CC BY
21
МЕДИКО-БМОЛОГИНЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Влияние агониста р-опиатных рецепторов DAGO на тонус периферических сосудов при остром стрессе
Н.А.Бебякова1, С.Н.Курицын1, Т.М.Семушкина2, С.Д.Михайлова2
Северный государственный медицинский университет, кафедра медицинской биологии с курсом медицинской генетики, Архангельск (зав. кафедрой - проф. Н.А.Бебякова);
2Российский государственный медицинский университет им. Н.И.Пирогова, НИЛ патологии сердечно-сосудистой системы, Москва (зав. НИЛ - проф. С.Д.Михайлова)
В условиях острого стресса у крыс линии Wistar изучалось влияние активации |-опиатных рецепторов их высокоселективным лигандом DAGO на уровень стрессорной вазоконстрикции, оцениваемой с помощью реовазографического метода. Выявлено, что селективная активация |-опиатных рецепторов DAGO в условиях острого стресса приводит к снижению стрессобусловленного роста периферического сосудистого тонуса. Установлена роль вазоактивных эндо-телиальных факторов - оксида азота и эндотелина-1 в протективном эффекте DAGO на стрессобусловленный рост периферического сосудистого тонуса.
Ключевые слова: периферический сосудистый тонус, острый стресс, оксид азота, эндотелин-1, у-опиатные рецепторы, DAGO
Effect of agonist of p-opiate receptors DAGO on peripheral vascular tone during acute stress
N.A.Bebyakova1, S.N.Kuritsyn1, T.M.Semushkina2, S.D.Mikhaylova2
1Northen State Medical University, Department of Medical Biology with the Course of Medical Genetics, Arkhangelsk (Head of the Department - Prof. N.A.Bebyakova);
2N.I.Pirogov Russian State Medical University, Research Laboratory of Cardio-Vascular System, Moscow (Head of the Department - Prof. S.D.Mikhaylova)
The role of highly selective agonist of ^-opiate DAGO receptors in modulation of stress vasoconstriction estimated according to reovasographic method has been studied on Wistar rats in the conditions of acute stress. Selective activation of ^-opiate DAGO receptors in the conditions of acute stress resulted in the decrease on stressful growth of peripheral vascular tension. It was determinated the role of vasoactive endothelial factors - nitrogen oxide and endothelin-1 on the protective effect DAGO on a stressful growth of peripheral vascular tension.
Key words: peripheral vascular tension, acute stress, nitrogen oxide, endothelin-1, y-opiate receptors, DAGO
Предрасположенность к стрессорным нарушениям регуляции сосудистого тонуса является одной из причин возникновения артериальной гипертензии, в основе которой может лежать изменение функционирования различных стресс-лимитирующих систем организма, в том числе и опиоидергической системы. В исследованиях, посвященных
Для корреспонденции:
Михайлова Софья Давыдовна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая НИЛ патологии сердечно-сосудистой системы Российского государственного медицинского университета им. Н.И.Пирогова Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 Телефон: (495) 434-2188 E-mail: [email protected]
Статья поступила 20.04.2009 г., принята к печати 31.03.2010 г.
изучению опиоидергической модуляции сосудистого тонуса, авторами в основном рассматривается влияние опиоидных пептидов на центральные механизмы регуляции этих изменений. Вопрос о влиянии опиоидов на периферический сосудистый тонус (ПТС) остается недостаточно исследованным. В литературе имеются лишь единичные данные, касающиеся модуляции опиоидами ПТС [1].
В конце ХХ века сформировалось направление фундаментальных исследований, в котором рассматривается роль эндотелиальных факторов регуляции тонуса сосудов [2-7]. Было выявлено, что эндотелий участвует в формировании системных гемодинамических реакций, регулирует местный сосудистый тонус, являясь конечным звеном нейрогенной и гуморальной регуляции. Функциональная перестройка эндо-
телия при воздействии стрессорных факторов заключается в изменении сбалансированной секреции веществ, регулирующих тонус сосудов [3, 8, 9].
В настоящее время в механизмах внутриклеточной регуляции тонуса кровеносных сосудов установлена важная роль эндотелина-1 (ЕТ-1) - самого мощного из известных эндотелиальных факторов с констрикторными свойствами [6-9] и оксида азота (NO) - одного из сильнейших вазодила-таторов эндотелиального происхождения [10].
Учитывая, что в эндотелии кровеносных сосудов обнаружены |-опиатные рецепторы [11], можно предположить, что опиоидные пептиды могут реализовывать стресслимитиру-ющие эффекты на сердечно-сосудистую систему через изменение функционирования эндотелиальных факторов.
В литературе встречаются единичные работы о роли NO в механизмах опиоидергической модуляции сосудистого тонуса [12], данных о роли ЕТ-1 в этих механизмах нами не обнаружено. Однако имеются данные о взаимосвязи как опиоидных пептидов, так и ЕТ-1 с биологически активными веществами, такими как катехоламины, ангио-тензин и др., в регуляции сосудистого тонуса [7, 12-14]. Эти факты свидетельствуют о возможном участии NO и ЕТ-1 как эндотелиальных факторов в механизмах опиои-дергической регуляции ПТС, но вопрос об их роли в механизмах опиоидергической регуляции ПТС в условиях острого стресса не исследован. Вместе с тем, для введения опиоидных пептидов в практику профилактики и коррекции стрессорных изменений гемодинамики необходимо знание тонких механизмов опиоидергической модуляции ПТС в условиях острого стресса.
В связи с этим целью данной работы явилось изучение влияния селективного агониста |-опиатных рецепторов DAGO на тонус периферических сосудов в условиях острого стресса.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования использовали бодрствующих крыс-самцов Wistar массой 200-250 г. Все животные, используемые в эксперименте, содержались в стандартных условиях вивария. Масса крыс соответствовала весовым показателям возрастных норм.
В качестве модели острого стресса использовали иммобилизацию животных в камере без жесткой фиксации в течение одного часа. ПТС оценивали по реовазограмме хвостовой артерии, снятой при помощи многофункционального диагностического компьютерного комплекса «Диастом-01» [15]. Для анализа периферического тонуса сосудов использовали индекс периферического сопротивления (ИПС). Уровень продукции NO и ЕТ-1 оценивали в плазме крови иммунофер-ментным методом, используя аналитическое оборудование производства компании «Anthos 2020» (Австрия).
DAGO (Tyr-D-Ala-Gly-(N-Metil)-Phe-Gly-ol)-enkephalin) вводили в дозе 100 мкг/кг в объеме 0,9 мл раствора Рингера внутрибрюшинно перед началом стрессирования [16]. Контрольным животным по той же схеме вводили 0,9 мл раствора Рингера.
Для оценки степени участия NO в модулирующем эффекте DAGO проводили предварительную блокаду NO-синтаз. В ка-
честве блокатора NO-синтаз использовали LNNA, который вводили в дозе 20 мг/кг за 10 мин до стрессирования [17, 18].
Для оценки степени участия ЕТ-1 в модулирующем эффекте лиганда проводили неселективную блокаду эндотели-новых рецепторов при помощи PD 145,065 в дозе 0,3 мг/кг внутрибрюшинно за 15 мин до начала стрессирования.
Исследование одобрено Комитетом по этике ГОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет» (протокол №56 от 11.02.2009 г.)
Результаты исследований и их обсуждение
Базовый уровень продукции NO у крыс Wistar составил 46,2 ± 1,9 мкм/л, а ЕТ-1 - 1,7 ± 0,2 фмоль/мл (табл. 1, 2). Острый стресс приводил к снижению уровня NO на 35,3% (р < 0,001) и повышению уровня ЕТ-1 на 14,2% по сравнению с базовым уровнем (р < 0,001). У животных в контрольной серии на протяжении всего срока иммобилизации наблюдался достоверный рост периферического сосудистого тонуса: ИПС к 60-й минуте стрессирования возрастал на 84,3% по сравнению с 5-й минутой эксперимента (р < 0,001) (табл. 3). Таким образом, в условиях острого стресса увеличение ПТС, вероятно, обусловлено снижением уровня NO и увеличением уровня ЕТ-1.
На фоне введения DAGO стрессобусловленный рост ИПС был менее выраженным: на 5-й минуте стрессирования на 35,7% ниже, чем в контроле (р < 0,001), а к 60-й минуте стрессирования это отличие составляло 22,0% (р < 0,001), что свидетельствует о протективном действии DAGO на стрессобусловленный рост ПТС (табл. 3). В данных условиях происходило увеличение уровня NO на 147,8% по сравнению с контролем (р < 0,001) и снижение уровня ЕТ-1 на 66,3% (р < 0,001) (табл. 1, 2).
Сопоставляя полученные данные, представляется уместным предположить, что протективное действие агониста |-опиатных рецепторов DAGO на стрессобусловленные из-
Таблица 1. Стрессобусловленные изменения уровня NO (M ± m)
Экспериментальная серия Уровень NO (мкм/л)
Базовый уровень (интактные животные) 46,2 ± 1,9
Стресс на фоне:
введения раствора Рингера (контроль) 29,9 ± 2,0
блокады NO-синтаз LNNA 18,0 ± 0,9**
введения DAGO 73,4 ± 4,0***
Стресс на фоне блокады NO-синтаз:
с последующим введением DAGO 27,3 ± 1,3
** р < 0,01, *** р < 0,001 по сравнению с контролем.
Таблица 2. Стрессобусловленные изменения уровня эндоте-лина-1 (M ± m)
Экспериментальная серия Базовый уровень (интактные животные) Базовый уровень (в условиях блокады эндотелиновых рецепторов на фоне введения PD 145,065)
Стресс на фоне:
введения раствора Рингера (контроль) 1,93 ± 0,12
блокады эндотелиновых рецепторов PD 145,065 3,43 ± 0,30***
введения DAGO 0,65 ± 0,11***
Стресс на фоне блокады эндотелиновых рецепторов:
с последующим введением DAGO 1,29 ± 0,12*
* р < 0,05, ** р < 0,01, *** р < 0,001 по сравнению с контролем.
Уровень ЕТ-1 (фмоль/мл) 1,69 ± 0,23 2,50 ± 0,23
Н.А.Бебякова и др. / Вестник РГМУ, 2010, №3, с. 70-73
Таблица 3. Стрессобусловленные изменения ИПС (в уд. ед.)
Серия 5 15 Время иммобилизации, мин 30 45 60
Контроль 72,5 ± 1,9 90,4 ± 2,5 108,0 ± 2,5 119,7 ± 1,1 133,6 ± 2,2
DAGO 46,7 ± 1,6*** 55,0 ± 1,7*** 66,1 ± 1,6*** 84,7 ± 1,9*** 104,1 ± 1,4***
LNNA 97,5 ± 1,2*** 109,5 ± 1,2*** 122,4 ± 1,0*** 143,9 ± 1,4*** 161,2 ± 1,9***
LNNA+ DAGO 77,0 ± 1,1''' 86,9 ± 1,5''' 122,7 ± 1,9''' 122,5 ± 1,4''' 134,3 ± 1,0'''
PD 145,065 70,4 ± 1,3 80,9 ± 2,0'' 92,6 ± 1,4''' 100,0 ± 1,8''' 113,5 ± 1,7'''
PD 145,065+ DAGO 42,4 ± 2,7 44,0 ± 2,9'' 58,0 ± 3,8' 80,0 ± 1,6 100,4 ± 1,3
*** р < 0,001 по сравнению с контролем; р < 0,05, "р < 0,01, '"р < 0,001 по сравнению с уровнем ИПС на фоне DAGO.
менения ПТС в условиях острого стресса связано с изменением секреции эндотелием основных вазоактивных факторов, влияющих на сосудистый тонус.
Для установления степени участия NO и ЕТ-1 в протектив-ном действии DAGO были проведены серии экспериментов с введением ингибитора NO-синтаз LNNA, а также с введением блокатора эндотелиновых рецепторов PD 145,065.
На фоне блокады NO-синтаз происходил более выраженный, чем в контроле, рост ИПС: к 5-й минуте эксперимента он был на 34,5% выше, чем в контроле на этой же минуте эксперимента (р < 0,001), а к 60-й минуте эксперимента это отличие составляло 20,7% (р < 0,001).
На фоне блокады NO-синтаз на 62,8% снижался DAGO-индуцированный уровень NO (р < 0,001), приближаясь к значениям в контроле. Этот факт свидетельствует о том, что DAGO-индуцированное увеличение уровня NO связано с изменением активности NO-синтаз.
В то же время предварительная блокада NO-синтаз приводила к частичному снижению протективного эффекта DAGO на стрессобусловленный рост ПТС, но не снимала его полностью. Показатели ИПС в данной серии были достоверно ниже, чем в экспериментальной серии с блокадой NO-синтаз. Снижение ИПС на 21,0% на 5-й минуте эксперимента и на 16,7% (р < 0,001) на 60-й минуте стрессирования по сравнению с контрольной блокадой NO-синтаз свидетельствует о сохранении протективного эффекта DAGO на стрессобусловленный рост периферического сосудистого тонуса (см. табл. 3). Учитывая, что DAGO-индуцированный уровень NO был обусловлен изменением NO-синтазной активности, частичное сохранение протективного эффекта селективной активации |-опиатных рецепторов в условиях блокады NO-синтаз свидетельствует о том, что в реализации протективного эффекта DAGO участвуют и другие механизмы регуляции сосудистого тонуса, не связанные с NO.
В условиях блокады эндотелиновых рецепторов наблюдался протективный эффект на стрессобусловленные изменения гемодинамики, т.к. изменения ПТС были менее выражены по сравнению с контролем (табл. 3). На фоне введения PD 145,065 в условиях иммобилизации ИПС был ниже показателей в контроле: на 15-й минуте стрессирования на 10,5% (р < 0,01), а на 60-й минуте - на 15,0% (р < 0,001). В условиях блокады эндотелиновых рецепторов наблюдалось увеличение уровня ЕТ-1 по сравнению с контролем (см. табл. 2). Это, вероятно, связано с тем, что снижение концентрации активных эндотелиновых рецепторов в эндотелии кровеносных сосудов при их блокаде приводит к увеличению концентрации соответствующего агониста [19]. На фоне введения DAGO наблюдалось снижение на 62,4% (р < 0,001) стимулированного блокадой эндотелиновых рецепторов
уровня ЕТ-1. Этот факт свидетельствует о важной роли ЕТ-1 в протективном действии DAGO на стрессобусловленную вазоконстрикцию. Кроме того, предварительная блокада эндотелиновых рецепторов на фоне введения DAGO в условиях острого стресса не приводила к суммарному снижению ИПС (см. табл. 3). Так, ИПС на фоне сочетанного действия блокады эндотелиновых рецепторов и последующей активации р-опиатных рецепторов на 60-й минуте стрессирования был лишь на 11,5% ниже, чем на фоне введения PD 145,065 на этой же минуте стрессирования и также статистически достоверно не отличался от показателей ИПС на фоне изолированного введения DAGO. Полученные данные свидетельствуют о ведущей роли ЕТ-1 в протективном действии селективного агониста р-опиатных рецепторов DAGO на стрессобусловленные изменения ПТС.
Заключение
Селективная активация р-опиатных рецепторов DAGO в условиях острого стресса приводит к снижению стрессо-бусловленного роста ПТС. Протективный эффект селективной активации р-опиатных рецепторов связан с изменением уровня вазоактивных эндотелиальных факторов -NO и ЕТ-1. Исследования показали, что одним из ведущих механизмов протективного действия DAGO на стрессобусловленную вазоконстрикцию является снижение уровня ЕТ-1. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения DAGO с целью его использования для коррекции эндотелиальной дисфункции при остром стрессе.
Работа поддержана грантами РФФИ №№ 05-04-97530, 08-04-98817.
Литература
1. Randich A. The use of specific opioid agonists and antagonists to delineate the vagally mediated antinociceptive and cardiovascular // Brain. Res. - 1993. -V. 603 - №2. - P.186-200.
2. Ольбинская Л.И. Эндотелиновая агрессия в патогенезе хронической сердечной недостаточности и подходы к ее терапевтической коррекции // Тер. архив. - 2005. - № 9. - С.88-93.
3. Омельянович Д.А. Паракринная функция эндотелия // Вопр. биол., мед. и фармак. химии. - 2006. - № 3. - С.51-56.
4. Соболева Г.Н. Состояние эндотелия при артериальной гипертензии и других факторах риска развития атеросклероза // Тер. архив. - 1997. - № 9. - С. 83-88.
5. Furchgott R.F., Zawadski J.V. The obligatory role of endothelial cells in relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine // Nature. - 1980. - V.288. - P.373-376.
6. Гомазков О.А. Эндотелин в кардиологии: молекулярные, физиологические и патологические аспекты // Кардиология. - 2001. - № 2. - С. 50-58.
7. Патарая С.А., Преображенский Д.В., Сидоренко Б.А., Масенко В.П. Биохимия и физиология семейства эндотелинов // Кардиология. - 2000. - № 6. - С.78-85.
8. La M., Reid J. Endothelin-1 and the regulation of vascular tone // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. - 1995. - V. 22. - P.315-323.
9. Yanagisawa M., Kurihara H., Kimura S. et al. A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells // Nature. - 1988. - V. 32. - P. 411-415.
10. Марков Х.М. Оксид азота и сердечно-сосудистая система // Успехи физиол. наук. - 2001. - Т.32. - № 3. - С.49-65.
11. Stefano G.B., Hartman A., Bilfinger T.V. Presence of the 3 opiate receptor in endothelial cells // J. Biol. Chem. - 1995. - V. 270. - №51. - P.30290-30293.
12. Маслов Л.Н. Взаимодействие р-опиоидных рецепторов с внутриклеточными сигнальными системами // Эксп. и клин. фармакол. - 2005. - № 4. - С. 70-80.
13. Пшенникова М.Г. Роль опиоидных пептидов в реакции организма на стресс // Патол. физиол. - 1987. - № 3. - С. 85-90.
14. Szabo B., Hedler L., Schurr C., Starke K. Peripheral simpatho-inhibitory carciovascular effects of opioid peptides in anaesthetized rabbits // Brit. J. Pharm. - 1998. - V.94. - № 3. - P.781-788.
15. Бебякова Н.А., Михайлова С.Д., Хромова А.В. и др. Методика оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы мелких лабораторных животных с помощью диагностического компьютерного комплекса «Диастом-01» // Патол. физиол. и экспер. тер. - 2002. - № 1. - С.25.
16. Девойно Л.В., Чейдо М.А., Альперина Е.Л. Включение ядра аккумбенс в стимуляцию иммунного ответа у крыс после активации опиоидных рецепторов DAGO // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. - 2001. - № 3. - С.369-374.
17. Арзамазцев Е.А., Северина И.С., Григорьев Н.Б., Гранник В.Г. Экзогенные доноры оксида азота и ингибиторы NOS // Вестник РАН. - 2003. - № 12. -С.88-95.
18. Реброва Т.Ю., Маслов Л.Н., Лишманов А.Ю., Там С.В. Стимуляция р- и ô-опиатных рецепторов и устойчивость изолированного сердца к окислительному стрессу: роль NO-синтазы // Биохимия. - 2001. - Т.66. - № 4. -С.520-527.
19. Yamada S., Yamamura H., Roeske W. Alrations in cardiac autonomic receptors following chemical sympathectomy // Circulation. - 1979. - V.60. - № 4. -P.275.
Информация об авторах:
Бебякова Наталья Александровна, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой медицинской биологии с курсом медицинской генетики Северного государственного медицинского университета Адрес: 163061, Архангельск, Троицкий пр-т, 51 Телефон: (8182) 28-5950 E-mail: [email protected]
Курицын Сергей Николаевич, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры медицинской биологии с курсом медицинской генетики Северного государственного медицинского университета Адрес: 163061, Архангельск, Троицкий п-т., 51 Телефон: (8182) 28-5950 E-mail: [email protected]
Семушкина Татьяна Михайловна, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник НИЛ патологии сердечно-сосудистой системы Российского государственного медицинского университета им. Н.И.Пирогова Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, 1 Тел. (495) 434-2188 E-mail: [email protected]
ИЗ жизни УНИВЕРСИТЕТА
Учебники и монографии
Сергеев И.И., Лакосина Н.Д., Панкова О.Ф. Психиатрия и наркология. — М.: МЕДпресс-информ, 2009. — 752 с.
Учебник подготовлен преподавателями кафедры психиатрии и медицинской психологии Российского государственного медицинского университета. Его содержание соответствует утвержденной программе по психиатрии и наркологии. Все симптомы, синдромы, диагностические рубрики, закономерности, варианты течения и исхода психических расстройств, вопросы их этиологии и патогенеза, терапии, прогноза и психопрофилактики изложены с позиций сопоставления у взрослых, детей и подростков. Особое внимание уделено психическим расстройствам, наиболее часто встречающимся в общемедицинской практике. Учебник предназначен для студентов лечебного, педиатрического и других факультетов медицинских вузов.
Кобринский Б.А., Зарубина Т.В. Медицинская информатика: Учебник для студентов вузов. - М.: Академия, 2009. - 192 с.
Приведены сведения об использовании стандартных прикладных программных средств для решения медицинских задач. Изложены основные понятия медицинских информационных систем. Показаны возможности медицинской информатики, нацеленные на поддержку деятельности практикующего врача. Описаны системы поддержки электронного документооборота и принятия лечебно-диагностических и организационных решений. Учебник предназначен для студентов высших медицинских учебных заведений.
