ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2009, № 3, с. 343-357
ФИЗИОЛОГИЯ животных И ЧЕЛОВЕКА
УДК 615.357.03:617-001.36].015.4.076.9
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ И АКТИВАЦИЯ РЕЦЕПТОРОВ ЭНДОГЕННЫХ ВАЗОКОНСТРИКТОРОВ КАК ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ УСИЛЕНИЯ ВАЗОКОНСТРИКТОРНОГО ОТВЕТА НА ДЕЙСТВИЕ СЕРОТОНИНА ПРИ ТРАВМАТИЧЕСКОМ ШОКЕ У КРЫС
© 2009 г. Л. М. Кожевникова*, А. Г. Давыдова**, П. В. Авдонин*' **
*НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, 125315 Москва, ул. Балтийская, 8 **Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, 11999 Москва, ул. Вавилова, 26
E-mail: lubovmih@yandex.ru Поступила в редакцию 24.07.2008 г.
Целью работы было изучение возможных механизмов усиления вазопрессорной реакции в ответ на воздействие серотонина, наблюдаемого при травматическом шоке. На изолированных аорте и брыжеечной артерии крысы показано, что сокращение сосудов обусловлено активацией 5НТ2А-рецеп-торов. Агонисты 5НТ1В-, 5HT1D-, 5НТ2В- и 5НТ4-рецепторов вызывали расслабление сосудов. Агонисты 5НТ1А-рецепторов оказывали двойственный эффект, обусловленный взаимодействием с а1-адренорецепторами и 5НТ1А-рецепторами. Деполяризация плазматической мембраны с помощью 15 мМ KCl увеличивала силу сокращения сосудов в ответ на воздействие серотонина. Это связано со способностью KCl активировать потенциалуправляемые кальциевые каналы, в результате чего восполняются внутриклеточные запасы кальция. Ингибирование реакции на серотонин блокатором 5НТ2А-рецепторов кетансерином не зависело от присутствия 15 мМ KCl. Сокращение в ответ на воздействие серотонина усиливалось при его добавлении к сосудам, предсокращенным норадреналином или эндотелином-1, причем констрикторная реакция частично сохранялась в присутствии кетансери-на в концентрации 2 х 10-7 М, полностью подавляющей серотонин-индуцированное сокращение расслабленных сосудов как при нормальном потенциале, так и при деполяризации плазматической мембраны. Можно предположить, что под влиянием норадреналина или эндотелина-1 изменяются свойства 5НТ2А-рецепторов и, возможно, 5НТ1А-рецепторов в результате их гетеродимеризации с рецепторами этих вазоконстрикторных гормонов или вследствие межрецепторного взаимодействия на уровне сигнальных систем. Наряду с потенцирующим эффектом KCl этот механизм может лежать в основе усиления вазопрессорного ответа на серотонин при шоке.
Изучение механизмов нарушения нейроэндо-кринной регуляции сосудистого тонуса при шоке является сложной медицинской проблемой, многие аспекты которой недостаточно изучены. Полагают, что нарушения гормональной регуляции гемодинамики при шоке связаны с изменением трансдукции рецепторопосредованных сигналов в клетку и что эти патологические процессы являются следствием измененной экспрессии генов ва-зоактивных соединений и их рецепторов (Bucher et al., 2001a; Ishimaru et al., 2001; Iskit, Guc, 2001; Bucher et al., 2002; Hirata, Ishimaru, 2002). Имеются данные, что при многих видах шока развивается феномен гипореактивности сосудов к эндогенным вазоконстрикторам (Pieber et al., 1999; Bucher et al., 2001b; Bucher, Taeger, 2002; Кожевникова, Авдонин, 2006). Нами было показано, что при травматическом шоке уменьшается чувствительность сосудов к катехоламинам, ангиотензину II, вазо-прессину и эндотелину-1 (ЭТ-1), причем снижение
сосудистой реактивности к вазоконстрикторам при шоке является относительно медленным процессом. Экспериментально была обоснована возможность глюкокортикоидзависимого механизма развития гипореактивности сосудов при шоке (Голиков и др., 2001; Кожевникова и др., 2007). В наиболее яркой форме сложность нарушения процессов регуляции сосудистого тонуса при травматическом шоке проявилась в способности серотонина (5-гидрокситриптамина - 5НТ) модулировать свою функцию в условиях измененной активности мембранных рецепторов пептидных гормонов-вазо-констрикторов. С первых часов развития шока реакция на серотонин изменяется парадоксальным образом - вместо снижения артериального давления (АД), происходящего в норме, при шоке проявляется выраженный гипертензивный эффект 5НТ, что приводит к значительному подъему АД (Кожевникова и др., 2008). Феномен инверсии ответа на действие 5НТ выявлен и при десенситиза-
ции глюкокортикоидных рецепторов (ГР) длительным введением больших доз дексаметазона (Кожевникова и др., 2007). Как при шоке, так и при десенситизации ГР значительно усиливалась сократимость изолированных сосудов в ответ на воздействие серотонина. Эти исследования позволили предположить, что при шоке усиление вазокон-стрикторного эффекта серотонина обусловлено изменениями свойств серотониновых рецепторов непосредственно в кровеносных сосудах и что эти изменения тесно связаны с нарушениями нейроэн-докринной регуляции.
Физиологическая активность 5НТ реализуется через взаимодействие более чем с 15 видами рецепторов. В настоящее время описано 7 групп серотониновых рецепторов (Kroeze et al., 2002). Установлено, что 5Ш1-рецепторы, кроме рецепторов 5HT3-типа, имеют семь трансмембранных доменов и сопряжены с G-белками. Рецепторы 5ШЗ-типа относятся к суперсемейству лиганд-ак-тивируемых катионных каналов (Reeves, Lummis, 2002). В кровеносных сосудах млекопитающих выявлены 5HT1A-, 5HT1B-, 5HT1D-, 5HT2A-, 5HT2B-, 5HT2C-, 5HT4- и 5Ш7-рецепторы (Ullmer et al, 1995; Ishida et al, 1999; Nilsson et al, 1999; Banes, Watts, 2001, 2003; Watts et al, 2001; Villazon et al, 2002; Vikman et al, 2006). Важность влияния 5НТ на гемодинамику в норме и при различных видах патологии доказана в многочисленных исследованиях. Интеграция множества сигналов от различных 5HT-рецепторов, регулирующих сосудистый тонус противоположным образом, определяет характер и интенсивность ответа на 5НТ. Показано, что даже в норме реакция на действие 5НТ со стороны сердечно-сосудистой системы может меняться в зависимости от физиологической активности организма и быть многофазной (Saxe-na, 1989; De Vries et al, 1999; Villalon et al, 2000; Centurion et al., 2004). При травматическом шоке сложная эндокринная регуляции сосудистого тонуса, по-видимому, претерпевает значительные качественные и количественные изменения, результатом которых и является выявленная нами стойкая инверсия ответа на серотонин (Кожевникова и др., 2008). Целью настоящего исследования было выяснить, какие типы 5НТ-рецепторов ответственны за реализацию вазоконстрикторных и ва-зодилататорных эффектов серотонина, и исследовать возможные причины усиления прессорного ответа на действие серотонина при шоке.
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, затем их помещали в охлажденный физиологический раствор Кребса-Хен-селейта, очищали от жировой и соединительной тканей. Сосуды нарезались на кольцевые фрагменты толщиной 1-1.5 мм, которые крепили на держателях в термостатируемых камерах с физиологическим раствором (37°С), аэрируемым карбо-геном (смесью O2/CO2 = 95/5%). Измерение силы сокращения изолированных фрагментов сосудов проводили в изометрическом режиме по методу Мульвани согласно ранее описанному протоколу (Кожевникова, Авдонин, 2006). В работе были применены фармакологические подходы, направленные на идентификацию 5HT-рецепторов, опосредующих вазоконстрикторный и вазодилататор-ный эффекты серотонина. Для оценки функционального состояния сосудов на них воздействовали агонистом а1-адренорецепторов (а1-АР) норадре-налином (НАдр) в концентрации 10-7 М. После подъема кривой тонического сокращения в ответ на действие НАдр и ее выхода на плато к сосудам добавляли негидролизируемый ацетилхолинэсте-разами аналог ацетилхолина карбахол (10-5 М) -агонист мускариновых рецепторов. Расслабление сосуда более чем на 50% свидетельствовало о целостности эндотелиального слоя. Удаление эндо-телиального слоя аорты проводили с помощью металлического стержня, близкого по толщине к внутреннему диаметру аорты. Его вводили внутрь аорты, повреждая таким образом эндотелий сосудов.
В работе использованы 5НТ и ЭТ-1 (Sigma, США), агонисты и антагонисты 5НТ-рецепторов: для 5Ш1А-рецепторов - агонисты бушпирон (Sigma) и (R)-(+)-8-OH-DPAT (Alexis, США) и антагонисты NAN-190 (RBI) или (S)-WAY 100135 (Tocris, Великобритания); для 5HT1B - агонист CGS 12066B (Tocris); для 5HT1D - агонист L-694.247 (Alexis); для 5HT2А - антагонист кетансерин (Alexis); для 5HT2B - антагонист BW 723C86 (Axxora, США); для 5HT2C и 5HT1С - неселективный агонист SCH 23 390 (Tocris); для 5HT3 - агонист 5HTQ и антагонист 3-тропанил-3.5-дихлоробензоат (MDL-72222) (Sigma); для 5HT4 - агонист RS 67506 (Tocris). Использовали также неселективный агонист 5HT1-, 5HT5- и 5Ш7-рецепторов 5-карбоксамидотрип-тамин (Sigma). Применяли блокаторы празозин (Sigma) для агАР и скополамин (Sigma) для мускариновых рецепторов. Источники остальных реактивов указаны ранее (Кожевникова, Авдонин, 2006). В качестве деполяризующего раствора применяли раствор Кребса-Хенселейта, содержащий 15 мM KCl. Статистическая обработка данных проводилась в программе Statistica 6.0. При оценке данных использовали i-критерий Стьюдента. Различия
между показателями считались достоверными при уровне значимости р < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Первой задачей настоящей работы было определение роли разных видов 5НТ-рецепторов в регуляции сократимости аорты и брыжеечной артерии крысы. Показано, что воздействие низких концентраций агонистов 5НТ1А-рецепторов бушпи-рона (10-8 и 10-7 М) (рис. 1а) и (Я)-(+)-8-ОН-БРАТ (8-ОН-БРАТ) (10-8-10-6 М) не вызывало сокращения изолированных колец аорты и брыжеечной артерии. Однако использование бушпирона или 8-ОН-БРАТ в более высоких концентрациях (соответственно, 10-6 и 10-5 М) приводило к существенному увеличению силы изометрического сокращения аорты крысы. Блокатор агАР празозин (10-7 М) полностью устранял вазоконстрикторный эффект бушпирона и 8-ОН-БРАТ. Оказалось, что антагонисты 5НТ1А-рецепторов КАК-190 и (8)^АУ 100135 также воздействовали на агАР. В концентрации 10-6 М они значительно снижали вазоконстрикторные эффекты бушпирона (10-6 М), 8-ОН-Б
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.