ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2010, № 1, с. 44-53
ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
УДК 615.357.03:617-001.36].015.4.076.9
АГОНИСТ 5НТ1А-РЕЦЕПТОРОВ СЕРОТОНИНА 8-OH-DPAT УВЕЛИЧИВАЕТ СИЛУ СОКРАЩЕНИЯ АОРТЫ И БРЫЖЕЕЧНОЙ АРТЕРИИ КРЫСЫ В ПРИСУТСТВИИ ЭНДОТЕЛИНА-1 ИЛИ ВАЗОПРЕССИНА, НО ВЫЗЫВАЕТ РАССЛАБЛЕНИЕ СОСУДОВ, ПРЕДСОКРАЩЕННЫХ НОРАДРЕНАЛИНОМ
© 2010 г. Л. М. Кожевникова*, П. В. Авдонин*, **
*НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, 125315 Москва, ул. Балтийская, 8 **Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, 119334 Москва, ул. Вавилова, 26
E-mail: lubovmih@yandex.ru Поступила в редакцию 12.05.2009 г.
Агонист 5НТ1А-рецепторов серотонина 8-OH-DPAT на 70—80% расслабляет изолированную аорту и брыжеечную артерию крысы, предсокращенную норадреналином. Ингибитор NO-синтазы L-NAME в 2 или более раз подавляет вазодилататорную реакцию в ответ на воздействие 8-OH-DPAT. Напротив, добавление 8-OH-DPAT к сосудам в состоянии покоя или предсокращенным эндотелином-1 (ЭТ-1) или вазопрессином вызывает увеличение силы сокращения. Блокатор ai-адренорецепторов празозин практически полностью подавляет сократительную реакцию сосудов на воздействие 8-OH-DPAT в отсутствие вазоконстрикторов, но не влияет на силу сокращения в ответ на 8-OH-DPAT в присутствии ЭТ-1 или вазопрессина и не сдвигает вправо кривую зависимости силы сокращения от концентрации 8-OH-DPAT. Полученные данные свидетельствуют о существовании в аорте и брыжеечной артерии крысы вазодилататорных и вазоконстрикторных 5НТ1А-рецепторов. Вазодилататорные рецепторы осуществляют свое действие по NO-зависимому механизму. Вазоконстрикторные 5НТ1А-рецепторы находятся в латентном состоянии ("молчащие" рецепторы) и начинают функционировать после предварительной активации рецепторов ЭТ-1 или вазопрессина. Способность вазоконстрикторных 5НТ1А-рецепторов вызывать сокращение аорты сохраняется после отмывания аорты от ЭТ-1 и ее расслабления.
Серотонин является нейромедиатором и гормоном локального действия. Первоначально он был обнаружен в энтерохромаффинных клетках кишечника как фактор, вызывающий сокращение гладких мышц (Erspamer, Vialli, 1937). Поскольку в структуре этого вещества была обнаружена аминогруппа, его назвали энтерамином. Вскоре после этого открытия из сыворотки крови выделили соединение, вызывающее сокращение ушной артерии кролика и названное поэтому серотонином (Rapport et al., 1948). Было установлено, что это соединение представляет собой декарбоксилирован-ную и гидроксилированную в пятом положении аминокислоту триптофан, т.е. 5-гидрокситрипта-мин (5HT). В дальнейшем выяснилось, что серотонин идентичен энтерамину (Erspamer, Asero, 1952). После того как было обнаружено, что серотонин является важнейшим нейромедиатором (цит. по: Whi-taker-Azmitia, 1999), подавляющее большинство исследований было направлено на изучение функции серотонина в центральной нервной системе. Роль серотонина в регуляции сердечно-сосудистой системы исследована в меньшей степени. Серотонин взаимодействует по крайней мере с 15 видами 5НТ-рецепторов, локализованных в различных
структурах головного мозга, в гладкомышечных и эндотелиальных клетках сосудов, а также в сердечной мышце (Saxena, Villalon, 1990; Hong et al., 1994; Villalon, Centurion, 2007). В клетках сосудов животных и человека была определена мРНК 5НТ1А, 5НТ1В, 5HT1D, 5HT2A, 5HT2B, 5HT4 и 5Ш7-ре-цепторов (Martin, 1994; Ullmer et al., 1995; Kato et al., 1999; Nilsson et al., 1999). Установлено, что серотонин может вызывать как сокращение, так и расслабление кровеносных сосудов путем активации вазоконстрикторных и вазодилататорных 5НТ-ре-цепторов. Выявлено участие серотонина в развитии целого ряда сердечно-сосудистых заболеваний (Henry, Yokoyama, 1980; Johnson et al., 1998; Murakami et al., 1998; Vikenes et al., 1999; Watts, 2005), общим признаком для которых является повышенная сократительная реакция сосудов на действие серотонина.
Ранее нами было показано, что при травматическом шоке у крыс происходит инверсия реакции на серотонин in vivo, проявляющаяся в увеличении артериального давления в ответ на его введение в дозах, которые в физиологических условиях, напротив, приводят к снижению артериального давления (Кожевникова, Авдонин, 2008). Поскольку данный
феномен проявляется с первых часов развития травматического шока, было высказано предположение, что усиление прессорного ответа на воздействие серотонина не связано с увеличением экспрессии вазоконстрикторных 5НТ-рецепторов в кровеносных сосудах. Инверсия реакции на серото-нин могла быть вызвана изменениями свойств 5НТ-рецепторов и сопряженных с ними внутриклеточных сигнальных путей в результате взаимодействия 5НТ-рецепторов с рецепторами других эндогенных вазоконстрикторных соединений. Способность 5НТ-рецепторов к гетеродимериза-ции и олигомеризации, связь их с различными G-белками делают возможным межрецепторное взаимодействие не только между разными видами 5НТ-рецепторов, но и образование ими комплексов с рецепторами других гормонов и нейротранс-миттеров (Salim etal., 2002). Известно, что при шоке в крови многократно возрастает уровень вазокон-стрикторных агонистов — катехоламинов, вазо-прессина, ангиотензина II, эндотелина-1 (ЭТ-1). При изучении действия 5HT на сократимость изолированных аорты и брыжеечной артерии крысы ранее нами было выявлено потенцирующее действие норадреналина (НАдр) и ЭТ-1 на его вазокон-стрикторный эффект (Кожевникова и др., 2009). Оставалось неясным, какие из 5НТ-рецепторов ответственны за усиление вазоконстрикторного эффекта 5НТ наблюдаемое при его одновременном действии с другими сосудосуживающими гормонами и нейротрансмиттерами. Целью настоящего исследования было изучение роли 5НТ1А-рецепторов серотонина в реализации данного эффекта.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Работа выполнена на крысах-самцах породы Вистар массой 200—220 г. Под наркозом крыс дека-питировали, извлекали грудной отдел аорты и брыжеечную артерию и помещали в физиологический раствор Кребса—Хенселейта. Сосуды очищали от жировой и соединительной тканей. Кольцевые фрагменты сосудов шириной 1.5—2 мм крепили на держателях, погруженных в термостатируемые камеры с физиологическим раствором (37°С), через который пропускали карбоген (смесь O2/CO2 = 95/5%). Измерение силы сокращения изолированных фрагментов сосудов проводили в изометрическом режиме по методу Мульвани согласно ранее описанному протоколу (Кожевникова, Авдонин, 2006). Для оценки функциональной активности рецепторов в работе применены фармакологические подходы. Были использованы серотонин (5НТ), НАдр, арги-нин-вазопрессин и ЭТ-1 (Sigma, США), агонист 5НТ1А рецепторов 8-гидрокси-2-(ди-пропилами-но)-тетралин ((R)-(+)-8-OH-DPAT) (8-OH-DPAT) (Sigma) и антагонисты 5НТ1А рецепторов NAN-190 (Sigma) или (S)-WAY 100135 (Tocris, Великобритания), агонист для 5HT2В-рецепторов BW 723C86
(Axxora, США); антагонисты для 5НТ2А-рецепто-ров — кетансерин (Alexis, США), для агадреноре-цепторов (а1-АР) — празозин (Sigma), для мускари-новых рецепторов — агонист карбахол и антагонист скополамин (Sigma). Для ингибирования NO-син-тазы использовали L-NAME (N®-Nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride) (Sigma). Эксперименты проводились на сосудах с сохраненным эндотели-альным слоем и без него. Удаление эндотелиального слоя аорты осуществляли с помощью металлического стержня, близкого по толщине к внутреннему диаметру аорты. О целостности эндотелиального слоя судили по степени расслабления предсокра-щенного НАдр сосуда в ответ на воздействие кар-бахола.
При определении зависимости силы сокращения изолированной аорты крысы от концентрации аго-ниста 5НТ1А-рецепторов 8-OH-DPAT в перфузион-ную камеру последовательно добавляли возрастающие дозы 8-OH-DPAT после того, как реакция на предыдущую концентрацию агониста достигала максимума. Концентрация 8-OH-DPAT в остальных экспериментах составляла 10-5 М. В опытах по оценке влияния 8-OH-DPAT на предсокращенную аорту использовали НАдр, ЭТ-1 или вазопрессин в концентрациях, соответственно, 10-7, 5 х 10-9 и 10-8 М. При выяснении вопроса о роли NO-синтазы в процессах расслабления находящиеся в камерах кольца аорты в течение 30 мин инкубировали с ингибитором этого фермента L-NAME (10-4 М). Затем вызывали сокращение колец аорты с помощью НАдр и далее воздействовали на них 8-OH-DPAT карбахо-лом (10-5 М) или BW 723C86 (10-5 М). Для оценки того, как длительное сокращение аорты влияет на ее реактивность по отношению к 8-OH-DPAT был применен следующий протокол: в течение 1 ч сосуды находились в состоянии тонического сокращения под влиянием ЭТ-1, затем, не отмывая ЭТ-1, на сосуды воздействовали 8-OH-DPAT и еще через 1 ч к ним добавляли НАдр. Время тонического сокращения сосудов составляло 2 ч 10 мин. Затем в течение 40—50 мин сосуды отмывали от лигандов и определяли их реакцию на 8-OH-DPAT
Статистическая обработка данных проводилась в программе Statistica 6.0. При оценке данных использовали i-критерий Стьюдента. Различия между показателями считались достоверными при уровне значимостиp < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
При воздействии на изолированные фрагменты аорты или брыжеечной артерии крысы агонистом 5НТ1А-рецепторов 8-OH-DPAT происходило зависимое от его концентрации (10-7—10-5 М) увеличение силы изометрического сокращения сосудов. Блокатор а1-АР празозин (10-7 М) подавлял кон-стрикторную реакцию сосудов при воздействии на них 8-OH-DPAT (рис. 1). Антагонисты 5НТ1А-ре-
^ 500
§§400 &300
О СЗ
и
3200
100
0.01
1
мкМ
10
Рис. 1. Зависимость силы сокращения аорты крысы от концентрации 8-ОН-ВРАТ в отсутствие (1) и в присутствии (2) 10-7 М празозина. 8-ОН-ВРАТ в возрастающих дозах добавляли к аорте, находящейся в исходно расслабленном состоянии.
цепторов КАК-190 (Ю-6 М) или 100135
(Ю-6 М) значительно уменьшали вазоконстрик-цию, вызванную воздействием на них не только 8-ОН-ВРАТ, но и НАдр (10-7 М), при этом не влияли на индуцированное серотонином сокращение сосудов. Полученные данные свидетельствовали об отсутствии у агониста 8-ОН-ВРАТ и антагонистов КАК-190 или 100135 специфичности по
отношению к 5НТ1А-рецепторам и о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.