Analysis of serotoninergical mechanisms in the regulation of cellular and intercellular transport of sodium in nephrones

ка 0 - 16,4 %). Адекватность построенной модели доказана на тестовом множестве и подтверждена методом анализа р - коэффициентов модели. Установлено, что наиболее значимыми показателями для уровня выживаемости были СИ (р=0,005), УПСС (р=0,009) и Т3 (р=0,007).

Таким образом, математический метод моделирования позволяет выделить наиболее значимые показатели и более объективно выявить взаимосвязь этих показателей с уровнем выживаемости.

ЛИТЕРАТУРА

1. Казаков В.Н., Лях Ю.Е., Кутько И.И., Панченко О.А., Мануйлова А.М., Гурьянов В.Г. Теоретические и практические аспекты автоматизированной информационной системы "Депрессии". - Серия "Очерки биологической и медицинской информатики". Донецк: Из-во ДонГМУ, 2001. - 160 с.

2. Колодєжний О.В., Пастернак В.М. Огляд статистичних методів, що використовуються у наукових дослідженнях з медико-біологічних проблем // Травма. - 2000. - Т.1, №2. - С. 221-226.

3. Реография для профессионалов. Методы исследования сосудистой системы / Под ред. А.М. Старшо-ва, И.В. Смирнова. - М.: «Познавательная книга пресс», 2003. - 80 с.

4. Эделева Н.В., Довженко Ю.М., Журба Н.М. Опыт построения с помощью ЭВМ решающего правила для оценки тяжести состояния пострадавших с тяжелой механической травмой в динамике посттравма-тического периода // Анест. и реаниматология. - 1989. - № 4. - С. 49-53.

УДК 616.61:615.5

© Е.Н. Зайцева, А.В. Дубищев, 2009

Е.Н. Зайцева, А.В. Дубищев АНАЛИЗ СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ В РЕГУЛЯЦИИ ЦЕЛЛЮЛЯРНОГО И ПАРАЦЕЛЛЮЛЯРНОГО ТРАНСПОРТА НАТРИЯ

Самарский государственный медицинский университет, г. Самара

В модельных опытах изучена роль серотониновых рецепторов в регуляции целлюлярного и парацеллюлярного транспорта натрия. Доказано, что в норме серотонин оказывает стимулирующее влияние на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной, а также увеличивает диффузию АНС (1-анилино-8-нафталин-сульфоната) внутрь эритроцитов в норме и при гипоксии; указанный эффект серотонина блокируется ондансетроном, гипоксией, калия цианидом. Ондансе-трон угнетает перенос натрия через кишечную стенку и АНС через мембраны эритроцитов как в норме, так и в условиях гипоксии.

Ключевые слова: серотониновые рецепторы, серотонин, ондансетрон, модельные опыты на мембранах.

E.N. Zaitseva, A.V. Dubischev ANALYSIS OF SEROTONINERGICAL MECHANISMS IN THE REGULATION OF CELLULAR AND INTERCELLULAR TRANSPORT OF SODIUM IN NEPHRONES

The role of serotonin receptors in the regulation of cellular and intercellular transport of sodium has been studied in modeling tests. It has been shown that within normal limits serotonin exerts stimulating influence on transport of sodium from mucosis surface to the serous one, and also increases diffusion of АNS (1-anilin-8-naphthalene-sulfonate) into red blood cells in norm and in hypoxia; serotonin effect is being blocked by ondansetron, hypoxia and cyanidum of potassium. Ondansetron suppresses sodium transport through the intestinal wall and АNS through membranes of blood cells both within normal limits, and under the conditions of hypoxia.

Key words: serotonin receptors, serotonin, ondansetron, membrane modelling tests.

Серотонин, как нейромедиатор и нейромодулятор, вызывает разнообразные физиологические и фармакологические эффекты, осуществляемые через воздействие на соответствующие рецепторы многих органов и систем [1]. Достаточно хорошо изучено влияние серотонина на центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему и гемостаз [7].

Однако роль серотонина, серотониновых рецепторов, серотонинергических веществ в функции почек изучена крайне недостаточно [6]. Поиск веществ с натрийуретическим эффектом, в том числе и среди серотонинергических веществ, остается одной из наиболее актуальных задач [3].

В ранее проведенных острых экспериментах нами было доказано преобладание у крыс в норме серотонина в корковом слое почек по сравнению с мозговым. При моделировании постишемической острой почечной недостаточности (ОПН) уровень серотонина значительно возрастал в кортикальных структурах. Кроме того, были выявлены антидиу-ретическое и антисалуретическое действия серотонина и противоположный эффект селективного блокатора 5-НТ3-рецепторов ондансетрона, а также нефропротекторный эффект последнего при данной экспериментальной патологии.

Целью настоящего исследования явилось проведение анализа действия серотонина и ондан-

сетрона на целлюлярный и парацеллюлярный транспорт натрия в нефронах.

Материал и методы

Для изучения механизма действия серотонина и ондансетрона на клеточном и мембранном уровнях были использованы модельные опыты на биологических мембранах, осуществляющих направленный транспорт электролитов аналогично переносу натрия, калия, кальция и других катионов в почечных канальцах. Таким объектом явились отрезки тонкого кишечника крыс, из которых формировались замкнутые сегменты. Крысы наркотизировались, вскрывалась брюшная полость, производилась мобилизация тонкого кишечника. Кишечник тщательно промывался раствором Рин-гера, сегментировался на равные отрезки. Потом внутрь этих сегментов вводился раствор Рингера, сами они помещались в среду инкубации - раствор Рингера, содержащий вместо ионов натрия ионы лития.

Количество натрия, перенесенного со стороны слизистой оболочки к серозной при инкубации в течение 4 часов, явилось показателем транспортных процессов. Каждый час из среды инкубации забирались пробы для анализа. Среда инкубации аэрировалась воздухом. Изучался эффект на транспорт натрия серотонина, ондансетрона, совместного действия препаратов, гипоксии аргоном на фоне блокады окислительных (калия цианид) и других (ртути дихлорид) ферментов (которые вводились в среды инкубации по обе стороны от биологической мембраны).

Аналогично были поставлены опыты с маркером парацеллюлярного транспорта - уранином (флуоресцеина динатриевой солью), который помещался внутрь отрезков тонкой кишки крыс. Количество уранина, перенесенного со стороны слизистой оболочки к серозной при инкубации в течение 4 часов, явилось показателем транспортных процессов [5,2]. Среда инкубации аэрировалась воздухом/аргоном. Изучалось влияние на транспорт уранина серотонинергических веществ - серотонина, ондансетрона, а также совместного действия препаратов. Определение содержания ура-нина проводилось методом флуориметрии, длина волны возбуждения 365 нМ, флуоресценции - 510 нМ.

Также были выполнены модельные опыты на отмытых эритроцитах с маркером мембранного транспорта флуоресцентным зондом АНС (1-анилино-8-нафталин-сульфонат) [4]. Суть метода заключается в том, что при инкубации эритроцитов в среде АНС одна часть его фиксируется на стенке эритроцитов, а другая часть переносится через мембрану с наружной стороны внутрь клеток [8]. Кинетика фиксации нативными эритроцитами АНС из раствора имела быструю фазу (длительность меньше 1 мин), определяемую адсорбцией красителя на наружной стороне мембраны, и медленную фазу, обусловленную переносом АНС через мембрану внутрь клетки. Количество АНС, проникшего в полость эритроцитов, является критерием проницаемости.

Под легким эфирным наркозом у крыс из задней полой вены забиралось 6-8 мл крови. После центрифугирования и получения пасты эритроцитов последние 2 раза промывались 6-кратным объемом стерильного изотонического раствора натрия хлорида и снова центрифугировались. Полученное количество эритроцитов делилось на 2 порции, одна из которых являлась опытной, вторая - контрольной. Обе порции эритроцитов (1,5-2 мл) разбавлялись 25 мл стерильного изотонического раствора натрия хлорида и помещались в аппарат для встряхивания на 15 мин. К опытной порции добавлялся препарат серотонин или ондансетрон. После рецентрифугирования опытная и контрольная порция разбавлялись в 8 раз стерильным изотоническим раствором натрия хлорида, в котором содержался АНС в концентрации 5 мкмоль/л. Инкубация в среде АНС продолжалась в течение 1 часа. К опытной порции добавлялся препарат в той же концентрации. Через 1, 5, 10, 20, 40 и 60 мин производился забор эритроцитов со средой в количестве 1,5-2 мл для центрифугирования. Из каждой порции бралось 0,5 мл супернатанта, добавлялось 5 мл ацетона. Определение содержания АНС проводилось также методом флуориметрии, длина волны возбуждения 365 нМ, флуоресценции - 485 нМ.

По описанной методике изучался эффект серотонина в концентрации 10-4 моль/л, ондансе-трона в концентрации 6,54 10-4 моль/л и комбинации в тех же концентрациях. Исследовалось также влияние этих веществ на фоне гипоксии, которая создавалась аэрацией среды аргоном за 15 мин до инкубации в среде АНС и моделировалась еще 45 мин инкубации с флуоресцентным зондом.

Статистическая обработка полученных результатов экспериментов проводилась с использованием стандартных методов вариационной статистики: расчет средней арифметической величины (М) и средней ошибки средней арифметической (m) - при помощи программ Microsoft Excel 2000 (MS Office 2000, USA) «Пакет анализа», Biostat (1999) по критериям Манна-Уитни и Уилкоксона. В статье представлены только достоверные результаты (р<0,05).

Результаты и обсуждение

В модельных опытах на отрезках тонкой кишки по изучению транспорта натрия было установлено, что в условиях непрерывной аэрации среды воздухом на протяжении всего времени инкубации (4 часа) серотонин в концентрации 10-4 моль/л способствовал увеличению транспорта натрия от мукозной поверхности к серозной в среднем в 1,5 раза.

При изучении действия ондансетрона в концентрации 6,54 10-4 моль/л на транспорт натрия была выявлена обратная тенденция - уменьшение показателей в среднем в 1,7 раза.

В случае исследования совместного действия серотонина и ондансетрона было отмечено снижение транспорта натрия на протяжении всего экспериментального периода. Таким образом, се-

ротонин стимулирует, а ондансетрон угнетает транспортные процессы в тонкой кишке.

Так как транспорт натрия через нефроциты включает 2 этапа: пассивный через люменальную мембрану и активный (энергозависимый) через базолатеральную мембрану, то было интересно провести анализ стимулирующего действия серотонина и блокирующего действия ондансетрона на фоне блокады энергетических и метаболических процессов. Для решения этой задачи и были поставлены опыты с гипоксией, ингибиторами окислительных ферментов калия цианидом и ртути дихлоридом.

Серотонин на фоне гипоксии (сравнение с данными при гипоксии) проявил себя неоднозначно, незначительно увеличивая движение натрия через мембрану по истечении 2-го и уменьшая в конце 4-го часа исследования в 1,2, и 1,3 раза соответственно. Ондансетрон в условиях гипоксии в свою очередь резко снижал движение ионов натрия через 2 и 3 часа исследования соответственно в 3,3 и в 1,4 раза. Оба вещества, введенные в среду при гипоксии одновременно, приводили к более выраженному снижению транспортных процессов по сравнению с таковыми при инкубации в обычных условиях: по истечении второго часа - в 2,1, третьего - в 1,2 раза. Следовательно, серотонин уменьшает транспорт натрия как в норме, так и при гипоксии. Ондансетрон оказывает противоположное действие.

Оказалось, что блокатор дыхательных ферментов калия цианид в концентрации 8 • 10-3 моль/л, введенный в среду инкубации, через 2, 3 и 4 часа вызывает уменьшение транспорта натрия. Транспортные процессы выглядели иначе при добавлении в среду с калия цианидом серотонина - в первые 60 мин было выявлено увеличение их интенсивности с последующим падением в течение 3 часов. Ондансетрон на фоне калия цианида так же, как при аэрации воздухом или аргоном, снижал показатели транспорта натрия во второй, третий и заключительный часы.

В опытах по изучению влияния ртути дихлорида в концентрации 10-3 моль/л на транспорт натрия через стенку тонкой кишки достоверные отличия по сравнению с контролем отмечались только в последний час эксперимента. Введение в среду инкубации серотонина в присутствии дихлорида ртути привело к кратковременному эффекту, повышению интенсивности транспортных процессов в первый час. При добавлении к дихлориду ртути ондансетрона мы отметили снижение показателей транспорта натрия, проявившееся, однако, по типу неуклонно прогрессирующего падения на протяжении всех 4-х часов инкубации. Значит, серотонин стимулирует активный транспорт натрия, а ондансетрон его угнетает.

В модельных опытах на нативных эритроцитах крыс изучалась возможность влияния серо-

тонина и ондансетрона на пассивный перенос маркера через мембрану. Было установлено, что введение в среду серотонина в концентрации 10-4 моль привело к увеличению проникновения АНС внутрь клеток. За 1 мин эксперимента концентрация зонда в среде упала по сравнению с исходной на 43%, что отражает процесс фиксации зонда к стенке эритроцита. Концентрация АНС к 20-й мин наблюдения упала на 53%, что отражает диффузию зонда внутрь эритроцитов.

При добавлении ондансетрона в инкубационную среду наблюдалась противоположная картина. Под влиянием препарата за 20 мин исследуемые значения снизились по сравнению с исходной концентрацией на 34%.

Изучение воздействия гипоксии на динамику адсорбции и транспорта АНС внутрь красных кровяных клеток показало, что по окончании 60 мин концентрация флуоресцентного зонда снижается на 54 %.

Влияние серотонина и ондансетрона в условиях гипоксии на динамику фиксации и диффузии флуоресцентного зонда сквозь мембраны эритроцитов имело ту же направленность, что и действие этих веществ при аэрации воздухом. Таким образом, серотонин увеличивает, а ондансетрон ослабляет транспортные процессы.

В модельных опытах с использованием маркера межклеточной проницаемости уранина на отрезках тонкой кишки крыс при аэрации инкубационной среды воздухом было установлено, что серотонин достоверно увеличивал транспорт ура-нина от слизистой оболочки кишки к серозной в 1 и 2-й час опытного периода. В свою очередь он-дансетрон наоборот снижал показатели транспорта уранина по отношению к контролю в конце 1,2 и 4-го часа исследования.

В заключительных сериях экспериментов нами было проанализировано воздействие серотонина и ондансетрона на транспорт уранина в условиях гипоксии. В итоге достоверных результатов получено не было. Следовательно, эффект серотонина и ондансетрона на парацеллюлярный перенос уранина кратковременный и непостоянный.

Выводы

1. В модельных опытах на тонкой кишке и эритроцитах крыс в норме серотонин оказывает стимулирующее влияние на транспорт натрия от мукозной поверхности к серозной, а также увеличивает диффузию АНС внутрь эритроцитов в норме и при гипоксии.

2. Стимулирующий эффект серотонина на кишечнике блокируется ондансетроном (2-4 ч), гипоксией (3-4 ч инкубации), калия цианидом (2-4 ч).

3. Ондансетрон угнетает перенос натрия через кишечную стенку и АНС через мембраны эритроцитов как в норме, так и в условиях гипоксии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Берхин, Е.Б. Фармакология почек и ее фармакологические основы. - М.: Медицина, 1979. - 336 с.

2. Брюханов В.М., Аладышев А.В. Влияние диуретиков на трансэпителиальный перенос воды, ионов и

глюкозы в тонком кишечнике. Материалы научной конференции «Актуальные проблемы фармакологии и поиска новых лекарственных препаратов». - Томск, 1987. - С. 91-93.

3. Гилман, А. Клиническая фармакология по Гудману и Гилману: Пер. с англ. / Под ред. А. Гилмана. -М.: Практика, 2006. - 1648 с.

4. Добрецов Г.Е., Владимиров Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран. -М.: Наука, 1980. - 320 с.

5. Лебедев, А.А., Посохов В.П. Влияние диуретиков на проницаемость межклеточных промежутков для неэлектролитов и электролитов./ Фармакология и токсикология. - 1981. - № 44( 3). - С. 309-314.

6. Наточин Ю.В. Патофизиология почки. - М.: Бином; СПб.: Невский диалект, 2001. - 448 с.

7. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., Петров В.И. Рецепторы физиологически активных веществ: монография. - Волгоград, 1999. - 640 с.

8. Черницкий Е.А., Воробей А.В. Структура и функции эритроцитарных мембран. - Минск: Наука и техника, 1981. - 216 с.

УДК 616.314.163-085.283.015.11 © Ф.Х. Кильдияров, В.А. Катаев, И.Я. Фаттахов, 2009

Ф.Х. Кильдияров, В.А. Катаев, И.Я. Фаттахов

ИЗУЧЕНИЕ ОСМОТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И РАСПАДАЕМОСТИ ЛЕЧЕБНЫХ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ШТИФТОВ НА ОСНОВЕ СОПОЛИМЕРА СТИРОЛА С МАЛЕИНОВЫМ АНГИДРИДОМ И МЕТРОНИДАЗОЛОМ

Башкирский государственный медицинский университет

Исследованы осмотическая активность и распадаемость лечебных стоматологических лекарственных форм в виде стоматологического штифта, содержащий метронидазол на основе сополимера стирола с малеиновым ангидридом (ССМА) в различных соотношениях. Методам диализа через полупроницаемую мембрану получены экспериментальные результаты о наличии осмотической активности лечебных стоматологических штифтов.

Ключевые слова: структурированные системы, лечебный стоматологический штифт (ЛСШ), сополимер стирола с ма-леиновым ангидридом.

F.Kh. Kildiyarov, V.A. Katayev, I.Ya. Fattakhov THE STUDYING OF OSMOTIC ACTIVITY AND DISINTEGRATION OF MEDICAL DENTAL PINS BASED ON STIROLE SOPOLYMER COMBINED WITH MALEIN ANHYDRIDE

AND METRONIDAZOLE

The osmotic activity and disintegration of the dental medicines in the form of a dental pin containing metronidazole based on stirole sopolymer combined with malein anhydride in various correlations have been studied. The experimental results on the presence of osmotic activity of the medical dental pins have been obtained by using the method of dialysis through a half-permeable membrane.

Key words: structural systems, medical dental pin, stirole sopolymer combined with malein anhydride.

Одной из главных проблем в терапевтической стоматологии является рациональное лечение гнойно-воспалительных заболеваний парадонта и послеоперационных гнойных осложнений пара-донтальной ткани. Благодаря развитию научных представлений о раневом процессе, а также динамичному развитию терапевтической стоматологии и химиотерапии постоянно предъявляются новые требования к средствам для лечения пародонтоза средней и среднетяжелой степени [1,2].

В настоящее время современные методы местного лечения ран предусматривают выбор препаратов в зависимости от задач терапии с учетом степени раневого процесса. Лекарственные формы, используемые в парадонтолгии, должны обладать не только широким спектром антимикробного действия, но и обладать осмотическими свойствами, чтобы поглощать раневой экссудат, обеспечивать проникновение лекарства в зону повреждения [3].

Целью настоящей работы явилось изучение осмотической активности структурированных лечебных стоматологических штифтов (ЛСШ), разработанных для лечения воспалительных заболеваний пародонта. Состав и способ получения защищен патентом РФ на изобретение № 2329786 от 07 мая 2008 г [4]. Изучаемые ЛСШ состоят из 1 части метронидазола и 9 частей ССМА.

Материал и методы

Матрицей в ЛСШ является ССМА, торговое название «Пластигель» (ТУ-6-01-0274010931-01). Биосовместимый, растворимый полимер, представляет собой редкосшитый водонабухающий порошок белого цвета с молекулярной массой 6-8х105 г/моль, с удельной массой 0,8-1,8 г/см3. ССМА нерастворим в органических растворителях, легко растворим в воде и глицерине. В водных растворах при отсутствии электролитов образуются гели в концентрации от 0,2% и выше. При температуре 110оС разлагается.