МОК на 47,9%, в группе контроль+НГ реакция в 2 раза меньше - 21,7% (P<0,001).
Введение атенолола привело к снижению МОК у животных всех групп. В группе животных L-NAME+НГ реакция на блокаду ?1-АР составила 23,2?2,2%, что значительно ниже по сравнению с группой контроль+НГ– 33,99?3,3% (p<0,05). Это свидетельствует о том, что у крыс с блокадой синтеза NO снижены адренергические влияния на МОК, реализуемые ?1-АР. Нитроглицерин, вводимый на фоне блокады ?1-АР, вызывает снижение МОК в группе L-NAME+НГ на 8,8?0,8%, что значительно меньше реакции животных группы контроль+НГ - 21,5?3,7% (P<0,01).


Можно отметить, что блокада ?1-АР значительно снижает реакцию МОК на введение НГ в группе L-NAME+НГ и не влияет на выраженность снижения МОК у крыс группы контроль+НГ. У крыс с блокадой синтеза NO после введения атенолола и НГ показатели МОК значительно ниже, по сравнению с группами контроль+НГ и особенно контроль+физраствор (P<0,05).


Блокада ?1-АР празозином вызвала снижение МОК у животных с блокадой NO синтаз на 15,6?2,0%, что значительно меньше реакции в группе контроль+физраствор 24,8?2,9% (p<0,05) (рис. 4.17). На фоне блокады ?1-АР и ?1-АР реакция на НГ составляет 9,2% и 7,5% (Р>0,05).
Это позволяет предполагать, что происходит увеличение холинергических влияний на МОК вследствие воздействия нитроглицерином. На фоне блокады ?1-АР, ?1-АР и м2-ХР реакции МОК на НГ составили 10,6% и 13,9%, межгрупповых различий не выявлено.


Систолическое артериальное давление у крыс с блокадой синтеза NO на 17,7% выше по сравнению с группой контроль+НГ (P<0,05). Отмечено гипотензивное действие НГ в обеих группах животных, но выраженность его различна: у крыс с блокадой NO-синтаз реакция составила 46,2% (p<0,001), а у интактных крыс – 38,1% (p<0,001).


Отмечено гипотензивное действие НГ на фоне блокады атенололом: у крыс с блокадой NO-синтаз эффект составил 35,6% (p<0,01) и был выше, чем в группе контроль+НГ, где реакция составила 31,1% (p<0,001). После блокады ?1-АР в группе L-NAME+НГ введенный НГ вызвал кратковременный, но выраженный гипотензивный эффект реакция составила 34,8% (p<0,05), что в 2 раза больше реакции у крыс группы контроль+НГ – 15,3%. Введение НГ на фоне блокады м-ХР галамином вызвало кратковременный гипотензивный эффект только у животных с блокадой NO-синтаз, реакция – 31,7% (p<0,01).


Общее периферическое сопротивление сосудов у крыс с блокадой синтеза оксида азота на 77% выше, чем у крыс группы контроль+НГ (P<0,01). Блокада NO-синтаз увеличивает выраженность снижения ОПСС при воздействии донора NO нитроглицерина с 39% до 49%. Реакция на введение атенолола составила 32%, что значительно выше, чем в группе контроль+НГ (7%). Сопоставление реакций свидетельствует о том, что адренергические влияния на ОПСС, реализуемые ?1-АР, у животных с блокадой синтеза оксида азота значительно выше, чем у крыс группы контроль+НГ. Введенный на этом фоне НГ привел к кратковременному снижению ОПСС у животных с блокадой NO-синтаз, у которых установлена максимальная реакция 50,7% (p<0,05) и у крыс группы контроль+НГ – 34,6% (p<0,01). Эти данные свидетельствуют о том, что блокада ?1-АР не влияет на выраженность эффектов НГ на ОПСС. Вместе с тем, блокада NO-синтаз вызывает значительное увеличение адренергических влияний на ОПСС, реализуемых ?1-АР по сравнению с животными группы контроль+НГ. В условиях блокады ?1-АР и ?1-АР воздействие НГ уменьшило ОПСС: у крыс с блокадой NO-синтазы реакция 23% (p<0,05), а в группе контроль+НГ она выше – 33,9% (p<0,05). Поскольку у крыс с блокадой NO-синтаз реакция на НГ не изменяется в условиях блокады ?1-АР и уменьшается в два раза после блокады ?1-АР, следовательно, влияние НГ на ОПСС вызывает угнетение адренергических влияний, реализуемых ?1-АР.


Реакция ОПСС на введение НГ на фоне блокады ?1-АР, ?1-АР и м2-ХР составила 22% в группе контроль+НГ, это значительно выше по сравнению с реакцией группы с блокадой синтеза оксида азота - 6,7%. Это свидетельствует о том, что блокада м2-ХР значительно снижает реакцию ОПСС на введение НГ.
Следует отметить, что показатели ОПСС у крыс с блокадой синтеза NO остаются на более высоком уровне на протяжении всего исследования - как при введении НГ, так и при последовательной блокаде ?1-АР, ?1-АР и м2-ХР, а в группе контроль+НГ наиболее выраженное снижение ОПСС на 39% имеет тенденцию к снижению при последовательной блокаде ?1-АР, ?1-АР и м2-ХР.


Мощность сердечных сокращений увеличена у крыс с блокадой синтеза оксида азота на 20,7%. Снижение мощности сердечных сокращений при введении НГ происходит в равной мере в контрольной группе на 58,5% и у животных с блокадой NO-синтазы на 59,5%. На фоне блокады атенололом воздействие НГ привело к снижению данного показателя как у крыс с блокадой NO-синтазы, так и у контрольных: на 28% (p<0,05) и 46,4% (p<0,01) соответственно. Мощность сердечных сокращений при введении НГ на фоне блокады ?1-АР у крыс с блокадой NO-синтазы выше, чем в группе контроль+НГ. На фоне последовательной блокады адренорецепторов влияние НГ на мощность сердечных сокращений постепенно снижается с 58,5% до 28% после блокады ?1-АР и до 36,8% после блокатора ?1-АР. В группе с блокадой NO-синтаз происходят аналогичные изменения под влиянием адреноблокаторов - реакция на НГ с 59,5% снижается до 44,6%. Следует отметить, что наибольшие изменения в выраженности эффектов НГ происходят все же после блокады ?1-АР. Обращает на себя внимание высокая реакция мощности сокращений (52%) на галамин в группе с блокадой синтеза оксида азота. Вместе с тем, и в группе контроль+НГ происходит значительное снижение данного показателя на 23,8%.


Следовательно, под влиянием блокады NO-синтаз снижается роль адренергических влияний в регуляции мощности сердечных сокращений и в большей мере это связано с ?1-АР. Одновременно, в этой группе крыс происходит значительное повышение холинергических влияний, которые реализуются через м2-ХР. На фоне блокады ?1-АР, ?1-АР и м2-ХР не происходит существенного изменения реакции мощности сердечных сокращений на введение НГ и она составляет 29% у крыс с блокадой синтеза NO и 33% в группе контроль+НГ.


Расход энергии на перемещение 1 литра крови у крыс с блокадой NO-синтазы на 46,6% выше показателей группы контроль+НГ (Р<0,05). Введение НГ приводит к снижению данного показателя в обеих группах, причем реакция более выражена у животных с блокадой синтеза оксида азота и составляет 56,2%. После блокады атенололом НГ вызвал выраженное снижение Рэ крыс с блокадой NO-синтазы и у животных контроль+НГ на 42,4% (p<0,05) и 37,5% (p<0,05).
Блокада празозином не оказала влияния на Рэ у крыс с блокадой NO-синтазы, в то время как у крыс групп контроль+физраствор и контроль+НГ произошло его выраженное снижение на 52,8% (p<0,05) и 31,5% (p<0,001). В условиях блокады празозином введение НГ вызвало снижение данного показателя у крыс с блокадой NO-синтазы на 34,8% (p<0,05). Расход энергии на перемещение 1 литра крови после последующего введения галамина и НГ не изменился ни в одной из групп животных. Следует отметить, что расход энергии на перемещение одного литра крови у крыс с блокадой NO-синтазы на протяжении всего эксперимента увеличен по сравнению с животными группы контроль+НГ (рис. 4.29).


Объемная скорость изгнания крови на 18,4% меньше у крыс с блокадой NO-синтазы, чем в группе контроль+НГ (p<0,01) (табл. 4.22). Введение НГ вызывает снижение данного показателя на 7,7% у крыс группы L-NAME+НГ и на 13,5% у животных группы контроль+НГ (рис. 4.30). Блокада атенололом вызвала выраженное снижение данного показателя у всех групп животных. Наиболее высокая реакция у крыс контроль+физраствор- 29,4%, в группах контроль+НГ и L-NAME+НГ она ниже и составляет соответственно 24% и 20,5%. Введение на этом фоне НГ не оказало воздействия на Ve у крыс с блокадой NO-синтаз, в отличие от контрольных животных, где установлено снижение объемной скорости изгнания крови (p<0,05). В условиях блокады ?1-АР, ?1-АР и м-ХР НГ не оказал воздействия на данный показатель ни в одной из опытных групп.


Согласно нашим данным, у крыс с блокадой NO-синтаз увеличено ОПСС на 77%, мощность сердечных сокращений на 20,7%, расход энергии на перемещение 1 литра крови на 46%, а объемная скорость изгнания крови на 18,4% меньше, по сравнению с контролем. У крыс с блокадой NO-синтазы расход энергии на перемещение одного литра крови независимо от введения нитроглицерина и последовательной блокады адрено- и холинорецепторов значительно выше, по сравнению с группой контроля.


Анализ длительности периода изгнания крови из левого желудочка сердца, фазы быстрого и медленного изгнания при введении НГ на фоне блокады адренорецепторов и холинорецепторов позволил выявить особенности влияния NO на фазовую структуру сердечного цикла.
Установлено, что фаза быстрого изгнания крови составляет 13,8 - 15% от длительности периода изгнания крови, а фаза медленного изгнания 85 - 86%. Введение нитроглицерина уменьшает длительность фазы быстрого изгнания с 15% до 10% и увеличивает длительность фазы медленного изгнания с 85% до 90% у крыс группы контроль+НГ. Это свидетельствует о том, что донор NO нитроглицерин изменяет соотношение фаз быстрого и медленного изгнания крови относительно периода изгнания, которое сопровождается уменьшением длительности быстрого и увеличением длительности медленного изгнания. У крыс с блокадой синтеза оксида азота эти изменения менее выражены.


У крыс с блокадой NO-синтаз нами установлено увеличение периода изгнания крови на 17,3% за счет удлинения фазы медленного изгнания. Донор NO нитроглицерин увеличивал период изгнания крови за счет увеличения фазы медленного изгнания и уменьшения фазы быстрого изгнания. Это свидетельствует о том, что NO-зависимые механизмы принимают участие в регуляции фазовой структуры сердечного цикла. Воздействие атенололом увеличивало период изгнания крови во всех группах животных за счет увеличения времени медленного изгнания крови и уменьшения фазы быстрого изгнания.
У крыс с блокадой синтеза NO-синтаз введением L-NAME выявлено повышение СД и ДД на 17,7% и 20% соответственно. Максимальный гипотензивный эффект НГ проявляется через 30 секунд: у крыс с блокадой NO-синтаз реакция СД 46% и ДД 47,5%, а у интактных крыс СД 38% и ДД на 43%. Как видно из приведенных данных, гипотензивное действие НГ в большей мере проявляется у крыс с блокадой синтеза NO. Блокада ?1-АР атенололом не вызвала изменений СД и ДД у крыс с блокадой NO-синтаз, при этом отмечена тенденция к повышению данного показателя. На фоне блокады ?1-АР НГ вызвал снижение СД и ДД на 35,6% и 38,6% у крыс с блокадой синтеза NO, а у контрольной группы на 31% и 32% соответственно. Существенные межгрупповые различия в реакции СД и ДД выявлены на блокаду ?1-АР. На фоне блокады NO-синтаз происходит снижение СД на 13%, а ДД – на 16%, в группе с интактными NO-синтазами реакции на празозин значительно выше – 33,5% и 35,8%. В условиях блокады ?1-АР, ?1-АР нитроглицерин вызвал снижение СД у крыс с блокадой синтеза NO на 34,8%, что в 2 раза больше реакции у крыс группы контроль+НГ (15,3%). Снижение ДД на НГ под влиянием блокады ?1-АР, ?1-АР составило 37% у крыс с L-NAME, а в группе контроль+НГ изменений не выявлено. Блокада м2-ХР не вызывает существенного изменения СД и ДД. Однако на фоне полной блокады адрено и холинорецепторов гипотензивное действие НГ выражено значительно у крыс с блокадой синтеза оксида азота и снижение СД и ДД составило соответственно 32% и 35%.


Таким образом, у крыс нитроглицерин в дозе 0,4 мг/кг вызывает отрицательное инотропное, хронотропное и гипотензивное действие. Блокада NO-синтаз хроническим введением L-NAME оказывает существенное влияние на параметры насосной функции сердца крыс, снижая ЧСС, УОК, МОК, объемную скорость кровотока, увеличивая длительность периода изгнания крови и изменяя соотношение фаз быстрого и медленного изгнания крови. В то же время, под влиянием блокады синтеза оксида азота происходит повышение СД, ДД, ОПСС, мощности сердечных сокращений и расхода энергии на перемещение литра крови, что свидетельствует о неэкономном функционировании сердца таких животных. Установлено, что в реализации эффектов доноров оксида азота лежит их способность ослаблять или подавлять адренергические влияния, реализуемые через ?1-АР, ?1-АР и усиливать холинергические влияния, реализуемые м2-ХР.
Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о том, что оксид азота оказывает выраженное влияние на все показатели насосной функции сердца крыс. Его действие реализуется через различные подтипы адренергических и холинергических рецепторов. Причем впервые установлено, что отрицательные инотропные и хронотропные влияния доноров оксида азота на сердце крыс реализуются через угнетение адренергических влияний, реализуемых ?1, ?2, ?1- адренорецепторами и активацию холинергических влияний, которые реализуются м2-ХР.

Выводы
1. Доноры оксида азота нитроглицерин и нитропруссид натрия влияют на сердце, вызывая отрицательный хронотропный эффект и увеличивая длительность интервала PQ на электрокардиограмме.


2. Нитроглицерин в дозе 0,4 мг/кг приводит к снижению частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, минутного объема кровообращения, объемной скорости изгнания крови, артериального давления, общего периферического сопротивления сосудов, мощности сердечных сокращений, расхода энергии на перемещение 1 литра крови и увеличению периода изгнания крови.


3. Субстрат синтеза NO L-аргинин оказывает выраженный гипотензивный эффект и обладает двухфазным действием на хронотропную, инотропную функции сердца, длительность периода изгнания крови, вызывая первоначальное снижение показателей, а затем их увеличение.


4. D-аргинин вызывает гипотензивный эффект и обладает двухфазным действием на хронотропную, инотропную функции сердца, длительность периода изгнания крови, но данные изменения менее выражены по сравнению с L-аргинином, что предполагает наличие собственных, не зависящих от образования NO, эффектов данных аминокислот.


5. Отрицательный хронотропный эффект повышающихся доз нитроглицерина (от 0,2 мг/кг до 1 мг/кг) не проявляется на фоне блокады ?-АР. Нитропруссид натрия в дозе 1 мг/кг независимо от блокады ?-АР и м-ХР снижает ЧСС и увеличивает длительность интервала PQ.


6. Блокада NO-синтаз хроническим введением L-NAME вызывает уменьшение частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, минутного объема кровообращения, объемной скорости изгнания крови, увеличение периода изгнания крови, повышение артериального давления, общего периферического сопротивления сосудов, мощности сердечных сокращений, расхода энергии на перемещение 1 литра крови.


7. Блокада синтеза NO хроническим введением L-NAME увеличивает в 2 раза реакции показателей насосной функции сердца на нитроглицерин.


8. Отрицательный хронотропный эффект нитроглицерина снижается в условиях блокады ?1-АР и . не проявляется после блокады ?1-АР, следовательно, он связан с угнетением адренергических влияний, реализуемых ?1- и ?1- адренорецепторами.


9. У крыс с блокадой NO-синтаз отрицательный инотропный эффект нитроглицерина снижается в 2 раза после блокады ?1-адренорецепторов, следовательно, он связан с угнетением адренергических влияний, реализуемых ?1- адренорецепторами.


10. Блокада NO-синтаз введением L-NAME вызывает снижение ударного объема крови у крыс, что обусловлено уменьшением адренергических и повышением холинергических влияний, реализуемых соответственно ?1-адренорецепторами и м2-холинорецепторами.
 

Категория: Физика | Добавил: Гость (21.06.2011)
Просмотров: 1932 | Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Поиск