В артериях конечности и тонкого кишечника есть М3-холинорецепторы, которые при стимуляции [6, 8, 9,] вызывают расширение артерий. Но, по данным литературы, практически не изучена сравнительная функциональная физиология М-холинорецепторов этих сосудистых регионов, особенно при адаптации к холоду [1, 2, 4]. Важность изучения этих вопросов состоит в том, что артерии тонкого кишечника характеризуют кровоток «ядра» тела [2, 8], а артерии конечности ‒ кровоток «оболочки» тела. Известно, что при холоде происходит перераспределение кровотока, уменьшается кровоток поверхности тела, чтобы уменьшить теплоотдачу [2]. Больше изучено и показано, что при адаптации к холоду активируются адренергические механизмы [1, 2, 4, 5]. Но практически почти нет публикаций о реактивности М-холинорецепторов при адаптации к холоду [3, 5, 6, 7]. Поэтому в данной работе изучена сравнительная функциональная активность М3-холинорецепторов артериальных сосудов задней конечности и тонкого кишечника кролика после адаптации к холоду.
Материалы и методы исследования
Проведены исследования на кроликах самцах (массой 2,5-3,5 кг) под наркозом. Холодовое воздействие проводилось ежедневно у кроликов по 6 часов при температуре (-)10 °C. Исследовали сосудистую ответную реакцию задней конечности и тонкого кишечника при перфузии кровью этого же животного с помощью насоса постоянной производительности. Ацетилхолин в восьми дозах вводили перед входом насоса, изменения перфузионного давления регистрировали электроманометрами и после преобразования АЦП регистрировали компьютером. Анализ холинореактивности артерий проводили в двойных обратных координатах Лайниувера-Берка [6, 7, 8, 9].
Результаты исследования и их обсуждение
После 30 дней холодовой адаптации депрессорная реакция артерий конечности на дозы ацетилхолина от 0,02-0,05 мкг∙кг была достоверно больше контроля (Р < 0,05) (рис. 1). А при дозах ацетилхолина
0,2-0,8 мкг∙кг депрессорная реакция была уже больше в контрольной группе, чем после 30 дней холодовой адаптации (P < 0,001).
При дозе ацетилхолина 0,1 мкг∙кг после 30 дней холодовой адаптации перфузионное давление артерий конечности снижалось на 38,81 мм рт. ст., в контрольной группе на 36,82 мм рт. ст. (P > 0,05). При дозе ацетилхолина 0,2 мкг∙кг после 30 дней холодовой адаптации перфузионное давление снижалось на 46,88 мм рт. ст., в контрольной группе на 54,14 мм рт. ст. (P < 0,001). При дозе ацетилхолина 0,3 мкг∙кг после 30 дней холодовой адаптации перфузионное давление снижалось на 50,09 мм рт. ст., в контрольной группе на 63,91 мм рт. ст. (P < 0,001). При дозе ацетилхолина 0,8 мкг∙кг после 30 дней холодовой адаптации перфузионное давление снижалось на 55,04 мм рт. ст., в контрольной группе на 81,87 мм рт. ст. (P < 0,001).
Рис. 1. Средние величины снижения перфузионного давления артериального русла задней конечности на ацетилхолин в контрольной группе и после 30 дней холодовой адаптации.
По оси абсцисс: дозы препарата в мкг/кг (Y). По оси ординат: изменение перфузионного давления, мм рт. ст., черные столбики - животные контрольной группы, более светлые столбики - животные после воздействия холода
После 30 дней холодовой адаптации депрессорная реакция артерий конечности на возрастающие дозы ацетилхолина с 0,02 до 0,05 мкг/кг была больше соответствующих реакций контрольной группы на 59-25 %. А при дозах 0,2-0,8 мкг∙кг депрессорная реакция после 30 дней адаптации к холоду была уже меньше контроля (соответственно дозам) на 14-33 %.
Для выяснения механизмов изменения холинореактивности артериальных сосудов конечности кролика после 30 дней холодовой адаптации к ацетилхолину и количественной оценки взаимодействия медиатор-рецептор на рис. 2, представлен график изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах. Как видно из рис. 2 прямая, отражающая реактивность артерий конечности животных после 30 дней холодовой адаптации, пересекает ось ординат при 1/Рм = -0,017, что соответствует Рм = -58,8 мм рт. ст., что характеризует количество активных М-холинорецепторов. Количество активных М-холинорецепторов уменьшилось с Рм = -100 мм рт. ст. в контроле до Рм = -58,8 мм рт. ст. после 30 дней холодовой адаптации, то есть количество активных М-холинорецепторов артерий конечности после холода уменьшилось на 41 % по сравнению с контрольной группой (P < 0,05).
Для характеристики чувствительности взаимодействия ацетилхолина с М-холинорецепторами артерий конечности прямая, характеризующая реактивность артерий, была экстраполирована до пересечения с осью абсцисс. Это позволило получить параметр 1/К = 20 + -1,2, который характеризует чувствительность артерий конечности при взаимодействии ацетилхолина с М-холинорецепторами и который был после холода на 233 % больше чем в контрольной группе, где 1/К = 6 (P < 0,05).
На рис. 3, 4 приведены данные изучения 30 дневной холодовой адаптации на функциональную активность М-холинорецепторов артериальных сосудов тонкого кишечника кролика. В группе животных после 30 дней холодовой адаптации (см. рис. 3) введение восьми возрастающих доз ацетилхолина вызывало, как и в контрольной группе, снижение перфузионного давления.
После 30 дней холодовой адаптации депрессорная реакция на дозы ацетилхолина от 0,02-0,02 мкг∙кг достоверно не отличалась от контроля (Р > 0,05). А при дозах ацетилхолина 0,3-0,8 мкг∙кг депрессорная реакция была уже больше после 30 дней холодовой адаптации по сравнению с контролем (P < 0,001). На графике изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах (см. рис. 4) после 30 дней холодовой адаптации, пересекает ось ординат при 1/Рм = -0,05, что соответствует Рм = -20 мм рт. ст., что характеризует количество активных М-холинорецепторов артерий кишечника. После 30 дней холодовой адаптации количество активных М-холинорецепторов артерий кишечника уменьшилось с Рм = -33,3 мм рт. ст. в контроле до Рм = -20 мм рт. ст. после холода (уменьшилось на 40 %) (P < 0,05). Чувствительность (1/К = 12) взаимодействия ацетилхолина (см. рис. 4) с М-холинорецепторами артерий кишечника была после холода на 140 % больше, чем в контрольной группе, где 1/К = 5 (P < 0,05).
Рис. 2. Снижение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на ацетилхолин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N) и после 30 дней холодовой адаптации (30 дней). По оси абсцисс: от пересечения с осью ординат направо - доза препарата в обратной величине (1/мкг∙кг); ниже в круглых скобках - доза препарата в прямых величинах (мкг∙кг); от пересечения с осью ординат налево - величина чувствительности взаимодействия (1/К) рецепторов с миметиком, а обратная ей величина отражает сродство
(К, мкг∙кг) рецепторов к миметику. По оси ординат: обратная величина перфузионного давления (1/Рм); а прямая величина (Рм) мм рт. ст. - пропорциональна количеству активных рецепторов
Рис. 3. Средние величины снижения перфузионного давления артериального русла кишечника
на ацетилхолин в контрольной группе и после 30 дней холодовой адаптации
Проведенные исследования показали, что после 30 дней холодовой адаптации возрастает депрессорное действие ацетилхолина (при дозах 0,02-0,05 мкг∙кг) на артериальные сосуды конечности исключительно за счет увеличения чувствительности М3-холинорецепторов на 233 %. Уменьшение депрессорного действия ацетилхолина при дозах 0,2-0,8 мкг∙кг на артерии конечности объясняется снижением количества активных М3-холинорецепторов на 30-й день холодовой адаптации на 41 % по отношению к контрольной группе.
В артериях тонкого кишечника депрессорное действие ацетилхолина после 30 дней холодовой адаптации было меньше контрольной группы за счет снижения количества активных М-холинорецепторов на 40 %, хотя чувствительность взаимодействия ацетилхолина с М-холинорецепторами была на 140 % больше, чем в контрольной группе.
Рис. 4. Снижение перфузионного давления артериального русла кишечника кролика
на ацетилхолин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N) и после 30 дней холодовой адаптации (30 дней)
Сравнительный анализ холинореактивности артерий конечности и тонкого кишечника показал, что после 30 дней холодовой адаптации преобладало депрессорное действие ацетилхолина в артериях конечности, по сравнению с артериями тонкого кишечника, исключительно за счет большего увеличения чувствительности М3-холинорецепторов. В артериях конечности чувствительность М3-холинорецепторов увеличилась на 233 %, а в артериях тонкого кишечника всего на 140 % после 30 дней холодовой адаптации. В обоих сосудистых регионах количество М3-холинорецепторов уменьшилось на 40-41 % после 30 дней холодовой адаптации и достоверно не отличалось друг от друга.
Рецензенты:
Северин А.Б., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов», г. Москва;
Торшин В.И., д.б.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов», г. Москва.
Работа поступила в редакцию 19.07.2011.