Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиологическое действие минеральной воды Нафтуся на гастроэнтеропанкреатическую эндокринную систему

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологическое действие минеральной воды Нафтуся на гастроэнтеропанкреатическую эндокринную систему"

ОРДЕНОВ ЛЕНИНА И ДРУЖБЫ НАРОДОВ А КАДИЛИ НАУК УССР ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ 4ЙЗЙ0Л0ГИИ имени А.А.БОГОМОЛЬЦА

На правах рукописи БУТУСОВА Ирина Анатольевна

УДК 612.3+616.3£7

#

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ НАФТУСЯ НА ГАСГРОЭНТЕРОПАНКРЕАТИЧЕСШ ЭНДОКРИННУЮ СИСТЕМУ

03.00.13 - Физиология человека и животных

Автореферат дисаертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

- 1991

Работа выполнена в Институте физиологии им.А.Л.Богомольца АН УССР.

Научный руководитель - доктор биологических наук М.С.Яременко

Официальные оппоненты - доктор биологических наук, профессор

С.Д.Гройсман

доктор биологических наук И.А.Владимирова

Ведущая организация - Пятигорский НИИ куроротологии и физиотерапии МЗ СССР. , ' " - ¡, ^

Защита состоится 1991 г. в /у. часов

на заседании специализированного совета Д-016.15.01 при Институте физиологии им.А.А.Богомольца АН УССР по адресу: 252024, г.Пиев, ул.Богомольца, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им.А.А.Богомольца АН УССР.

Автореферат разослан

"iL" Ы-МЖ^РАш г. /

Ученый секретарь специализированного совета

доктор биологических наук 3.А. Сорокина-№фина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.проблемы. Maдеминерализованная минеральная вода Нафтуся - гидрокарбонатная кальциево-магниевая вода, содержащая органические вещества, - уникальноа природное соединение, использующееся в курортной практике. Механизм физиологического и лечебного действия Нзфтуси на организм изучался в течение ряда лет /Агарков, 1955; ^уркудым, 1963; Кэстромина, 1975; Калило, 1975; Гаврилюк, 1978; Есипенко, 1978,1981/. Параллельно проводились исследования и с другими минеральными водами /Кгенти, 1966; Турции, 1959; Василенко, 1971,1974; Олирнов-Кэменский, 1976; Серебрила, 1978; Выгоднер, 1979; Кузнецов, 1983; Гринзайд, IS83; Bouda, 19665 Schmidt-Kessen, 1969) Mielke, 1978 /, различными по своему составу и свойствам. Был ввдвинут рдц гипотез, многие из которых до сих пор носят дискуссионный характер. Однако, несмотря на иногда полную противоположность мнений, все они сходились в одном - что минеральные воды оказывают на функции организма так называемое нормализующее влияние. Б связи с этим эффект минеральных вод может быть опосредован их действием на гястроэнтеропвнкреатическую эндокринную систему (ПЭГОС или ПЭП-система), гормоны которой не только являются регуляторами и координаторами всех пищеварительных процессов, но и обладают другими разнообразными свойствами /Уголев, Кликов/. Это положение интенсивно разрабатывалось в последние годы. Было показано, что стимуляция высвобождения в кровь пептидов ГЗПЭС происходит при действии минеральных вод (Смирновская, Славяновская, Московская, Ессентуки, Карлсбадская), отличающихся друг от друга по многим характеристикам /Жзлтввй, 1973; Дерябина и др., 1979; Выгоднер, 1979,1983; ^знецов, 1Ш1; Махатадэе, IS84; Кузнецов и др., 1984,1966; Вепйа, 1966t Mielke, 19781 Scbmidt-Keassn, 1978/. Минеральная вода Нафтуся в этом плане изучалась впервые в отделе физиологии водно-солевого обмена Института физиологии им.А.А.Богомольца АН УССР.

Цедь_ряботы._ Выявить физиологически активные действующие факторы минеральной воды Нафтуся и механизм их действия на секрецию гастрина и других гормонов ПЗП-системы.

Главные задачи:

1. Изучить действие минеральной воды Нафтуся на функциональную активность ЕЭГОС.

2. Выявить вклад отдельных компонентов Нафтуси в реакции гаст-ринового аппарата.

3. Изучить участие интрамуральных механизмов в реакциях 1ВП-системы на водно-солевые раздражители,

йакиэй-новизна. Впервые показано, что минеральная вода Наф-туся обладает самостоятельным раздражающим действием на гормональную систему желудочно-кишечного тракта. Оизиологически активные компоненты минеральной воды содержатся как в органической, так и в неорганической ее составляющих. Наибольшим стимулирующим фактором минеральной воды является ее гипотоничность, т.е. осмотическое воздействие на слизистую желудочно-кишечного тракта. Осмотический эффект реализуется через интрамуральную нервную систему с участием холин- и рдрекергического, а также пептидергического звеньев.

уяучно-пдзктическое,значение.. Полученные результаты могут быть использована для создания общей теории действия минеральных вод на организм человека. Кроме того, установленное в ходе исследования стимулирующее действие дистиллированной воды и модуляция его с помощью солевых добавок (учитывая трофическое действие гастри-на) могут служить основанием для изучения терапевтического применения дистиллированной воды и искусственных водно-солевых растворов,

Азд-рбрлия .работы. Основные положения работы обсуждены и одоб- . рены на: заседаниях отдела физиологии водно-солевого обмена Института физиологии им.А.А.Богомольца АН УССР; заседании сектора "Физиология висцеральных систем"; симпозиуме по минеральным водам в рамках П Всесоюзной иколы-семикара по физиологии пищеварения (Калуга, 1369); УШ Всесоюзной конференции по физиологии почки и водно-солевого обмена (Харьков, 1ШЭ); Всесоюзном рабочем совещании по 'гастроэнтерологии (Чернигов, 1990).

ХЬЙ-ЗМйда. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

ЛЧйоты^ Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит всего 39 иллюстраций, в том числе 26 таблиц и 13 рисунков. Робота состоит из введения, обзора литературы, методики, четырех глав с изложением результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и списка литературы, содержащего 340 наименований, в том числе 131 - на русском языке, 205 - на иностранных языках.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эксперимент альте рвотные. В опытах были использованы белые крысы линии Вистар, половозрелые самки, массой 180-250 г. Выбор животных определен необходимостью проведения экспериментов как

Зд vivo , тек и in vitro . Перед опытом животные'голодали сутки при свободном доступа к питьевой воде (учитывая, что крысы - коп-рофаги, их помещали иа это время в клетки, ли див которых находилась специальная сетка для сброса экскрементов). За несколько дней до начала экспериментов in vivo животных приучали сидеть е особой камере /Яременко, Лахин, 1903/, в которой у них впоследствии производили забор крови.

Опыты In vivo - животных помещали в камеру, из . хвостовой вены брали 0,5 мл крови для определения бэзальной концентрации гормона. После этого их напаивали с помощью зонда, вводя исследуемый раствор в желудок.

Через 2, 5, 10, 15, 30 и 60 мин после нагрузки животных исследуемыми тест-растворами у них снова брали кровь, отстаивали в течение 5 мин при комнатной температуре и центрифугировали Í5 мин при 5000 об/мин. Оаворотну (или плазму) отбирали и помещали в холодильную камеру (-20° С) для дальнейшего определения гормонов - гастри-на и инсулина - радиоиммунным методом. Глккагон определяли в плазме. Дня ее получения кровь перед центрифугированием смешивали с ЭДТА и контрикалом - ингибитором протеаз - из расчета 7,2 мг ЭДТА и 1Б00 ед.контрикала на 5 мл крови.

Учитывая, что концентрация гастрина в крови подвержена циркад-ным ритмам с пиком в 12 ч / Gánguil, 19У2 /, все эксперименты in vivo проводили в строго определенное время - II ч утра.

Опыты in vitro - проведены на препарате изолированной вывернутой двенадцатиперстной кишки крысы. Подобные препараты изолированных невывернутых /Андрушайте и др., 1979/ и вывернутых /HyuiyK, I963¡ Gibaldi, 1972. / кишечных мешочков используются для изучения транспорте воды и (электролитов, а также других веществ через стенку кишечника. Для изучения секреции пептидных гормонов данный препарат применен впервые, хотя и использовался при исследовании вы-свойовдаемых кишечных внзимов / Boasmami, 1983 /. Известно, что й -клетки, вырабвтывающие гастрин, расположены в пилороантральной области желудка и в двенадцатиперстной кишке. Кроме того, двенадцатиперстная кишка вырабатывает и ряд других пептидных гормонов, которые регулируют сенрецию гастрина. Все вышеуказанные причины определили выбор объекта исследования.

Крыс анестезировали 20 ?,-ным уретаном в дозе 0,5 мл на 100 г массы тела, внутрибрюшинно /saffouri, 1964 /. Затем животным вскрывали брюшную полость и перфуэировали сосуды кишечника через брюш-

ную аорту в течение Б мин раствором Нребса под давлением 100 мм вод.ст. (0,93 кПа). После этого двенадцатиперстную кишку извлекали, предварительно перевязав желчный проток, выворачивали слизистой наружу и увязывали на канюлях. Готовый препарат помещали в термостатированную камеру (37° С). В последней со стороны слизистой находился исследуемый раствор, аэрируемый кислородом и перемещающийся с помощью перфузионного насоса со скоростью 0,1 мл/мин. Это, по нашим данным, оптимальная скорость, при которой не происходит отшелушивание слизистой в изолированном препарате под действием растворов разной осмолярности. Со стороны серозной оболочки находился раствор Кребса, через который пропускали карбоген. Скорость перфузии этого раствора составляла 0,4 мл/мин. Серозный, а в некоторых случаях и мукоэный растворы собирали в пробирки, находящиеся в камере со льдом, и замораживали при -20° С для последующего определения в них гастрина, гастринингибирующего полипептида, ваэоактивного интестиняльного полипептида и соматостатина.

Проверка жизнеспособности данного препарата специальной серией экспериментов, проведенных с участием Т.М.Ыиняйленко, показала, что в течение 3 ч и более в его тканях не развивается гипоксия. Показатели перекисного окисления липидов и отношение лактат/пиру-ват не отличались от токовых в интактных тканях. Кроме того, нами было установлено, что за этот не период изолированная кишка способна стабильно продуцироватывстрин и другие пептидные гормоны.

Наши эксперименты продолжались 30-45 мин (с 2-3 интервалами по 15 мин). В отдельной серии экспериментов их проводили в течение 25 мин.

Еадиоитунодоточескче определения проводили с помощью стандартных наборов реактивов: гастрин - фирмы "sorln" (Франция); инсулин - риойНС-ПГ-125!; соматостатин и БИП - фирмы DRG (США)¡ глюкагон - фирмы Ser, Diagn. (ФРГ). Огепень специфического связывания (в %) в наших опытах составляла в Среднем 50+5. Неспецифическое связывание было очень низким и не превшвло 3 %. Расчет концентрации пептидов в сыворотке, плазме или в серозном растворе производили на ЭВМ М-4030 по программе ВМДР.

Экспе£11ментп;;м1ке^р^ств0_2ы. В опытах 1л vivo экспериментальные тест-рястворы использовали для внутригастральной нагрузки животных в дозе 0,5 или 1,5?. от массы тела. Применялись следующие природные и искусственные водно-солевые растворы:

- Нафтуся нотивная (взято из источника I-H0 трускавецкого месторождения; перед введением подогрета до 38° С);

- В?фтуся прогретая (также отобрана из скважины I—НО, прогрета в микробойлере до 80° • С и перед введением охлажденная до 38° C¡ при этом она лишается части главным образом органических соединений (табл.П;

- искусственный солевой аналог Нафтуси (ИСАН) - раствор, имитирующий ее солевой соствв (в ммоль/л): Са^+ - 2,6; Mg2+ - 1,95;

На+ - 0,25; К*" - 0,18; НСОд" - 7,4; СГ - 1,0; во/- - 0,57;

- дистиллированная вода;

- растворы отдельных солевых компонентов воды Нафтуся в дистиллированной воде, взятых примерно в тех же концентрациях, в которых они находятся в Няфтусе (от I до 5 ммоль/л) - хлориды» сульфаты и бикарбонаты натрия, кальция и магния;

- изотонический раствор хлористого натрия;

- растворы нативной и прогретой Нафтуси и ИСАНа, доведенные до изотонии хлористым натрием;

- растворы органических веществ воды Нафтуся (получены А.П. Ясевич);

- фракция битумов - ввделяли из воды Нафтуся, затем разделяли на отдельные подфракции смол, масел и асфальтенов по общепринятой методике /Алекин и др., 1973/. Суммарную и кявдую отдельные фракции растворяли в дистиллированной воде в количестве, соответствуп-щем их содержанию в минеральной воде (4 мг/л);

- органические кислоты воды Нафтуся. Дня выделения органических кислот Нафтусю предварительно лиофилйзировали, затем из сухого остатка извлекали органические кислоты (ОК) по методике Кейла и соавт. /1966/ и готовили водные растворы с концентрацией.ЯК 50 и 150 мкмоль/л.

рН всех вводимых растворов равнялся рН Нафтуси - 6,93-7,0.

В опытах in vitro - со стороны серозы применялся Кребс-Рик-гер фосфатный буфер с рН 7,4, аэрируемый Карбогеном. При проведении фарманализа к Кребсу добавляли селективные холино- и адрено-блокаторы. Использовали пирензапин (1.10"^ моль/л) и бензогексоний (I.I0~4 моль/л) - мускариновнй и никотиновый антагонисты, а также o¿2 g- и ÍP- адреноблокаторн фентоламмн (5.1С"® моль/л) и обзи-дан 1бЛ0~® моль/л). Со стороны мукоэы применяли следующие растворы:

- дистиллированная вода;

- растворы хлористого натрия (77, 154, 231 и ЗСв ммоль/л);

- растворы сульфатов натрия, кальция и магния (I ммоль/л).

В отдельной серии опытов с дистиллированной водой проводили

аппликацию к слизистой кишки 0,5 Й-ного раствора новокаина в те-

чение 5 мин.

Orto а Ц аче ни fj jj с п о л ь эуе мых .единиц., В опытах in vivo концентрацию гастрина, инсулина и глюкагона измеряли в пикограммах На I мл (пг/мл). Изменения концентрации указанных гормонов измеряли либо в процентах к исходному уровню, либо в виде коэффициента индукции -отношения уровня гормона после нагрузки к исходной базальной концентрации гормона в крови.

В опытах 1ц vitro скорость продукции гормонов изолированной кишкой выражали в пикограммах на I г влажной массы кишки за 15 мин.

Статистическую обработку полученных данных проводили разностным методом, о достоверности различий судили по критерию t Огыо-дента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССВДОВАШЙ

I, Действие минеральной воды Нафтуся и ее основных составляющих на секрецию гастрина у крыс

Нативная ^Няфтус я. Нашей задачей, преподе всего, было оценить чувствительность гастринсекреторного аппарата крыс к воде Нафтуся. При этом мы исходили из того, что любвл минеральная вода, в том числе Нафтуся, является сложным многокомпонентным раздражителем, содержащим специфические химические элементы и соединения и обладающим неспецифическими свойствами (температура, рН, осмолярность, масса и т.п.). Чтобы разграничить действие одних и других раздражителей, следует, очевидно, сопоставлять эффект минеральной воды с реакцией на искусственные растворы, имитирующие ее определенные качества и свойства. Такой подход и был положен в основу настоящих исследований.

'Было установлено, что базвльный (натощак) уровень концентрации гастрина в крови крыс подвержен значительным индивидуальным колебаниям и составлял в наших опытах в среднем (50,0+2,5) пг/мл' ( а = 250), что согласуется с литературными данными /Кузнецов и др., 1984/. Одноразовое внутригастрельное введение животным нятив-ной минеральной воды в дозе 0,5 % от массы тела уже в первые 2 мин вызывало существенное повышение уровня гастрина в крови ( /4 52,3+ +8,1; р 4 0,01). Через 5 и 10 мин после введения концентрация гормона поддерживалась на достаточно высоком уровне (^47,5+7,5 и 41,4+6,6 соответственно; р < 0,01) и к 15 мин приближалась к базальной. Затем на 30-й и 60-й минутах уровень гастрина вновь повидался (/i 36,3+3,1 и 25,9+3,9 соответственно; р ^ 0,01), однако не столь значительно, как в первую фазу подъема.

Таким образам, гвстриншшреторный ышарат крыс обладает достаточной чувствительностью к нативнсй минеральной воде Нафтуся и ее интрагастральное введение вызывает двухфазную гипергастринемичея-кую реакцию (рис.1).

ингтм мыв ьиитгястшыю « объеме 051

Н,1 |

ЬО* |

----ч

•«» »8 30 в 14 »6 М

I (!| » И М «195 II £ 19 <А

нв<*таеа ае

Рис.1. Дцнамчка гастринемии у крыс при интрагастральном введении: дистиллированной воды, Нафтуси нативной, Нафтуси прогретой, ИСАНа. Цунктирнзя линия - Контрольный уровень гаст-рина

Такой характер ее действия обусловлен тем, что вода, как и пища, попеременно возбуждает слизистую желудка и кишечника и вызывает тем самым последовательный выброс гастриня в кровь. Проверка показала, что первая фаза гипергостринемии соответствует.тому периоду, когда в желудке находится еще достаточное количество неэвакуиро-вавшейся воды (от 40 % - на 2-й минуте до 25 % - на 10-й). Вторая фаза гастринемической реакции совпадает по времени с переходом большей части введенного объема минеральной воды в полость двенадцатиперстной кишки. Кроме того, компоненты воды, успевшие к тому

моменту всосаться, могут действовать на гастриновый аппарат и со стороны крови. Причина двухфазности может состоять и в том, «то воздействие раздражителя на О-клетки желудка и кишечника осуществляет по определенной программе запуск цепи нервнорефлекторных и эндокринных реакций, в результате которых высвобовдаются в кровь как стимуляторы, так и ингибиторы секреции гастрина.

Введение животным нативной Нафтуси в дозе 1,5 % от массы тела не изменяет характера гастринемической реакции - она также двухфазна и связана с эвакуацией воды из желудка. Однако, сопоставляя суммарное количество вцделившегося гастрина, можно было обнаружить, что реакция на большую дозу воды ниже, чем на меньшую.

Дистиллировэнная^вода., При изучении гастринстимулируищего действия воды Нчфтуся возникает вопрос - насколько оно специфична? Для его выяснения испытывялись эффекты отдельных компонентов Нафтуси и прежде всего воды как таковой. С этой целью использовали ряд растворов и дистиллированную воду (деионизированную). Кроме того, дистиллированная вода была избрана нами в качестве своеобразного, хотя и не единственного, контроля в первую очередь потому, что является растворителем всех присутствующих в ней элементов.

Необходимо отметить, что традиционным контролем при исследовании лечебного действия на организм минеральных вод правомерно является водопроводная вода. Мы же полагали, что водопроводная вода в силу многокомпонентное™ своего состава, а также его неоднородности в различных регионах не может служить контролем к столь же многокомпонентной минеральной воде в том, случае, когда ведется поиск биологически активного действующего начала.

Опыты с дистиллированной водой показали, что она обладает самостоятельным раздражающим дейсзвием на гастриновый аппарат. При этом реакция так ж?, как у нативной минеральной воды, имеет двухфазный характер - пОдгем концентрации гормона в крови на 2-й и 5-й минутах сменяется падением на 10-й минуте практически к баэаль-ному уровню. Затем вновь следует повышение гаетринемии, однако в меньшей степени, чем у нативной минеральной воды (рисЛ).

Нагрузка крыс дистиллированной водой в дозе 1,5 % от массы тела также выявило характерную двухфазность гипергастринемического действия. Сопоставляя по интервалам степень повышения гаетринемии при введении разных доз дистиллированной воды, мы не обнаружили существенных различий, наблюдающихся при введении нативной Нафтуси.'

Минеральный _с:остав._ До недавнего времени макроионному составу Нафтуси но придавалось существенного значения. Считалось, что не-

большое количество солей в воде (0,7 г/л), вполне сравнимое с таковым в водопроводной воде, не может определять ее физиологическое и лечебное действие на организм. Поэтому мы использовали ИСАИ с двоякой целью: во-первых, чтобы определить, является ли физиологиЧески активной неорганическая часть воды, а, во-вторых, Чтобы выявить таким образом действие суммарной фракции ее органических веществ.

Опыты показали, что добавление к дистиллированной воде комплексе неорганических солей, имитирующих минеральный состав Нафту-еи, значительно усиливает по отношению к минеральной воде гипер-гветрииемическую реакцию как в первой, так и во второй фазах (рис. I). Поскольку солевая добавна незначительна в осмотическом отношении, можно предположить, что >повнления гастринемии вызвано специфическим действием солей Нэфтуси,

Значительным стимулирующим гастринемию действием обледяет и 1,5 %-ная доза ИСАНз. При этом тек же, как и в случае с дистиллиро-венной водой, различий в реакциях между этими двумя дозами не выявлено.

Органический,состав. Органическая фаза воды Нафтуся довольно сложна,и, не имея многих отдельных чистых органических веществ, полученных из Нафтуси, мы использовяли различные-подходы в изучении их действия. В частности, на первом этапе исследований применяли воду Няфтуся, прогретую в микробойлере до 80° С и охлажденную до 38° С, в результате чего из нее удаляется часть легколетучих органических соединений, главным образом аминов. Прогретая Нафтуся значительно стимулирует секрецию гастрина. кок в 0,5 #-ной, так и в 1,5 %-аой дозе. Кроме того, реакция на большую дозу прогретой Нафтуси намного интенсивнее, чем на меньиую (рис.2).

Анализируя полученные двнные, мы установили, что прирост концентраций гормона в первую фазу гипергастринешм почти на зависит от характера действующего раздражителя. Специфичность действия компонентов воды проявляется во вторую фазу, т.е. когда жидкость уже эвакуировалась в кишечник. Сопоставление площадей гипергастринемии (рис.3) выявило, что наибольший эффект (в усл.ед.) вызывает прогретая Няфтуся - 514,0+17,2. Зятем в порядке убывания следуют ИСАЙ -427,0+10,0, нативная Няфтуся - 383,0+10,3 и дистиллированная вода -246,0+7,3.

Таким образом, все используемые в опытах растворы обладают гастринстимулирущим действием, но в рзэ'ной степени. Указанный эффект воды Няфтуся обусловлен активностью различных ее составных

Рис.2. Сравнительные значения площадей гипергастринемии при действии тест-растворов в различных дозах

компонентов, включая и фактор гипоосмотичности. Последний вносит весомый вклад в общее повышение гастринемии. Минеральный состав, незначительно меняя осмолярность тестируемой жидкости, в то же время существенно увеличивает реактивность гастрииового аппарата. Наибольшее раздражающее действие прогретой Нафтуси по сравнению с действием дистиллированной воды, вероятнее всего, можно объяснить тем, что Няфтуся дативная содержит комплекс как стимуляторов гастринемии, так и ее ингибиторов, которые либо разрушаются, либо демаскируются при прогреве.

Первичные выводы относительно минеральной воды Нафггуся и ее основных составляющих были подтверждены нами также на препарате изолированной двенадцатиперстной кишки (рис.4). Эти опыты показали, что дифференцировка поступающих извне сигналов происходит на уровне киини. На рисунке отчетливо видны различия между реакциями на дистиллированную воду и изотонический 1?аС1 , что подтверждает действие осмотического фактора, а также мблзду изотоническими Наф-тусей и ИСАНэм, что демонстрирует специфичность воздействия компонентов Нафтуси.

300

ш

300

гоо

юо

Рис.3. Интегрированные значения площадей гипергастринемии при действии тест-растворов: I - дистиллированная вода; 2 - Нафтуся нативная; 3 - ИСАИ; 4 - Нафтуся прогретая

2. Гастрининнреторные эффекты отдельных солевых компонентов воды Нафтуся

Основньаи компонентами неорганического состава минеральной воды Нафтуся является хлориды, сульфаты и бикарбонаты натрия, кальция и магния. Названные соли вводили в желудок растворенными в дистиллированной воде и сравнивали их эффект с действием дистиллированной воды. Результаты этих опытов представлены на рис.5. Покеза-но, что внутригастряльное введение животным солевых растворов вызывает гастринсекреторные реакции, существенно отличающиеся от таковых на дистиллированную воду. Так, реакции всех сульфатных солей, не оказывая влияния в первую фазу, во вторую вызывают отчетливое

Рис.4. Секреция гастрина изолированной двенадцатиперстной кишкой крысы при орошении ее слизистой дистиллированной водой (I), раствором изотонического хлористого натрия (2), Нафтусей (Э) и ИСАНом (4), доведенными до изотонии хлористым натрием

повышение концентрации гастрина в крови у крыс. Присутствие в воде гидрокарбонатных солей уменьшает реакцию гастрикового аппарата по сравнению с действием дистиллированной воды в среднем на 43 % в первые 5 мин.

Во вторую фазу реакции наблюдается незначительный прирост концентрации гормона в среднем на 28 % по отношению к контролю. Хло-ридные соли натрия, кальция и магния тормозят гастрининкреторнуп реакцию по сравнению с эффектом на воду в первую фазу на 31, а во вторую - на 24 %, Анализируя полученные данные, можно видеть, что однозначность гастринемического действия в отношении той или иной

га

1«

||

¿к

I

I

1

*

Рис.б. Влияние интрагастралыюго введения водно-солевых растворов на изменения геотринеши у крыс в первую (А - через 5 мин) и во вторую (Б - через 30 мин) фазы

группы реагентов определяется в первую очередь анионным, а не ка-тионным составом. Кроме того, в этой серии экспериментов нами было показано, что величина н направленность реакций зависят не только от химической природы раздражителя, но и от исходного уровня концентрации гормона в крови. Как правило, реакции более выражены при низкой исходной концентрации гастрина, чем при высокой.

Б целом можно заключить, что неорганические соли Плфтуси, несмотря нй их незначительное содержание (1-Б ммоль/л), существенно влияют нй функциональную активность желудочно-кишечного тракта. При этом хлориды тормозят, а бикарбонаты и сульфаты стимулируют гастринемию. Последние в этом плане наиболее эффективны. Вероятно,

именно они и определяют главным образом стимулирующий эффект ИСАНа.

3. Исследование роли органических веществ воды Нафтуся

В нативной минеральной воде Нафтуся органические вещества содержатся в количестве от б до 20 мг/л (по органическому углеродву). По своим физическим свойствам они деляется на летучие (15-40 %), нестабильные (30-40 %) и стабильные (10-25 %) соединения. Среди них идентифицированы битумы (1т6 мг/л), жирные кислоты (0,05-0,07 мэкв/СООН/л), фенолы (0,22-0,38 мг/л) /Шапиро, 1951; Бабинец и др., 1956,1978; Меринов, Пасека, 1975; Гринберг и др., 1978; Ясе-вич, 1980/. Получить в чистом виде многие из назеванных компонентов достаточно сложно. В своих исследованиях мы ограничились характеристикой действия на гастринемию трех основных групп органических веществ - аминов, битумов и органических кислот.

0 роли аминов мы можем судить лишь косвенно, сравнивая реакции нативной и прогретой Нафтуси, а также нативной Нафтуси и ИСАНа. ИСАН более интенсивно стимулирует гастринемию, следовательно, в органической фазе воды Нафтуся имеются вещества, тормозящие секрецию гястрина. Прогретая Нафтуся, из которой полностью удаляются амины, стимулирует гастринпродуцируюцую реакцию значительно активнее, чем нативная вода. Следовательно, амины в нативной Нафтусе являются ингибиторами высвобождения гастрина, отсутствие которых в прогретой воде значительно усиливает реакцию (рис.3).

Введение суммарной фракции битумов практически не влияет на гастринемию. Однако отдельные подфракции битуминозных веществ -всфальтены и смолы - достоверно увеличивали гастринемию на 35,9 и 34,1 % соответственно (рис.6). Подфракция масел примерно на ту же величину тормозила секрецию гастрина по сравнению с контролем. Вероятно, такое "конкурентеное" взаимодействие отдельных подфракций и обусловливает индифферентное действие суммарной фракции битумов.

Органические кислоты, подобно маслам, проявили себя как ингибиторы гаетринемии. Нами зафиксировано дозоэависимое уменьшение секреции гастрина при действии органических кислот. Кроме того, масла так же, как и амины, но частично улетучиваются при прогреве -их концентрация в прогретой Нафтусе уменьшается в 10 раз /Ясевич, 1560/. Следовательно, они вместе с аминами в нативной Нафтусе определяют ее ингибитерный эффект.

Рис.6. Влияние битумных фракций на изменение гаетринемии:

I - дистиллированная вода; 2 - суммарная фракция битумов; 3 - подфракция смол; 4 - подфрякция асфальтенов; 5 - под-фракция масел; 6 - расчетная средняя ведичина коэффициента индукции гастринэ трех подфракций

4. Действие тест-растворов на секрецию инсулина и глюкагоки

Гастрин является ключевым, но не единственным гормоном ПЗШС, поэтому представляло интерес выяснить влияние Няфтуси на высвобождение других гормонов, в частности, инсулина и глюкагона.

В опытах in vivo определяли концентрацию инсулина (в сыворотке) и глюкагона (в плазме) до и через 5 или 30 мин после 0,5 Й-ной интрагастральной нагрузки, т.е. в пиковых точках первой и второй фаз высвобождения гастрина. Эксперименты показали, что как инсулин, тек и глюкагон сходным образом реагируют торможением на различные, но одинаково гипотоничные раздражители. Изотонический раствор хлористого натрия не изменяет бяэального уровня указанных

гормонов.

5« Исследование механизма осмотического действия на гастриновый аппарат желудочно-кишечного тракта

Эти эксперименты были проведены на препарате изолированной двенадцатиперстной кишки ввиду того, что специфичность действия компонентов в предадуткх опытах проявлялась в кишечную фазу.

Орошали мукозную поверхность кишки растворами Ка01 разной осмолярности и измеряли концентрацию пептидных Гормонов - гастри-на и его антагонистов - соматостатина, ВИП и ЖИП - в серозном растворе. Обнаружено (рис.1?), что изотонический раствор 1Та01 вызывает минимальный выброс гастрина, а растворы НаС1 ■ ,отличающиеся От изотонического по концентрации на одинаковую величину в сторону гипо- или гипертонии, вызывают примерно одинаковый выброс гормона, который, однако, выше на гипертонические раздражители, т.е. интенсивность гастринового ответа определялась не концентрацией соли, а концентрационным градиентом между полостью и стенкой кишки. ВИП при тех же воздействия реагировал подобно'гас^рину - наблюдалась зависимость от величины концентрационного градиента. Однако,в отличие от гастрина, ответ ВИП на гипертонические стимулы был ниже, чем на гипотонические. Ооматостатин реагировал выбросом только на гипотонические стимулы. На выброс ЖИП осмотические стицулы не влияли.

В следующей серии экспериментов мы изучали осмотические реакции двенадцатиперстной кишки при действии местного анестетика новокаина и специфических И- и М-холиноблокаторов бензогексония и пм-рензепина, а также и~ к ^-адреноблокаторов - фентоламина и обойдена. Анестезия слизистой новокаином устраняла выброс гормона вп осмотический раздражитель. Подобное действие оказывали бензо-гексоннй и пирешелин, в также фонтоламин. Обзидяи не влиял на осмотическую стимуляция секреции гастрина (рии.8).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Представленные данные дают возможность прежде всего ответить на вопрос о действующем биологически активном начале минеральной воды Нафтуся. Эксперименты показали, что и в неорганической, и в органической составляющих минеральной воды есть вещества, способные в больней или меньшей степени стимулировать или тормозить секрецию пептидных гормонов. При этом если из нативной Нафтуси удалить часть веществ, проявляющих ингибиторные свойства (как это происходит с прогретой минеральной водой), то ее стимулирующий эффект

аил

Щ - еанлтосглгин

Р - ГАС! РИМ

д%. а - мил

Рис.7. Пептидные реакции изолированной двенадцатиперстной кишки крысы при действии растворов хлористого натрия разной осмоляркости:

I - дистиллированная вода; 2 - 5 - растворы Ка01 с осмо-лярностью 0,77 моль/л (2); 0,164 моль/л (3); 0,231 моль/л (4)? 0,308 моль/л (54.

становится более выраженным, и, напротив, если увеличить концентрацию ингибиторов (например, органических кислот), происходит закономерное торможение высвобождения гормона. Вероятно, в нативной минеральной воде наличие стимуляторов и ингибиторов определенным образом сбалансировано, создавая оптимальное их соотношение.

Таким образом, действующее начало воды Нвфтуся нельзя ограничить одним веществом или даже группой веществ, как полагают некоторые авторы. Все компоненты Нафтуси, включая и фактор гипоосмо-тичности, активны и могут по-рвзному изменять -стимулировать или иигибировзть - физиологические реакции. Подобные свойства основных составляющих Няфтуси обнаружены на других физиологических тестах - изменении активности транспортных ферментных систем /Проко-

Рис.8. Влияние холино- и вдреноблокаторов и новокаина на стимулированную осмотическим раздражителем секрецию гастрина

изолированной кишкой крысы: I - дистиллированная вода; 2 - вода и новокаин; 3 - воде и пирензепин; 4 - вода и беизогексоний; 5 - вода и фентол-вмин; б - водо и обзидан

пенко и др., 1969/. Кажется вероятным, что "секрет" Нафтуси, ее уникальность заключаются в определенных качественных и количественных соотношений входящих в ее состав компонентов.

Механизм действия Нафтуси мы исследовали на примере одного из действующих факторов - осмотического. Этот выбор оправдан по ряду причин: дистиллированная вода проявила себя достаточно активным компонентом - она способна самостоятельно стимулировать секрецию гастрина; ее действие эквивалентно 64 % действия нативной Нафтуси; доведение модельных тест-растворов до изотонии уменьшало их гаст-ринстимулирующее действие; гипотоничность являлась определяющим фактором в высвобождении других гормонов ГЭПЭС - инсулина и глю-кьгона. Кроме вышеназванных причин, необходимо учесть, что иссле-доврние действия осмотического фактора на ГЗПЭС может иметь значе-

ние не только в отношении воды Нафтуся, но и в отношении минеральных вод с различной минерализацией, тем более что исследователи, занимающиеся проблемой минеральных вод, указывали на необходимость учитывать их тоничность, однако фундаментальных обоснований для этого недостаточно.

Возможность активации гормональной системы желудочно-кишечного тракта осмотическими воздействиями мало изучена, хотя известно что осмотической активностью по отношению к ГЭГОС обладают как гипо-, так и гипертонические растворы /Crema et ей., -1966; Petersen et al., 1975; Hoist et al., 1976; Thomas, 1976¡ Behar et al., 1977; Matsujama et al., 1981 ; Lucca et al., 1984 /. В наших опытах на изолированном киаечнике не только подтверждена роль осмотического фактора в стимуляции освобождения кишечных пептидов, но и установлено, что а подобном действии жидкости на поверхность слизистой имеет значение не концентрация соли, а мукозно-серозный градиент, т.е. степень анизотоничноети ороиающего кишку раствора.

.'лализируя полученные нами данные по высвобождению кишечных гормонов, можно заметить, что на гипертонические стимулы высвобождается больше гастрина, чем на гипотонические стимулы. С гормонами - антагонистами гастрина происходит наоборот - ВИП и соматоста-тин активнее реагируют на гипотонические раздражители, тогда как На гипертонические - выброс ВИП значительно меньше, а соматоста-тин вообще отсутствует. Это вполне согласуется с представлениями о реципрокных взаимоотношениях указанных гормонов /Уголев, I97S; Климов, 1963; Grosscaa, 1975/.

ШП в нааих опытах не реагировал выбросом на осмотические стимулы. Это в определенной степени согласуется с литературными данными о том, что изотонические и полуизотонические растворы ïiaCl не эффективны в отношении этого гормона /Thomas at al., 1976 /, хотя имеются сведения о стимуляции высиобовдения этого пептида гипертоническими раздражителями /O'Dorsio, 197а /. Однако известно, что ШП является предшественником глюкозозависимого освобождения инсулина /Василевская и др., 1963; Brorai, 1982; Gregory et al., 1986 / и способен стимулировать выброс глюкагона /вгот®, 19S2 /. Отсутствие реакции КИП при действии осмотических стимулов в наших экспериментах может объяснить торможение высвобождения инсулина и Глюкагона, которое мы обнаружили in vivo при действии различных, но одинаково гипотоничных раздражителей.

Таким образом, эксперименты показали, что слизистая двенадцатиперстной кишки способна дифференцированно отвечать на осмотичес-

кие раздражители разной величины выбросом гастрина и его антагонистов.

Далее необходимо было решить, какие механизмы ответственны вя этот процесс, поскольку осмотическое раздражение может не только восприниматься осморецепторами слизистой, но и действовать непосредственно на В-клетки, которые являются эздокринными клетками "открытого" типа / Grube, Forssmaxm, 1979 Л т.е. контактирующими с полостью кишки, в значит, могут стимулироваться непосредственно из полости. Однако анестезия слизистой новокаином в наших опытах полностью устраняла выброс гормона на осмотический раздражитель. Это говорит о том, что действие осмотических стимулов реализуется через осморецепторы, а их непосредственное влияние на g -клетки несущественно. В пользу этого предположения говорит еще один факт.

Известно, что G -клетка реагирует на стимулы по принципу "все или ничего" /Уголев, IS78; Рогввшаш», Orsi, 1969; Oreutz-.

feldt ot al., 1974/, С этой точки зрения,открытое в полость примерное одинаковое их количество не давало бы четкого градуального ответа на осмотические стимулы разной величины. Тот фант, что и я-, и М-холиноблокаторы бензогексоний и пирензепин, а также J, -адра-ноантагонист фентоламин устраняли выброс гастрина на осмотическое раздражение подтверждает,■что действие последнего осуществляется . по механизму местного иитрамурального рефлекса.

Необходимо отметить следующее. В настоящее время доказано, что секреция гастрина а -клеткой регулируется двумя независимыми нейронами - холинергическим и нехолинергическим / Ей Val, 1981; Schu-ЪегЪ et al., 1987 /. Холинергические импульсы, которые являются наиболее сильными возбудителями секреции гастрина, стимулируют q -клетку не прямо, а косвенно - путем подавления секреции соматоста-тина, паракринно ингибирущего гастриновую секрецию. Нехолинерги-ческий нейрон (полагают, что это бомбезиновый) способен-одновременно стимулировать секрецию и гастрина, и соматостатина, Исходя из этого, сопоставление полученных нами данных о высвобождении гастрина и соматостатина двет возможность предположить, что- гастрин-высвобоздающие механизмы при действии гипо- и гипертонических стимулов различны:'при раздражении слизистой гипотоническим^ растворами возбуждение передается нехолинергическим путем, поэтому происходит одновременный выброс гастрина и соматостатина. Воздействие гипертоническими стимулами, вероятно, возбулдает другой, хо-линергический путь. При этом на фоне отчегливого подавления секреции соматостатина секреция гастрина значительно повышается.

ВЫВОДЫ

1. Минеральная вода Нафтуся, вступая в контакт со слизистой желудка и кишечника, стимулирует высвобождение в кровь гастрина -"ключевого" гормона гастроэнтеропанкреатической эндокринной системы.

2. Гилотоничность Нафтуси, а также комплекс ее минеральных солей и органических веществ способны модулиропать функциональную активность ГЭП-системы.

3. Основными факторами, стимулирующими секрецию гастринпроду-цирующих клеток, являются низкая осмолярность воды Нчфтуся, а также ее неорганические компоненты - бикврбонатные и сульфатные сопи натрия, магния и кальция.

4. Ингибиторами секреции G -клеток являются органические кислоты и битуминозные масла, входящие в состав Нафтуси.

б. В Няфтусе выявлена группа веществ со слабым стимулирующим (смолы и всфрльтены) и ингибирующим (хлориды натрия, кальция и магния) действием.

6. При действии неорганических солей Нафтуси на гастринемия направленность и интенсивность реакции определяются преимущественно анионным, а не катионнкм составом.

7. Величины гастриновых реакций зависят от исходного (базаль-ного) уровня концентрации гастрина в крови: у животных с низкой безйльной концентрацией гастрина эффект осмотической и ионной стимуляции более выражен, а при высоком исходном уровне - менее.

6. Вода Нафтуся и растворы ее солевых компонентов влияют твк-же на высвобождение и других (кроме гастрина) пептидных гормонов -соматостатинп, глюкагона, ВИП, инсулина, но не изменяют секрецию

шь

9. В условиях in vitro гормональная система изолированной двенадцатиперстной кишки сохраняет функциональную активность и способность дифференцированно отвечать на осмотические стимулы разной величины.

10. Осмотическая стимуляция секреции гастрина блокируется местным анестетиком новокаином, специфическими Mg- и Н -холико-блокяторями - пиренаепином и бензогексонием и JL j ^-ядреноблока-Тором - фгантоламином. Это указывает ня то, что действие осмотического раздражителя реализуется по механизму местного интрпму-рвлыюго рефлекса.

11. Механизмы высвобождения пептидных гормонов изолированной двенадцатиперстной кишкой крысы при действии гипо- и гипертонических стимулов различны.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Яременко М,С., Бутусова И.А., Ясевич А.П. О роли органических веществ в биологическом действии минеральной воды Нафтуся // Физиол.журн. - 1984. - Т.30, т. - С.751-753.

2. Бутусова И.А., Яременко И.О., Ивасивка C.B. Влияние минеральной воды Нафтуся на секрецию гастрина у крыс (экспериментальные исследования) // Вопр.курортологии. - 1985. - !«,j6. .- C.I2-15.

3. Яременко М.С., Попович И.Л., Бутусове И,А. Ваияние минеральной воды Нафтуся на кислотосекреторный аппарат желудка у собак // &эиол.журн. - 1966. - Т.32, №5. - С.538-545,

4. Стеценко Г,И., Попсвич И.Л., Бутусова И.А., Альперин А,И. О механизме действия воды Нрфтуся на кислотообразование в желудке // Врачеб.дело. - 1986. - Ю. - С.79-82.

5. Бутусова И.А., Попович И.Л., Яременко М.С. Влияние минеральной воды Нафтуся на вццеление инсулина и гастрина // £изиол.журн. -1987. - Т.33, №4. - СЛ24-127.

6. Бутусова И.А., Яременко К.С., Ивасивка C.B. Влияние минеральной воды Нафтуся на секреции гастрина // Вопр.курортологии. -1967. - П. - С.20-23. .

7. Бутусова И.А. Анализ гастринемичвских реакций на нативную, про-rpeTj.0 воду Нафтуся и ее солевой аналог // Курортология и физиотерапия. - 1988. - Вып.21. - С.40-41.

6. Бутусова И.А., Яременко М.С., Ивасивка C.B., Ильина Т.А. Активация гастринового аппарата у крыс водой Нафтуся и ее солевыми компонентами // Фиэиол.журн. - I9Ö8. - Т.34, №3. *» С.38-43.

9. Бутусова И.А., Попович И.Л. Влияние воды Нафтуся на гастрин-инкреторную реакцию // Физиологические основы лечебного действия воды Нафтуся. - Киев:Наук.думка, 1988. - С.96-100.

10. Попович И.Л., Бутусова И.А. Влияние воды Нафтуся на инсулине-мию // Там же. - C.I0I-I07.

11. Яременко М.С., Бутусова И,А., Ясевич А.П. Влияние битумов и органических кислот поды Нафтуся на секрецию гастрина у крыс (экспериментальное исследование) // Вопр.куроротологии. - 1990.-№. - С.57-58.

12. Яременко М.С., Бутусова И.А. Гастрининкреторные эффекты солевых компонентов воды Нафтуся // Физиол.журн. - 1991. - Т.37, № . - С.

с/

г

Подписано в печать 24.Об.91г.формат вОхвЧ/16 Бумага писчая . Усл.печ.л.1.0. Тираж 100 зкэ,3аказ№1118

Отпечатано ЦУОП Госагропрома УССР г.Киеа,Саксаганского,1.