Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Действие тиролиберина и его синтетического аналога ПР-5с6 на адрено- холино- ГАНК-ергическую системы при регуляции дыхания

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Действие тиролиберина и его синтетического аналога ПР-5с6 на адрено- холино- ГАНК-ергическую системы при регуляции дыхания"

КССКОВСЕИЗ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСЯОП РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕИЛ ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕН!! ГОСУДАРСТВЕННЫ!! УНИВЕРСИТЕТ

кн. м. о. Ломоносова

Биологический факультет

на правах рукописи СЛЮТА Александр Деньянович

УДК 612.208: 577.112.8: 599.7

ДЕЙСТВИЙ ТКРОДНБЕРИЦА Н ВГО СИНТЕТИЧЕСКОГО АНАЛОГА ПР-543 НА АДРЕИО-, ХОЛИНО- И ГАИК-ВРГИЧВСХУЙ СИСТЕМЫ ПРИ РЕГУЛЯЦИИ ДЫ1ДНИЯ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологические наук

МОСКВА 1993

: Работа выполнена на кафедре Физиологии человека и животных Биологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (заведующий - академии РАМН И. П. Ашмарин) и в лаборатории патофизиологии дыхания Института общей патологии и патофизиологии РАИН (руководитель яаСоратории -доктор биологических наук, профессор В. А. Сафонов}

Научные руководители:

доктор биологических мук II. В. Сербенюк

кандидат биологических наук И. Е. Гурская

кандидат биологических неук . И. А. Тараканов

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

B. А. Войнов

доктор биологических наук

C. А. Титов

Ведущее учреждение - НИИ Нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН

Защита состоится ' Ю .. маота 1993 года в Большой биологической аудитории в "/о часов на заседании специализированного совета Д. 053.05.35 в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова по адресу: 119889, Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет.

С диссертацией мохно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.

Автореферат разослан "с?в" января 1993 года

Ученый секретарь специализированного совета канд'-чат биологических наук ¡"и.

актуальность проблем!. В настоящее время попроси пептидной регуляции различных Физиологических функций подвергаытся интенсивному исследованию (Ашмарин с соват., 1980, 1080; tioss et al., 1984; Burov et al., 1989).

В частности, активно изучается влияние пептидов на деятельность систем дыхания и кровообращения у человека и кивотних (Нотин 1930; Huoller et al., 1982; Hednar ot al., 1803; Yananoto ot al., 1098; Siren et al., 1988). Особое место при этом отводится гипоталамнческому риднзинг-фактору тиролнберину (ТРГ), который согласно многочисленным данным обладает ярко выраченними дихателышми (Войной, 1987; Сербенюк с соавг., 1989; Hokfelt ot al., 1975; Holfnan, 1986; Hendaz et al., 1887; Iiiase et al., 1988; Manager at al., 1989) и сердечно-сосудистыми (Yanaooto, 1981; Hedner et al., 1883; Siren at al., 1980; Tanaka et al., 1988) стимулируищнми эффектами.

it настоящему времени места локализации ТРГ опрздедани do многих отделах центральной нервной системы и о периферических органах различных лнпотних (Burt, Snyder, 1975; ilorloy et al., 1977; Leppaluoto et al., 1978; Ogawa, Yanawak, 1982; Taylor, Burt, 1982). Показано, что более 70X обцего содержания пептида а ЦНС приходится на зкстрагипоталамические зоми (Palkovlta, 198i). При этом 3-е место по содераанио тиролибернна занимают стоолов^з структуры нозга, в том числе установлено наличие пептида и специфических рецепторов к нему непосредственно а ядрах, вовлеченных в регуляцию дыхания (Fonek ot al., 1987; ¡(andar at al., 1987; Tauruo et a) . , 1987; Ulfhalie at al.. 1907; Hirsch. Heike, 1988; Iwase ot al., 19H8; Here hentah 1er , 1900; fUnanan et al :a(ii; botibehs.m at al., 1990).

Из литератур!';* источников такае известно, что стимулнруьаие влияние ТРГ на дыхание пизшмется при различных способах ого

введения, при этом отмечено, что пептид независимо от вида животного увеличивал вентиляцию в основном за счет роста частоты дыхания (Войнов, 1687; Holaday, 1983; Siren ot al., 1988). Однако до настоящего времени слабо исследован механизм действия эт го пептида на респираторную функцию. К тому же, большинство экспериментов постаьлено на наркотизированных вивотных, что, возможно, искажало реальную картину действия пептида. В связи с этим часть нашей работы проводилась на ненаркотизированных крысах.

Кроме того, в последнее время активно изучаются различные аналоги ТРГ, в той числе содержащие в своей структуре оротиловую кислоту и лишенные гормональных свойств (Suzuki et al., 1990), что делает их весьма перспективными для применения в клинической практике. Один из таких аналогов, синтезированный в Латвийском институте органического синтеза - дигидрооротил-гистидил-пролиламид (синонимы: дигипрамин и. ПР-546), проверялся нами параллельно с ТРГ.

Цель и задачи исследования. Цель нашей работы заключалась в исследовании механизма действия тиролиберина и ПР-548 на активность дыхательного центра (ДЦ) в норне и в условиях экспериментальных нарушений дыхательного ритмогенеза у кошки и крысы при воздействиях на адремо-, холино- и ГАМК-ергическую системы. В связи с этим были определены следующие задачи исследования:

проверить действие минимальных и возрастающих доз тиролиберина и ПР-546 на дыхание в условиях нормы:

изучить респираторные эффекты ТРГ и ПР-548 при экспериментальных нарушениях и остановках, вызванных двусторонней ваготоми^й, раздражением механорецэпторов трахеи и острой кровопотерей:

- исследовать возможность участия центральных адрено- и М-олинореактивной систем в опосредовании респираторных Феноменов иролиберина и его аналога;

- изучить влияния ТРГ и ПР-546 при депрессиях дыхания, ыэванных активацией центральных ГАМК- и Н-холинореактивной истем;

исследовать возможное взаимодействие ГАМ - и Н-холино-еактивной систем при возникновении терминальных Форм дыхания.

Научна« новизна. Впервые показано, что синтетический аналог иролиберина ПР-546 активнее, чем сам пептид, оказывал тимулирующее дозозависимое влияние на частоту дыхания (ЧД).

Отмечено также, что ТРГ и ПР-546 эффективно восстанавливали ыхание после его длительных остановок, спровоцированных раэдра-внием механороцепторов трахеи. Использование аналога тиролибери-а при нарушениях и остановках дыхания, вызванных двусторонней аготомией и острой кровопотерей, тоже оказывало положительное ейстсиа на респираторную функцию.

Центральный алофа- и бета-адренорецепторы (АР) вовлечены о тимуляцип дыхательной функции тиролиберином и ПР-546. При этом в словиях прэдварительной блокады альфаг-АР значительно снижалось ктивирующее влияние ТРГ, а при блокаде альфа1.а- или последова-элыю альфа1- и бота-АР полностью прекращался стимулирующий ФФект ТРГ на ЧД у крысы и значительно - у копки. Одновременная докада альфа1- и бета-Ар такве существенно понижала частотно-гимулирующий эффект ПР-546 на дыхание ковки.

В опосредованна стимулирующего действия тиролиборина н его налога вовлечены центральные М-холинорецепторы (ХР). Прадаари-эльмлм блокада значительно предотвращала актнвирунаео вдия-

ие ТРГ на ЧД кри<-1. Блокада М-ХР, проведйнная на фоно пр<5Долри-эльной блокады центральных альфа!- и бата-ЛР, 8 иаибольялй ст«-

пени устраняла частотно-стимулирующий эффект ПР-548 на дыхание кошки.

Блокада центральных Н-ХР приводила к активации дыхания как на фоне нормы, так и при нарушениях респираторного ритма вызванные двусторонней ваготомией или активацией центральных ГАМК-рецепторов.

Тиролиберин и ПР-548 предотвращали депрессию дыхания, вызванную активацией центральных Н-ХР.

ПР-546 существенно уменьшал депрессорное влияние аналога ГАМК на функцию дыхания.

Предварительнай блохада центральных ГАМКл-рацепторов устраняла снижение частоты дыхания, вызванное усиленной активацией центральных Н-ХР.

Частичное понижение активности центральной ГАМК-ергической системы (ГАМКл-рецепторов) и повышение влияния И-холинореактивиой системы (на фоне денервированных каротидных синусов) может быть одной из возможных причин возникновения гаспинга. Блокада центральных опиоидных рецепторов на фоне данной Фармакологической модели гаспинга приводила к отмене нарушения деятельности Функции дыхания.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты расииряют представления о механизмах, вовлекаемых тиролиберином в респираторно-стинулирующий процесс. Проведенная экспериментальная проверка ПР-546 показала, что аналог ■гиролиберина обладает целым рядом преимуществ по сравнению с пептидом. Во-первых, при сравнении одних и тех же доз, ПР-546 сильнее чем ТРГ' стимулировал респираторную функцию; во-вторых, поз.-нисимо от вида животного, одинаково длительно активировал дыхание и, в-третьих, III'-Ь4В, » отличие от ТРГ, оказывая влияние

1а дыхание наркотизированного животного, вовлекал в активирующий 1роцесс и М-холинореактивную систему.

Вышеизложенные сведения о преимуществах аналога, а также юлученние некоторые данные о механизмах, вовлекаемых пептидом и [налогом в процесс стимуляции функции дыхания, позволяют 1редположить эффективность применения тиролиберина и его аналога I усповиях клинического проявления нарушони: респираторной дикции, вызвьнкых раздражением мехаиорацепторов трахеи, острой ;ровопотерей, а также при вовлечениях в процесс депрессии дыхания 'АМХ- и Н-ходинергической систем.

Кроме того, проверки на различных видах животных фармакологических моделей, приводящих к возникновению терминальных форм [ыхания, помогут в выяснении механизмов их возникновения.

ЛпроЯацкя работы. Результаты работы были доложены на Между-1ародном сикпозпуса "Роль бронхиального и легочного кровообраще-1И£ в обкене жидкости и белка в лёгком" (Ленинград, 19Э9), на эа-одз-?!1И кафедры Физиологии человека и животных МГУ (Февраль 991 г.). По тому диссертации опубликовано 7 работ (из них 2 и 5 тезисов).

'¡втор глубоко чтит память своего учителя - д.б.н. Ц. В. Сер-!екик и выряжает искреннюю благодарность коллективу кафедры физи-1ЛОГКЛ человека и животных Биологического факультета МГУ, в осо-енности к.б.н. И. 3. Гурской, и искренне признателен сотрудникам юборатории патофизиологии дыхания НИИ общей патологии и патофи-1ИОЛОГИИ РАИН, в особенности д.б.н., профессору В. А. Сафонову и :.С.н. Н. А. Тараканову -а оказанную помощь и поддержку при 1Ыполикии работу.

Структура м объём работы. Диссертация состоит из введения. |бзсра литературы описания методов исследооания, 6 глав результатов экспериментов, их обсуждения, выводов и списка использован-

ной литературы. Работа изложена на 150 страницах машинописно« текста, содержит 18 таблиц, 29 рисунков. Список литературы включает 318 наименований.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В первой группе эксперименты выполнены на 250 коаках обоегс пола массой 1,5-3,5 кг под нембуталовым наркозом (-ЗС кг/кг, в/б). Проводили трахеотомию животных. В экспериментах с остановками дыхания использовали аппарат искусственного дыхании (АИД).

В опытах с внутривенными введениями (в/в) препараты вводили с помощью шприца. В экспериментах с внутрижелудочховыми введениями (в/ж) обнажали затылочное отверстие в месте сочленения черепа и шейного отдела позвоночника. Нглу от туберкулинового шприца вводили внутрь на 2-3 мм до появления в ней ликвора. Наружное отверстие иглы закрывали пластилиновым шариком.

Для регистрации артериального давления (АД) в бедренную артерии вводили полиэтиленовый катетер, заполненный физиологическим раствором с гепарином. Наружный конец артериального катетера соединяли с трехходовым пластмассовым краном, что было необходимо для проведения опытов с острой кровопотерей и для промывки катетера физиологическим раствором с гепарином. Для предотвращения тромбообразования на начальном этапе операции внутривенно вводили гепарин в дозе 500 ед/кг. Катетер через полиэтиленовую трубку, заполненную физиологическим раствором, соединяли с манометром и датчиком, регистрирующим АД. Датчик подключали к усилителю биопотенциалов УБП-2 (СССР). В экспериментах на другой установке катетер аналогичным образом соединяли с ллектротензометрическим мамгчетром хирургического монитора МХ-С11 (СССР).

Ллп оценки изменений напряжения кислорода и углекислого газа (РлОг, РаСОг ), сдвига буферных оснований (СВО) и реакции (рНа) в

t

артериальной крови кошки использовали анализатор кислотно-основного равновесия АВЬ-ЗЗО С "Яас110ив1ег" , Дания).

Для регистрации ЧД на начальном этапе использовали графитовый датчик, который включали как переменное сопротивление в плечо моста Уитстона. На более позднем этапе работы оценку параметров дыхания проводили с помощью МХ-01 методом дифференциальной маноттрни. Усредненное значение минутного обгг т дыхания (ИОД), ЧД, АД и частоты сердечных сокращений (ЧСС) регистрировали на санописцо Н 336-6П (СССР). Для дополнительного контроля за действием претратов производили регистрации импульсной активности диафрагмальной, каруяной и внутренней межреберных мыпц. Исходнув рехтлжьнуо температуру поддерживали, подогревая животное с покопьо грелки.

Во второй группе эксперименты поставлани на 80 белых беспо-ро£>;мх хрисаг обоего пола массой 220-250 г. Подготовительные п" : лд7$*;, которио были необходимы для осуществления в/ж введений препаратов и регистрации ЧД и ЧСС, проводили под нембуталовим ипркоэом (30 мг/!.г, в/б). Для этой цели животному внедряли под кагу вокруг грудной клетки графитовый датчик и три проводка для регистрации ЭКГ (два вдоль передних конечностей, а третий нпэ"д, ~г.п.: ь позвоночника), которые припаивали к разъемному устройству. Отмечали места для введения канюль в боковые рога тр:?ього кнлудочка, используя брэгму как точку отсчета. Эти места находились из 1 мм каудальнее и на 1,5 мм латарадьнее от средней лии;ж брзгкч. Канюли фиксировали в костях черепа с помощь» быстропол иморизуещейся .иастмассы. В эксперименте животн&е помигали и специальную плексигласовую камеру. Датчик и 'зл'еЛроди через разъемное устройство на спине крысы подключали к и

мосту Уитстона, п их в свою очередь - к самописцу.

Животное, после подготовительных операций, использовали в эксперименте через трое суток. Повторно крыс брали в опыты через двое суток. Каждое животное использовали не более трйх раз. Для проверки точности введения канюль проводили морфокснтроль.

Во всех экспериментах на кошках и крысах перед примением препаратов проводили контрольные введения аналогичных объёмов физиологического раствора или растворителя. При оценке дыхательных эффектов препаратов вводили их растворы в/в в объеме 2 мл , в/ж -50 мкл кошке и 5 мкл крысе в течение 30-40 с. В экспериментах использовали тиролиберин (рифотироин) и его аналог ПР-546 (дигн-прамин), синтезированные в Институте органического синтеза АН Латвии (г.Рига).

При проведении экспериментальных операций на крысе и кошке использовали анатомические атласы (Бурей с соавт., 1861; Ноздра-чев, 1973).

Полученные данные обрабатывали методами вариационной статистики с расчётом достоверности различий по критерию Стыодента. Результаты представлены как М±м.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И И1 ОБСУЕДЕШШ

1. Исследование действий тиролиберина и ПР-546 но дыханно и кровообращение на фоне нормы. Из литературных источников известно, что 'ГРГ при различных способах введения оказывал стимулирующее влияние на респираторную Функцию за счет увеличения в основном ЧД (УатаюоЬо, 1981; Нес1пег е1 а1.. 1983), а иногда и дыхательного объема (ДСЛ (Вбйнов, 1987). Поэтому главным образом нами проводилось исследование частотно-стимулирующего эффекта •гир^..ибегина и ПР-546 на дыхание в условиях естественной вентиляции. Поставлено дпс группы экспериментов. В одной из них представлен сравнительный анализ центральных действий ТРГ (0,6-

а

600 пмоль/кг) и ПР-546 (0,4-400 пмоль/кг) на частоту дыхания и сердечных сокращений у крысы в свободном поведении. Во второй проводилось сравнение респираторных эффектов обоих препаратов при внутривенных (20 нмоль/кг) и внутрижелудочковых введениях ТРГ (60 пмоль/кг) и ПР-54В (40 пмоль/кг) наркотизированной кошке.

Результаты, полученные в экспериментах на крысе, представлены на рис.1. Средние значения ЧД в условиях нормч и после введения физиологического раствора соответствуют нулевому уровню оси ординат. Установлено, что минимальная доза, оказывающая стимулирующее влияние на ЧД и ЧСС крысы, для тиролиберина составляла 0,0 пмоль/кг, а для ПР-548 - 4 пмоль/кг. При введениях ТРГ всего диапазона доз кардио-респираторные частотно-стимулирующие эффекты начинали проявляться в первую минуту после введения и достигали максимальных значений на 3-5-оЯ минутах. Прослеживался чётко выраканний кодозависимый прирост частоты дыхательных движений, котогий из максимума стимулирующего действия составлял 30-87% , а дозоззвисккый прирост ЧСС - 10-230*. респираторный ритм возвращался к норма не 5 50-ой минутах после введения пептида, а исходный ритм сердечных сокращений' восстанавливался на 10-35-ой минутах. Несколько »¡ную картину развития эффекта наблюдали в опытах с введением ПР-546. Хотя респираторно-стимулирующий эффект начинал рлзьнэаться с 1-5-ой минут после введения аналога и при этом также прослеживался дозозависимый прирост ЧД, но максимального значения ритм дыхания достигал на 2-120 ой минутах после окончания введения. Прирост ЧД составлял 83-170Х, длительность максимальной стимуляции респираторной функции составляла 30-80 минут. Возвращение дыхательного ритма к норме наблюдали через 1,5-7,5 часов после начала развития эффекта. Следует отметить, что прирост ЧСС бил достоверно ви|'»ои только при введениях аналога в дозах 40 и 400 пмоль/кг и составлял в сродним 2и-2'5Х. при чтом значинио Ч'.'С

100

№

■гЪяа

'т

х

ЛамУ

Ч

0.6 0.4

60

АО

&Х' 400 (даоль/к

Рис.1. изменения частоты дыхания ? крысы после виутрилолудочковых введений тиролиСерина и ПР-5?й.

Изменения частоты дыхания: тонный столбца - па £о>ш даист-вня тиролиберина, заштрихованный - на фоне действия ЛР-546.

По оси абсцисс представлены изменении частоты дыхания в сериях опытов с введением тиролнборина (0.6-£}£)0 плоль/кг) и ПР-540 (0.4-400 пноль/кг).

По оси ординат указан прирост частоты дыхания (1/мнн).

« р < 0.001.

воэвоащалось к исходному через 5 часов после начала действия ПР-540.

При в/в введении ковке минимальная действующая доза -для обоих препаратов составляла 20 нмоль/кг, а при центральном применении для тиролиберина - 80 пмоль/кг, а для ПР-546 - 40 пмоль/кг. В экспериментах с в/з введением тиролиберина мокно было видать двухфазную форчу эффекта. Так, первый прирост ,Д на 23,3+0,3 1/кин <р < 0,301) ка ~19Х и АД на 15,8±1,5 мм рт.ст. (р < 0,001) на "10% наблюдали к концу третьей минуты после введения пептида. Помо чего с 1-5-ой минут по 15-20-а минуты прирост ЧД составлял 1,810,2 1/иим (р < 0,001) на "13%, т.е. отмечалось некоторое его уменьшение. Затем, примерно ко второму часу с момента введения ТРГ, регистрировали второй (максимальный) прирост ЧД на 7,2í0,3 1/мин (р < 0,001) на "60й. Ритм дыхания возвращался к норме через 3,5-i,0 ччсо поело качала развития эффекта. При этом, если подъём АД !'.мея устойчивый характер, то сердечный ритм изменялся незначительно. Параметры гемодинамики возвращались к норме на 15-20-oí? минутах noc,¡>i введения пептида. При в/в введениях ПР-54В частогно-стммухируюччП эффект на дыхание начинял проявляться так!? с первой ><инуты после окончания его введения и постепенно достигал изкегмлдьчэго значения через 1,5-2,0 часа, после чего к 5,5-0.0 часу каблвдали возвращение ЧД к исходному значению. ЧД при этой bcs'm стъя.ъ на 15,0+4,0 1/мин (р < 0,01) на "115Х, ЧСС -на 23,ots,0 ур/нин (р < 0,001) на "16Х. При в/а введении (через два часа) ьч фона максимального стимулирующего влияния ТРГ на дихзн-гч ЧД по^сг-ч >а на 15,0+1,0 1/мин (р < 0,001) на ~в4Х, МОД - на 282,0ifi3,0 мл/мим (р < 0,01) на ~42Х. На фойе максимального стимулирующего действия через два часа после введения ПР-54В ЧД возрастала на 19.1" 1.3 1/мин (р < 0,001) на "1801, ИОД - иа 401,0158,0 мл/мин (р < и,001) на "1Э5Х. При этом следует отм«-

тить, что при действии как ТРГ, так и ПР-546 не было обнаружено достоверно-го изменения ДО. Увеличение напряжения Оа и уменьшение напряжения СОа в артериальной крови коррелировало с ростом минутного объема дыхания. РН и концентрация буферных оснований при этом изменялись недостоверно. При сравнении сроков действия одинаковых доз пепти- да на дыхание обоих пилотных отмочена большая продолжительность эффекта ТРГ на ЧД коас.й (3,5-4,0 часа), чем крысы (25-30 минут). По длительности действия н<з дыхание этих животных эффекты аналога различались незначительно.

Следует таххе отметить, что во всех эксперимэнтах с введением ТРГ и его аналога крысам помимо стимуляции кардио-респиратор-ной функции отмечали действие пептида на другие физиологические Функции: подавлялось пищевое поведение, отмечались обильное слюноотделение, мочеиспускание и дефекация, повияение двигательной активности и поведенческих реакций (грумминг, стойки, встряхивания). Двигательная активность и поведенческие реакции были сильнее выражены на Фоне действия ЛР-548. Возьязгю, эти эффекты несколько искажали результаты, полученные вследствие влияния препаратов на кардио-респираторную функцию.

Таким образом, результаты зтой части исследования показали, что как сам пептид, так и его аналог в условиях нормы оказывали стимулирующее действие на ЧД крысы и кошки.

Следующая часть нашей работы была посвящена исследованию действий этих препаратов при экспериментальных нарушениях дыхании .

2. Респираторные эффокты тиролиберина и [1Р-546 при экспериментальных нарушениях и остановках, вызванных острой кровопоте-рей двусторонней воготомиой и раздраженном механорецепторон трахеи. И - честно. что при острой кровопотере ТРГ играет существенную роль в восстановлении дыхательной активности (Нойнов.

I 2

1967; ШгоЬв, Окийа, 1988; Окийа е! а1., 1968; Опо а1., 1989). В наших экспериментах также показана эффективность как ТРГ, так и ПР-546 после в/в введений в случа„х нарушения ритма дыхания (300 нмоль/кг) и при его остановках (700 нмоль/кг), вызванных острой гипоксией на фоне гиповолемического геморрагического шока. В этих экспериментах после восстановления дыхания пептидами гибель животных наступала через 40-60 минут. Это, по-в.димому, связано с тем, что опыти проводилась без восстановления исходного объема крови.

Оба прег;ирата при в/в (20 нмоль/кг) и в/я введениях (ТРГ -80 пмоль/кг, ПР-546 - 40 пмоль/кг) до и после двусторонней ваго-томии э значительной степени устраняли или полностью предотвращали замедленно дыхательного рмтма.

Исследования остановок дыхания при раздражении механорецеп-торов трахеи обусловлено геи, что в клинике раздражение рефлексо-. генных зон тройничного нерва может быть причиной резкого ухудшения состояния больных, а в некоторых случаях является непосредственной причиной внезапной смерти (Буков, 1980).

В наших экспериментах оба препарата после в/в введения кошке (200 нмоль/кг) восстанавливали и стимулировали дыхание при его длительных остановках (до 2 часов), вызванных проведением трахеотомии .

Таким образом, ПР-546, как и сам пептид, способен активировать дыхание как э условиях нормы, так и при рассмотренных экспериментальных нарушениях.

Естественно возникает вопрос: Кахие нейромедиаторные системы вовлекаются тиролиберином и его аналогом в процесс стимуляции дыхания? Лочтому следующая часть нашей работы была посвяиена попытке выяснения этих механизмов.

3. Эффекты тяролчберина и ПР-548 на дахание и кровообращение в условиях блокады центральных адренсрецепторов. О возможности участия адренореактивных систем в проявлении этих эффектов свидетельствуют появившиеся сообщения об активирующем влиянии ТРГ на симпато-адреналовую систему (Feurstein et al., 1883; Mattila, Bu-пяч, 1986; Siren et al., 1988; Tanaka et al., 1988; Dashpal et. al., 1989). При этом имеются обширные данные об участии адренореактивных систем в регуляции дыхания (Габдрахманов, 1972, 1U75; Якунин, 1972; Сергиевский с соавт., 1975; Feldman, Felder, 1988; Abdnl-Rassol, 1990). Для лроверхи возможности вовлечения этих систем в респираторные эффекты ТРГ и ПР-546 мы использовали методы избирательной и неизбирательной блокады центральных АР. При этом для в/ж введений испо.' .зовали ТРГ в дозе 60 пмоль/кг, а ПР-546 - 40 пиоль/кг. На рис.2 представлены результаты опытов в которых исследовались эффекты в/ж введения ТРГ на ЧД н ЧСС крысы в условиях предварительной блокады различных типов центральных АР. Сроднив значения регистрируемых параметров перед введе-нием ТРГ соответствуют нулевому уровню оси ординат. Перваи пара столбиков - максимальный прирост ЧД (на ~70Х) и ЧCd (на ~ЗЬХ), ei, ванный действием пептида на фоне нормы. Исследование эффектов ТРГ проводили на фоне блокады альфаг-АР празозйном (500 ниоль/кг). При этом прирост ЧД и ЧСС предотвращался на ~63Х и ~65Х соответственно. Неспецифическая блокада альфа-AP фонтэламином (800 нмоль/кг) или дигидроэрготоксином (33 нмояь/кг), а тахло совместная блокада альфа1- и бета-AP празозйном (500 нмодь/кг) н пропранололом (800 нмоль/кг) полностью предотвраа'>«и часто'.но-стимуяирующий эффект ТРГ на дыхание.

После проведеш.л по подобной схеме эксле^г^х.ои «_„' nOiiKe установлено значительное снижение прироста ЧД, вызываемого тиро-

'OCT

. ед- ¡ Я

00

» 57 г-'I i

"1V

-а?

-Ы

¿W-J

■15 :

Х>

4

Рис.2. Изменения частоты дыхания и частоты сердечных сохранений У ирисы после внутрижелудочкового введения тнролибе-рнна (60 пмоль/хг) в условиях норны и на фоне предварительной блокады центральных альфах-, альфа i. з-, бета-адроно- я 11-холинороцвпторов празозииом (500 нмоль/кг), фентохамином (000 нмоль/кг), днгкдроэрготоксинон (33 нмоль/кг), ' пропраиололом (800 кколь/кг) и атропином (20 ниоль/хг).

Изменения средник значений: темный столбик - частота дыхания, заатрихозанный - частоты сердечных сокращений.

По оси абсцисс представлены изменения значений ЧД и ЧСС в сериях опытов с действием ТРГ: 1 - о условиях нормы; 2 - на фоне праяозниа; 3 - на фоне фентоламина; 4 - и е. фойе дигидроэргогоксина; 5 - на фоне празозина и пропранолола; В -на фоне атропина.

По оси ординат: вверху - увеличения средних значений ЧД (1/мин) и ЧСС < уд/мин). «низу - уменьшения тех не параметров.

* р < 0.002; «* Р < 0.001.

либерином, в условиях блокады альфа-АР праэоэином (500 нмоль/кг) или дигидроэрготоксинон (800 нмоль/кг).

Подученные результаты показали, что прирост ЧД, вызванный тьролиберином, снижался на "6ОХ при блокаде центральных адьфа1-АР у крысы и кошки. Блокада же альфаг.г- или совместно альфа1- и бета-АР у крысы предотвращала полностью, а у кошки блокада альфах.2-А.Р понижала на ~75Х прирост ЧД, вызванный тиродиберином. Следует отметить также, что прирост ЧД у кошки, вызванный в/х введением ПР-546 понижался также на ~40% при одновременной блокаде альфах- и бета-АР. Что касается параметров гемодинамики у кошки, то через 1,0-1,5 часа поело применения пептидов (перед проведением блокады АР) их значения соответствовали исходны»«.

Таким образом, у кошки блокада центральных АР не приводила к полному прекращению эффекта ТРГ и ПР-546 на ЧД. Из литературных данных следует,, что в регуляцию ЧД вовлечена и Н-ходинорэактив-ная система (Н1птап, Sreto, 1888; Boehmer et al., 1383; Hang et al., 1988; Nattie et al., 1990). Имеются сведения о независимом к координирующем взаимодействии адрено- и холинореактивиой систем при влиянии на активность функции дыхания fHilner ot al , 1989; Burton et al., 1990; Rugeiero et al., 1990). Поэтому Следующая часть нашей работы была посвящена выяснению возможности вовлечения тиролиберином и его аналогом также и li-холинореактив-ной системы в эффект на дыхание.

4. Эффекты тиродиберкма и 1IP-548 на дыхание и крогюобрвщвшш в условиях блокады центральных Н-холинорецопторсц. На рис.2 представлены результаты опытов на крысе с введением ТРГ (60 тюль, кг) на фоне блокады центральных Н-ХР атропином (20 к.чодь/кг). При этом прирост ЧД и ЧСС предотвращался на *Н4Х ,i' ~78Х соответственно. Нами также установленj, что только одновременная блокада "чнтральных Н-ХР, альфа!- и бета-АР в наибольшей степени

устраняла частотно-стимулирующий эффект ПР-546 на дыхание у -кошки. Таким образом, результаты этой части работы указывают на возможность вовлечения тиролибер,..юм и аналогом в эффект на ЧД как адрено-, так и М-холинореактивной систем.

С другой стороны рядом авторов (Sloan et al., 1988, 1989; Boohner et al., 1089; Ino et al., 1990) показано также участие H-холинореэхтивной системы в центральных механизмах регуляции дыхания. Ими установлено, что через Н-ХР осуществляется подавленна ■ чти»зности Фунхции дыхания. В связи с этим в навей работе ми такие исследовали влияние агониста Н-ХР лобелина в условиях норны и на Соне действия ТРГ и ПР-546.

5. Diiixi'i тиролиберина и ПР-546 на дыхание и кровообращение при октивацчч центральных Н-хожннорецепторов. В экспериментах на кошке с денррвированными каротидными синусами нами показано, что в/ж введен'/i? лобелина (400 нмоль/кг) уменьшало ЧД. Представляло значительный интерес проведение экспериментов с активацией центральннх Н-ХР на фоне действия ТРГ и ПР-546. На рис.Э представлены результаты этих опытов. Исходные средние значения ЧД, АД и ЧСС соответствуют нулевому уровню оси ординат. Первое изменение этих параметров демонстрирует действие лобелина на фоне нормы, ЧД уменьшилась на "бог. В двух других сериях через час после введения ТРГ и ПР-546 применяли лобелии. Эффект урежения ЧД лобелином в обоих случаях предотвращался на ~70Х.

Блокада же центральных Н-ХР тубокурарином (130 нмоль/кг) полностью предотвращала эффект лобелина на ЧД и кровообращение. Это дает возможность предположить, что депрессорное влияние лобелина опосредуется через центральные Н-ХР.

Помимо этого, тубокурарин в наших экспериментах также как ТРГ и IIP-s48, полностью устранял эффект ваготомии. После приме-

А

Рис.3. Изменении частоты дыхания и гемодинамики у ксакк посла внутрнжелудочкового введении актнвктора Ц тороп добелина (400 ныоль/кг) в условием кгркн из 5е;5 Соио центрального действие тнрожиберина (ВО пмодь/кг) и ПР-546 <40 пмоль/кг).

Изменения средних значений: тешшЯ столбце - частоты дыхания, с частой нтриховкой - частоты сердечных сокращений, с редкой втриховкой - артериального давления.

По оси абсцисс представлены изменения срадкнх •->:.• а ЧД,

ЧСС и АД в сернах опытов: 1-е действием дозаяииа с рсяогших. норны; 2 - через час после введения тмролибергша; 3 - введение ао&ежнна на фоне действия тиролиберина; 4 - через час поели введения ПР-546; 5 - введение лобелина на фона действия ПР-54П.

По оси ординат: вверху указаны увеличении сроднил значений ЧД (1/мин), ЧСС (уд/нин> и АД Смм рт.ст.); - ум.ныгениа

тех «а параметров.

» р < О.ОЬ; ** р < 0.02; *** р < 0.01; »4-« р < 0.002; «***« р < 0.001.

нения тубокурарина на таком фоне ЧД всегда превышала исходное значение до ваготомии.

Кроме того известно, что с, явственное тормозное влияние на систему дыхан',;п в значительной степени опосредуется ГАМК-ергической системой (Holfman, King, 1988; King, Holfman, 1989; Tu et nl., 1990). При этом показано, что ТРГ уменьшает депрессорное влияние ГАйК на дыхание (Hedner et al., 1981, 1982). В нашей работе было проведено исследование действия аналога ТРГ в условиях лге-лсии дыхания, вызванной повышенной активностью ГАМК-рецептог^з.

6. Дойстгив ПР-540 на дыхание и кровообрачение копки при ахтивацин центральных ГАйХ-рецепторов. Возможное взаимодействие ГАИК- и K-aoj:.;«пяичоской систем при гаспинге. В наших экспериментах похазано, что предварительное введение ПР-546 значительно снижало депрйссорное влияние натрия оксибутирата, что выражалось в предотвращении нарушения дыхательного ритма и в восстановлении исходных значений ЧД и МОД.

Аналогичный эффект вызывала блокада центральных Н-ХР тубоку-рарином. В/ж введение оксибутирата (80 мкмоль/кг) вызывало уреже-ние и нарушение дыхательного ритма. Применение тубокурарина восстанавливало дыхательный ритм и исходные значения частоты и минутного объема дыхания. Эти наши данные согласуются с результатами, полученными Spalluto et al . ( 1989). Ими установлено, что аппликация никотина на срезы коры мозга морской свинки приводила к выбросу ГАМК. Эти сведения о взаимодействии Н-холин- и ГАНК-ер-гической систем в структурах мозга и полученные нами результаты позволяют предположить возмохность существования такого же механизма на уровне ЛИ и вовлечения Н-холин- и ГАМК-ергической систем п процесс возникновения термина, „ных форм дыхания.

Для проверки этой гипотезы нами были поставлены опыты по следующей схеме: на фоне предварительной блокады центральных ГАМКл-рецепторов пикротоксином (33 нмоль/кг) проводили усиленную активацию центральных Н-ХР лобелином (3-5 мкмоЛ1/кг). При этом общая доза лобелина в 8 раз превышала исследованную на фоне нормы. На рис.4 представлен один из опытов этой серии, из записи , видно, что_ блокада ГАМКл-рецепторов противодействует снижению ЧД при введении лобелина, но при этом понижение ИОД за счет уменьшения ДО привело к остановке дыхания. Проводили искусственную вентиляцию легких. Во всех опытах на 3-5-ой минутах после остановки дыхание восстанавливалось в Форме другого терминального типа дыхания - гаспинга, который развивается обычно вслед за периодическим дыханием. Длительность сохранения гаспинга в напих опытах составляла от 15-ти до 60-ти минут. Из литературы известно, что главной особенностью терминальных форм дыхания является иицадание реакций центральных структур ДЦ к афферентным стимулам и что в этот процесс, вероятно, вовлечены опиоиды (.Лосев, Войнсв, 1966, 1867; Jansen, Г'lernick, 1983; Chernick, 1984; Schiidt, Graddls, 1885; Arakawa et al., 1990, 1931). Во всех эк'споримимах . введение налоксона (20 нмоль/кг) на 3-5-ой минутах восстанавливало нормальное дыхание, а в дальнейшем исходный уровень ЧД, МОД и АД.

Таким образом, на основании результатов, полученных в последних сериях, можно предположить, что тиролиберин и 1Н,-54в способны значительно противодействовать депрессии дыхания, вызванной активацией центральных ГАМК- и И-ХР, а блокада центральных ГАМКд-рецепторов, возможно, противодействует сиккеоию респираторного ритма при активации Н-ХР.

Нами также сдел» но предположение, что часа чхоа гсииггнне активности ГАМК-ергической системы ( Г AI. а-роцепторов) и одноврэ-

60 I л

Ю'

3 151Щ етш ерш

3,г : 2*"' «5»—®—Мл»»« Кйг^ч^о^аи^.

1 ' " 1 1 -Я—г-я»*

111

Восстановление дцхания у 'койки после внутрижелудочкоьогс введения налоксона (20 нмоль/кг) на £оне гаегтиьга, вызванного актязацией центральных Н-холинорецегттспов лобелином (Л мюгель/кг - общая доза) з условиях предварительной блокады центральных ГАМКд-рецепторов пикротоксином (30 нмоль/кг).

Стрелка после нулэвой отметки - введение шкротокеша !Ш. Стрелки после пятишнутньк отметок - введение ло5-эл>п:а *.Л). 12-60-я минуты - гаепянг, 60-я идаута - остановка дыхания я введение налокссна (Н).

Сверху-вниз: усреднённой значение артериального давления, ¡личного объёма и частоты дьяания; гснеа-мзтэхопзамма; ЭМГ диадрагмальной и внутренней межреберной мшц..

ненное повышение активности Н-холинореактивной системы, возможно, является одной из причин, приводящей к возникновению гаспинга.

При этом, вероятно, в процесс формирования гаспинга вовлечены ГАМК-, Н-холин- и опиоидаргическая системы. А известная из литературы способность тиролиберина эффективно устранять гаспинг, возможно, частично связана с тем, что пептид уменьшает нарушение . баланса активностей вышеназванных оснрвных тормозных систем в пределах структур дыхательного центра.

Итак, полученные результаты расширяют наши представления о механизмах, вовлекаемых тиролиберином и его аналогом в рес-пираторно-стимулируюций процесс. Экспериментальная проверка ТРГ и ПР-546 на различных моделях нарушения дыхания позволяет рекомендовать применение этих пр-паратов в клинике при нарушениях респираторной функции, вызванных острой кровопотерей и проведением хирургических операций на трахее. Применения этих пептидоа могут быть эффективными при снятии депрессорных влияний на дыхание, опосредованных повышенной активностью центральных ГАМК-и Н-холинореакт зной систем.

Выводу

1. Аналог тиролиберина ПР-540 при центральном введения оказывает дозоаависнмоэ стнмуямруощеа действие на частоту дихания.

2. 11Р-54В восстанавливает ритмичное дыхание у кошки при его экспериментальных каруваникх и остановках, вызванных двусторонней ииготоииаЗ, раздроиониен иаханорецепторов трахом к острой кровопотерей.

3. Блокада цеит( алышх адронорецепторов сувс-сгскчко щЬи-гл.ч-ет активирующее вжияннз тнро£ибер»на к ПР-546 на частоту дшсанка у криси и г->аки.

4. Блокада центральных М-холннорецепторов у крысы существенно понижает активирующее действие тиролибер'ииа на частоту дыхания. Одновременная .локадп центральных Ц-хожнио-, альфа).- н бето-адренорецепторов у ковки о нанбожьпей степени устраняет частотпо-стинулируг.тий зффакт ПР-54В на диханио.

5. Тиролиберин и ЯР-540 значительно уменызагат сннженяо частоты дчхпшш при активация центральных П-ход» ороцоптороп.

0. Вяомзд цоигралыШЕ Н-холнпороцепторов приводит к прохрэпояпл ^фактов действии на диханна двусторонней ваготомни и лхтивлцип центральных ГАКК-рецепторов. ПР-548 существенно умень-иает дспроссорнов п£пятм> яо дыхание при активации центральных ГД15К-рецопторов.

7. Бхохада центральных ГАИК*-рецептореп ' предотвращает депрессориоо дг.Лствнэ на частоту дыхания при активации центральных а-хо®ииорецеп-юроп.

0. Блокада центральных ГАИКл-роцепторов и последующая усиленная активация цонтралышх П-хожинорвцептороп приводит к возникновения гоепкнга. Специфический антагонист ■ опноидныж роцептороп - налоксон устраняет наруление деятельности дыхательного центра, вызванное применением данной Фармакологической модели гаспинга.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Аимарин И. П., Гурская И. Е., Кузьмичев С. А., Слюта А. Д., Сербенюк Ц. В. Тиролибернн как модулятор дыхательной активности и лёгочного кровотока // "Роль бронхиального и лёгочного кровообращения в обмене жидкости и белка в лёгком". Тезисы докл. Международного симпозиума. -Л., - 1969. - С.5.

2. АзЬваПп I. Р., 0игь<а^ I. Б., Кигв1сЬвУ Э. А., 51и1я А. 0., ЭегЬепик С. V. ТЬугоНЬегхпе ая яос1и11а1ог гоэргга-

tory activity and pulmonary floHinß in: Role of bronchial circulation and Pulmonary circulation in lung liquid and protein exchange. Satellite simpoalum, Leningrad, July, P.17-19. 1909.

3. Сербенюк Ц. В., Слюта А. Д., Романовский П. Я. Стиму-ляторний эффект тиролиберина и его аналога вишенного гормональной активности при экспериментальном нарушении дыхания у лягушек и кошек.// Тезисы докл. симпозиума Физиология пептидов. -Л., - 1988. - С.176-177.

4. Сербенюк Ц. В., Слюта А. Д., Романовский П. Я. Тироди-берии - стимулятор дыхання при шокз. // Тезисы докд. научной конференции по физиологии вегетативной нервной системы. .-Куйбьщев, 1988. - С.108-109.

5. Сербенюк Ц. В., Слю-а А. Д , Романовский П. Я. Активирующий эффект тиролиберииа и его аналога (ПР-546) на экспериментальных моделях нарушения дыхателън>й ритмики у кошки. // Тезиси докл. всес. Физиологического съезда. - Кишинйв, 1988. - С.68-60.

8. Сербенюк Ц. В., Слота А. Д., Романовский П. Я. Восстановление наруи 1ной дыхательной активности копок тнролиберином. // Бюд. экспер. биол. - 1988. - К7. - С, 17-19.'

7. Гурская И. В., Сербенюк Ц. В., Слюта А. Д., Романовский П. Я. Восстановление нарушенной дыхательной активности кошек аналогом тирояиберина (ПР-548), лишённым гормональных свойств. // Бюл. экспер. биол. - 1988. - Н7. - С.32-35.

Подмсадо Ö печать 10.1,1993 г, оок. 710. ■-'оршт Г. );cu4/l60 Тир. IU0.

Цосква. Типография 1'ДОХ!