При адаптации к холоду активируется симпатическая система [1, 4, 6]. Известно, что адреналин, возбуждая постсинаптические альфа-1,2-адренорецепторы артерий, производит к сокращению артерий [2, 3, 5].
Одновременно адреналин возбуждает и бета-2-адренорецепторы артерий, что приводит к расширению артерий. Поэтому целью настоящей работы явилось изучение влияния блокады бета-адренорецепторов на реактивность артерий к адреналину, так как этот механизм мало изучен при холодовой адаптации [1, 4, 5]. Данная работа представляет как практический медицинский аспект, так и носит фундаментальный характер изучения реактивности адренорецепторов при адаптации к холоду.
Материалы и методы исследования
Для решения поставленных задач проведены исследования на кроликах самцах (массой 2,5-3,5 кг) под наркозом. Контрольную группу составили 30 кроликов, содержавшихся при температуре окружающей среды (+)18-22 °С в течение 30 дней. Холодовое воздействие проводилось ежедневно у кроликов по 6 часов при температуре (-)10 °C в течение 5, 10, 30 дней холодовой адаптации. Исследовали сосудистую ответную реакцию задней конечности при перфузии кровью этого же животного с помощью насоса постоянной производительности без обзидана и на фоне блокады бета-адренорецепторов артерий обзиданом (пропранолол). Адреналин в восьми возрастающих дозах вводили перед входом насоса, изменения перфузионного давления регистрировали электроманометром фирмы Motorola MPX5100DP и после преобразования 12-разрядным АЦП (ADS-1286) регистрировали компьютером. Количественная оценка рецепторов проводилась в двойных обратных координатах Лайниувера-Берка [4,5].
Результаты исследования и их обсуждение
На рис. 1 представлены данные оценки адренореактивности артерий в двойных обратных координатах у кроликов в контроле (N) и после 5-дневного охлаждения (5 дней) без обзидана. Контрольная группа животных представлена на рис. 1 прямой (N), которая пересекает ось ординат при 1/Рм = 0,0045, что соответствует Рм = 222,2 мм рт ст. и отражает количество активных альфа-адренорецепторов артериальных сосудов у животных контрольной группы. После 5-дневного охлаждения 1/Рм = 0,0034, что соответствует Рм = 294 мм рт. ст. Таким образом, количество активных альфа-адренорецепторов после 5-дневного охлаждения увеличилось в 1,32 раза или возросло на 31 % по сравнению с контрольной группой. После 5-дневного охлаждения чувствительность альфа-адренорецепторов артерий к адреналину уменьшилась с 1/К = 1,2 в контроле до 1/К = 0,8, то есть снизилась в 1,5 раза или на 34 %.
Таким образом можно сделать вывод, что после 5-дневного охлаждения (без обзидана) чувствительность альфа-адренорецепторов к адреналину снижается в 1,5 раза, но повышается количество активных альфа-адренорецепторов в 1,32 раза.
Рис. 1. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N) и после 5 дней холодовой адаптации (без обзидана)
На рис. 2 представлены величины повышения перфузионного давления (Pm, мм рт. ст.) контрольной группы (N+ОБЗИДАН) и кроликов после 5 дней холодовой адаптации(5 ДНЕЙ + ОБЗИДАН) в ответ на введение восьми доз адреналина. В обоих группах увеличение дозы адреналина ведет к увеличению прессорной реакции перфузионного давления (Pm). При дозах адреналина от 0,25 до 3,0 мкг/кг прессорная реакция была больше в группе после 5 дней холодовой адаптации (Р < 0.01). Количество активных альфа-адренорецепторов к адреналину после 5 дней адаптации к холоду (на фоне обзидана) увеличилось до 1/Рм = 0,00235 (Рм = 425 ± 6 мм рт. ст.) и было больше, чем в контроле, в 1,57 раза, где Рм = 270 мм рт. ст. (P < 0,05). На фоне обзидана после 5 дней адаптации к холоду чувствительность альфа-адренорецепторов была такой же, как и без обзидана В контроле (рис. 3) 1/Рм = 0,0045, что соответствует Рм = 222,2 мм рт. ст. и отражает количество активных альфа-адренорецепторов артериальных сосудов. Как видно из рис. 3, реактивность артерий животных после 10-дневного охлаждения (без обзидана) 1/Рм = 0,0034, что соответствует Рм = 294 мм рт. ст.
Рис. 2. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N + ОБЗИДАН) и после 5 дней холодовой адаптации на фоне блокады бета-адренорецепторов обзиданом (5 ДНЕЙ + ОБЗИДАН). 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)
Рис. 3. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N) и после 10 дней холодовой адаптации (без обзидана)
Из рис. 4 видно, что после 10 дней адаптации к холоду на фоне обзидана чувствительность альфа-адренорецепторов увеличилась в 1,5 раза до 1/К = 1,8, в контрольной группе 1/К = 1,2. Количество активных альфа-адренорецепторов артерий к адреналину на фоне обзидана после 10? дней адаптации к холоду увеличилось в 1,48 раза до Рм = 400 мм рт. ст (в контроле Рм = 270) после 10 дней охлаждения.
Рис. 4. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе с обзиданом (N + ОБЗИДАН) и после 10 дней холодовой адаптации на фоне блокады бета- адренорецепторов обзиданом (10 ДНЕЙ + ОБЗИДАН)
У кроликов до и после 30 дней холодовой адаптации (рис. 5) увеличение дозы адреналина ведет к увеличению прессорной реакции перфузионного давления (Pm). На все дозы адреналина реактивность артерий была больше после холодовой адаптации. Количество активных альфа-адренорецепторов (см.? рис. 5) увеличилось с Рм = 222 мм рт. ст. в контроле до Рм = 294 мм рт. ст. после 30-дневной холодовой адаптации, то есть количество активных альфа-адренорецепторов увеличилось в 1,32 раза или возросло на 32,3 % по сравнению с контрольной группой.
На (рис. 6) представлены данные повышения перфузионного давления у животных после 30 дней холодовой адаптации на восемь возрастающих доз адреналина на фоне блокады бета-адренорецепторов обзиданом, по отношению к контрольной группе также с блокадой бета-адренорецепторов обзиданом.
Рис. 5. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N) и после 30 дней холодовой адаптации (везде P < 0,05)
Рис. 6. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на адреналин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N) и после 30 дней холодовой адаптации на фоне блокады бета-адренорецепторов обзиданом (30 ДНЕЙ), (везде P < 0,05)
Показано (рис. 6), что значения повышения перфузионного давления (Pm, мм рт. ст.) контрольной группы (N+ОБЗИДАН) были меньше (P < 0,01), чем после холода (30 ДНЕЙ + ОБЗИДАН). Количество активных альфа-адренорецепторов на адреналин после 30 дней адаптации к холоду 1/Рм = 0,00265, что соответствует перфузионному давлению Рм = 377 ± 7 мм рт. ст. После 30 дней адаптации к холоду чувствительность альфа-адренорецепторов 1/К = 1,2 ± 0,04 и была равна чувствительности к контрольной группе 1/К = 1,2.
В результате анализа взаимодействия адреналина с альфа-адренорецепторами артериальных сосудов после 10 дней охлаждения (10 ДНЕЙ + ОБЗИДАН) на фоне обзидана показано, что блокада бета-адренорецепторов на 10-й день холодовой адаптации приводит к значительному увеличению прессорного действия адреналина на артерии по сравнению с животными без обзидана. На 30-й день адаптации к холоду (на фоне обзидана) чувствительность альфа-адренорецепторов к адреналину нормализовалась, а количество активных альфа-адренорецепторов повысилось в 1,4 раза с Рм = 270 в контроле до Рм = 377 мм рт. ст. после 30 дней охлаждения (P < 0,05). При холодовой адаптации усиливается прессорное действие адреналина на артерии конечности за счет увеличения функциональной активности с альфа-адренорецепторами. Но в то же время адреналин, возбуждая бета-2-адренорецепторы артерий (рис. 7), расширяет их [1, 2, 7].
Рис. 7. Характеристика депрессорного вклада бета-2-адренорецепторов в прессорное действие различных доз адреналина при внутриартериальном введении при перфузиии насосом постоянной производительности. На рисунке представлены величины разности между прессорным действием адреналина на артерии конечности с обзиданом (блокада бета-адренорецепторов) и действием адреналина без обзидана в контрольной группе (N-b2-AR), на 5-й, 10-й, 30-й день (30-Д-b2-AR) холодовой адаптации
Это действие адреналина на бета-2-адренорецепторы артерий при адаптации к холоду практически не изучено, так как считалось, что оно весьма не значительно. Поэтому важно определить величину и вклад депрессорного действия именно адреналина при адаптации к холоду. При адаптации к холоду на 5-й, 10-й, 30-й день бета-2-адренореактивность адреналина была больше контроля, максимальная бета-2-адренореактивность была на 5-й, 10-й день холодовой адаптации (рис. 7). На 10-й день холодовой адаптации бета-2-адренореактивность на адреналин была самой максимальной до дозы 2,5 мкг/кг, при больших дозах была максимальная b2-AR после 5 дней холодовой адаптации. После 30 дней холодовой адаптации b2-AR на адреналин была значительно больше контроля, но меньше, чем на 5-й и 10-й день холодовой адаптации. В результате проведенной работы установлено, что дозированная холодовая адаптация усиливает депрессорное действие адреналина на артерии конечности за счет усиления активности бета-2-адренорецепторов артерий. Усиление выработки тепла за счет увеличения бета-адренореактивности при действии холода доказано Ивановым П.К. [3], но активность этих рецепторов в артериях он не изучал, поэтому полученные нами данные позволяют сказать, что при холоде усиливается как терморегуляторная роль бета-адренорецепторов, так и их депрессорная роль на артерии конечности. При адаптации к холоду усиливается термогенез [2, 6, 8], больше вырабатывается тепла и организм имеет возможность лучше прогревать периферические ткани, поэтому, по нашему мнению, адреналин больше расширяет артерии для усиления кровотока за счет усиления бета-2-адренорецепторов. Полученные нами данные о том, что холодовая адаптация уменьшает прессорное действие адреналина за счет усиления бета-2-адренорецепторов артерий, могут быть основой для использования холодного климата при лечении различных заболеваний.
Рецензенты:
-
Торшин В.И., д.б.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии РУДН, г. Москва;
-
Северин А.Е., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии РУДН, г. Москва.
Работа поступила в редакцию 03.08.2011.