Сравнение альфа-1-адренореактивности артерий конечности при пяти дневной и десяти дневной холодовой адаптации

СРАВНЕНИЕ АЛЬФА-1-АДРЕНОРЕАКТИВНОСТИ АРТЕРИЙ КОНЕЧНОСТИ ПРИ ПЯТИ ДНЕВНОЙ И ДЕСЯТИ ДНЕВНОЙ ХОЛОДОВОЙ АДАПТАЦИИ

Ананьев В.Н.

Институт медико-биологических проблем РАН, г. Москва

Аннотация. После 5-дневного воздействия холода чувствительность а1-адренорецепторов к фенилэфрину снижается в 1.2 раза, но повышается количество активных а1-адренорецепторов в 1.13 раза. В результате на все дозы фенилэфрина прессорное действие на артерии было больше после холода. После 10-и дней холодовой адаптации чувствительность альфа-1-адренорецепторов кожно-мышечной области к фенилэфрину увеличивается в 1,4 раза, а количество активных альфа-1-адренорецепторов достоверно не отличалось от контроля. В результате этого прессорная реакция конечности на все дозы фенилэфрина была больше контроля. Ключевые слова: адаптация, холод, фенилэфрин, артерии.

Актуальность исследования. Освоение человеком Сибири, северных территорий, климатической особенностью которых являются низкие температуры [1], привлекает особое внимание к вопросам о возможности, пределах и механизмах приспособления человека и животных к холоду [4]. Особенно актуально это для России, как страны с самым холодным климатом [2].

Методы исследования. Проведены исследования на кроликах самцах. Контрольную группу составили кролики, содержавшихся при температуре окружающей среды. Холодовое воздействие проводилось ежедневно по 6 часов в охлаждающей камере при температуре (-)10'C в течение 5-и и 10-и дней, в остальное время кролики находились при температуре (+)18-22'С Исследовали сосудистую ответную реакцию препарата кожно-мышечной области задней конечности при перфузии кровью этого же животного с помощью насоса постоянной производительности. Фенилэфрин в восьми дозах вводили внутриартериально перед входом насоса, изменения перфузионного давления регистрировали электроманометрами и записывали через АЦП в компьютер. Для описания взаимодействия медиатора [3] со специфическим рецептором использовалась теория Кларка и Ариенса, которая основывается на том, что величина эффекта пропорциональна количеству комплексов рецептор-медиатор. Максимальный эффект имеет место при оккупации всех рецепторов. Для анализа ответной реакции сосудистых регионов нами использован графический способ определения параметров взаимодействия медиатор рецептор в двойных обратных координатах Лайниувера-Берка [3].

Результаты исследования. Введение восьми возрастающих доз фенилэфрина после 5-дневной (рис. 1) холодовой адаптации вызывало как и в контрольной группе увеличение прессорной реакции перфузионного давления. Сравнение средних величин повышения перфузионного давления на дозы введенного фенилэфрина от 2 мкг/кг до 50 мкг/кг показало их достоверное отличие как между соседними дозами, так и всех величин изменения перфузионного давления после адаптации к холоду (Pm мм.рт.ст.) (Р<0.001) после введения 8 доз фенилэфрина, кроме дозы 2 мкг/кг, где реакция была как в контрольной группе.

На все следующие возрастающие дозы фенилэфрина от 15 мкг/кг до 50 мкг/кг прессорные реакции перфузионного давления артерий конечности достоверно ^<0.05) были больше чем в контрольной группе на 9%-11%.

Для исследования механизмов функционального изменения альфа-1-адренореактивности артериальных сосудов кроликов после 5-и дней холодовой экспозиции к фенилэфрину и количественной оценки взаимодействия медиатор-рецептор на рис.10 представлен график изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах.

Как видно из рис.1 прямая, отражающая животных после 5-дневного охлаждения, пересекает ось ординат при 1/Рм=0.004599, что соответствует Рм=217,4 мм.рт.ст. Эта цифра характеризует количество активных а1-адренорецепторов и теоретически равна перфузионному давлению при возбуждении 100% а1-адренорецепторов большой дозой фенилэфрина. Контрольная группа животных представлена на рис.2 прямой (Ы), которая пересекает ось ординат при 1/Рм=0.0052, что соответствует Рм=192.3 мм. рт.ст. и отражает количество активных а1-адренорецепторов артериальных сосудов у животных контрольной группы. Таким образом, количество активных а1-адренорецепторов увеличилось с Рм=192.3 мм.рт.ст. в контроле до Рм=217,4 мм.рт.ст. после 5-дневной холодовой адаптации, то есть количество активных рецепторов увеличилось в 1.13 раза или возросло на 13% по сравнению с контрольной группой ^<0.05).

Для характеристики чувствительности взаимодействия фенилэфрина с а1-адренорецепторами прямая, характеризующая группу животных после 5-дневного охлаждения, была экстраполирована до пересечения с осью абсцисс, что позволило получить параметр 1/К=0.25, который характеризует чувствительность взаимодействия фенилэфрина с а1-адренорецепторами. Как видно из рис.1 в контрольной группе (№) этот показатель был равен 1/К=0.3. Таким образом, после 5-дневного охлаждения чувствительность а1-адренорецепторов к фенилэфрину уменьшилась с 1/К=0.3 в контроле до 1/К=0.25 ^<0.05). В результате после 5-дневного охлаждения чувствительность рецепторов снизилась в 1.2 раза или снизилась на 16.6%.

Рис.1. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на фенилэфрин в двойных обратных координатах в контрольной группе (Ч) и после 5-и дней холодовой адаптации (5-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.

Для исследования механизмов функционального изменения альфа-1-адренореактивности артериальных сосудов кролика после 10-дневной холодовой адаптации к фенилэфрину и количественной оценки взаимодействия медиатор-рецептор на рис.2 представлен график изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах.

Рис.2. Повышение перфузионного давления артериального русла задней конечности кролика на фенилэфрин в двойных обратных координатах в контрольной группе (Ч) и после 10-и дней холодовой адаптации (10-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.

Как видно из рис.2 прямая, отражающая перфузионное давление артерий животных после 10дневного охлаждения пересекает ось ординат при 1/Рм=0.005102, что соответствует Рм=196 мм.рт.ст. Эта цифра характеризует количество активных альфа-1-адренорецепторов и теоретически равна перфузионному давлению при возбуждении 100% альфа-1-адренорецепторов максимально большой дозой фенилэфрина. Контрольная группа животных представлена на рис.16 прямой (Ч), которая пересекает ось ординат при 1/Рм=0.0052, что соответствует Рм=192 мм. рт.ст. и отражает количество активных альфа-адренорецепторов артериальных сосудов у животных контрольной группы. Таким образом, количество активных альфа-1-адренорецепторов увеличилось с Рм=192 мм.рт.ст. в контроле до величины Рм=196 мм.рт.ст. после 10-дневной холодовой адаптации, что достоверно не отличалось от контроля (Р>0.05).

Для характеристики чувствительности взаимодействия фенилэфрина с альфа-1-адренорецепторами прямая, характеризующая группу животных после 10-дневного охлаждения, была экстраполирована до

пересечения с осью абсцисс, что позволило получить параметр 1/К=0.425, который характеризует чувствительность взаимодействия фенилэфрина с альфа-1-адренорецепторами. Как видно из рис.16 в контрольной группе (N) этот показатель был равен 1/К=0.3. Таким образом, после 10-дневного охлаждения чувствительность альфа-1-адренорецепторов к фенилэфрину увеличилась с 1/К=0.3 в контроле до 1/К=0.425 , то есть, после 10-дневного охлаждения чувствительность рецепторов достоверно увеличилась в 1.416 раза или увеличилась на 41.66% (P<0.05).

Обсуждение результатов и выводы. Таким образом можно сделать заключение, что после 5дневного воздействия холода чувствительность а1-адренорецепторов артерий кожно-мышечной области к фенилэфрину снижается в 1.2 раза, но повышается количество активных а1-адренорецепторов в 1.13 раза. Известно, что наиболее ранней реакцией на холод является активация симпато-адреналовой системы, которая является одним из компонентов стресс-реакции [5]. Получено что, повышено содержание катехоламинов в тканях белых крыс при действии холода (t= 5'С) в первые 7 дней, повышена концентрация адреналина и норадреналина [5] в плазме крови, что оценивалось как признаки активации выброса адреналина и норадреналина из надпочечников и компенсаторного повышения продукции норадреналина. Поэтому, в наших опытах показано, что на 5-й день холодовой адаптации усиливается спазм артерий с а1-адренорецепторов, что ведет при выбросе адреналина и норадреналина к уменьшению кровотока и сохранению тепла телом.

Можно сделать заключение, что после 10-дневного охлаждения чувствительность альфа-1-адренорецепторов кожно-мышечной области к фенилэфрину увеличивается в 1.41 раза, а количество активных альфа-1-адренорецепторов достоверно не отличалось от контроля. В результате величины перфузионного давления на введение возрастающих доз фенилэфрина с 2 мкг/кг до 50 мкг/кг достоверно P<0.01 больше после 10-дневной адаптации к холоду исключительно за счет увеличения чувствительности альфа-1-адренорецепторов артерий к фенилэфрину.

Литература:

1. Агаджанян Н.А., Петрова П.Г. Человек в условиях Севера. - М.:<КРУК>, 1996.- 208 с.

2. Казначеев В.П. Современные аспекты адаптации. Новосибирск:Наука, 1980. - 192 с.

3. Манухин Б.Н. Физиология адренорецепторов. М.,1968. - 234 с.

4. Слоним А. Д., Ольнянская Р. П., Руттенбург С. 0. Опыты изучения динамики физиологических функций человека в условиях Заполярья.// В кн.: Опыт изучения периферических изменений физиологических функций в организме. М., 1949, C. 207 - 222.

5. Стабровский Е. М., Коровин К. Ф. Катехоламины в тканях белых крыс и их обмен при охлаждении.Физиол. журн. СССР, 1972, т. 58, N 3. C. 414.

6. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2010г.

7. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2009г.

8. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2008г.

9. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2007г.

10. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2006г.

11. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2005г.

12. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2004г.

13. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2003г.

14. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2002г.

15. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 2001г.

16. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва, 1999г.

COMPARISON OF ALPHA-1- ADRENERGIC ARTERIES IN FIVE DAY TEN DAY AND COLD

ADAPTATION

Ananev V.N.

Institute for Biomedical Problems

Abstract. After a 5-day exposure to cold sensitivity of al-adrenoceptor to phenylephrine is reduced by 1.2-fold, but increases the number of active al-adrenergic receptors in 1.13 times. As a result, all doses of phenylephrine pressor effect on the arteries was greater after the cold. After 10 days of cold adaptation sensitivity of alpha-1-adrenergic receptors of skin and muscle to phenylephrine increased in 1.4 times, and the number of active alpha 1-adrenergic receptors were not significantly different from controls. As a result, the pressor response to all doses of limb phenylephrine was more control.

Keywords: adaptation, cold, phenylephrine, arteries.