Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменение реактивности сердечно-сосудистой системы у крыс с экспериментально пониженным уровнем эндотелина-1 в крови

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Гаврилова, Светлана Анатольевна

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Значение эндотелина в регуляции сердечно-сосудистой системы.

1.1.1. Общие сведения. 6 Открытие эндотелина. 6 Эндотелинпревращающие ферменты. 7 Эндотелиновые рецепторы. 9 Клиренс эндотелина.

1.1.2. Распространение эндотелина в сердечно-сосудистой системе. Физиологическая и патофизиологическая роль. 12 Роль эндотелина в регуляции тонуса сосудов. 12 Эндотелии и эндотелий сосудов. 16 Эндотелии и N0. 16 Эндотелии и простациклин. 18 Роль эндотелина в регуляции работы сердца. 19 Эндотелии и катехоламины. 22 Участие эндотелина в центральной регуляции сердечно-сосудистой системы. 22 Эндотелии и автономная нервная система. 24 Роль эндотелина в релизинге катехоламинов из надпочечников. 25 Участие эндотелина в стрессорных реакциях.

1.2. Методические подходы к изменению содержания пептидов в крови или уменьшению их влияния на организм. 30 Значение иммунологических методов. 31 Метод инверсной иммунорегуляции. 32 Цель и задачи.

2. Материалы и методы исследования.

2.1. Подготовка животных к экспериментам.

Содержание крыс.

Схемы иммунизации. 36 Измерение массы, систолического артериального давления и ректальной температуры. 37 Оценка ориентировочно-исследовательского поведения крыс методом

Открытое поле».

2.2. Приготовление проб для анализов содержания эндотелина в плазме крови, антител в сыворотке крови и для определения параметров

Свертывания крови.

2.3. Эксперименты на изолированных сосудах. 39 Приготовление препарата изолированной хвостовой артерии крысы. 39 Установка для проведения экспериментов на изолированных сосудах. 40 Приготовление физиологического раствора. 42 Трансмуральная электрическая стимуляция нервных окончаний, находящихся в стенке сосуда.

2.4. Определение содержания эндотелина в плазме крови.

2.5. Определение титра антител в сыворотке крови.

2.6. Определение содержания катехоламинов в тканях крыс.

2.7. Определение показателей системы свертывания крови. 47 Определение содержания фибриногена в крови крыс. 47 Определение активированного частитного тромбопластинового времени (АЧТВ) и протромбинового времени плазмы (ПВ).

2.8. Эксперименты in vivo. 50 Приготовление катетеров. 50 Имплантация катетеров.

Установка для проведения экспериментов на целом животном.

Иммобилизациоонный стресс.

2.9. Протоколы экспериментов. 51 Порядок проведения экспериментов с животными, иммунизированными конъюгатом гемоцианина и эндотелина-1. 51 Протоколы экспериментов с животными, иммунизированными конъюгатом БСА-ЕТ-1, БСА-ЕТ-3, и смесью двух конъюгатов.

2.10. Статистическая обработка результатов.

3. Результаты экспериментов.

3.1. Влияние неспецифической иммунизации на физиологический статус крыс.

3.1.1. Изменения, вызванные неспецифической иммунизацией гемоцианином. Изучение реактивности препарата изолированной хвостовой артерии крыс, иммунизированных гемоцианином, на сосудосуживающие и сосудорасширительные факторы. 63 Изменение АД и ЧСС у бодрствующих крыс, иммунизированных гемоцианином, в ответ на введение сосудорасширяющих и сосудосуживающих веществ в экспериментах in vivo.

3.1.2. Изменения, вызванные неспецифической иммунизацией бычьим сывороточным альбумином (БСА). 73 Изучение реактивности препарата изолированной хвостовой артерии крыс на сосудосуживающие и сосудорасширительные стимулы.

3.2. Влияние иммунизации против эндотелина на физиологический статус крыс.

3.2.1. Изменения в организме крыс, вызванные иммунизацией конъюгатом гемоцианина с эндотелином-1 (гем-ЕТ-1). 83 Изучение реактивности препарата изолированной хвостовой артерии крыс, иммунизированных конъюгатом гем-ЕТ-1 на сосудосуживающие и сосудорасширительные факторы.

Изменение АД и ЧСС у крыс иммунизированных к эндотелину-1 в ответ на введение сосудосуживающих и сосудорасширяющих препаратов.

3.2.2. Изменения в организме крыс, вызванные иммунизацией конъюгатом бычьего сывороточного альбумина с эндотелином-1 (БСА-ЕТ-1). 101 Изучение реактивности препарата хвостовой артерии крыс на сосудосуживающие и сосудорасширительные стимулы.

4. Обсуждение результатов. 113 Изменения в организме крыс, вызванные неспецифической иммунизацией белками-носителями в смеси с полным адъювантом Фрейнда 113 Влияние иммунизации к эндотелину на параметры сердечно-сосудистой системы и поведение крыс.

5. Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменение реактивности сердечно-сосудистой системы у крыс с экспериментально пониженным уровнем эндотелина-1 в крови"

Эндотелии (ЕТ) был выделен из культуры эндотелиальных клеток свиньи в 1988 году и охарактеризован как мощнейший вазоконстрикторный фактор, [Yanagisawa et al.]. К настоящему моменту определены рецепторы, описаны основные физиологические эффекты, процессы синтеза и деградации этого пептида [Rubanyi, and Polokoff, 1994;]. В сердечно-сосудистой системе ЕТ контролирует работу сердца, влияет на систему гемостаза, обладает активностью ростового фактора [Haynes, Webb, 1998]. Показано его участие в формировании уровня артериального давления.

Паракринное действие ЕТ на гладкомышечные клетки сосудов вызывает вазоконстрикцию, аутокринное на эндотелиоциты приводит к высвобождению оксида азота (N0) и простагландинов, в конечном счете - к вазодилятации [Kauser and Rubanyi, 1994]. N0 значительно укорачивает действие ЕТ на эффекторные клетки и уменьшает уровень синтеза самого пептида из эндотелиоцитов [Goligorsky et al., 1994]. Показано, что ЕТ способен подавлять инициированный цитокинами синтез мРНК индуцибельной NO-синтазы (iNOS) и уменьшать количество N0 продуктов, вырабатываемое этим ферментом [Warkewits et al., 1997].

Картину осложняет способность ЕТ модулировать нейрогуморальную регуляцию тонуса кровеносных сосудов. Тесная взаимосвязь катехоламинэргической и эндотелиновой систем изучается на всех уровнях. В центральной нервной системе ЕТ колокализован с ферментами синтеза катехоламинов и способен влиять на импульсную активность нейронов [Shihara et al.1998, Kurihara et al., 1998]. На периферии ET участвует в высвобождении катехоламинов из хромаффинных клеток и нервных окончаний, влияет на чувствительность сосудов к норадреналину. В основном, действие двух этих систем усиливает друг друга [Tabuchi et al., 1989-1990]. Активно изучается роль ЕТ в формировании барорефлекса [Iton, and Buuse, 1991; Chaupleau et al., 1992].

Тесное взаимодействие ET с другими регуляторными системами и крайне низкая концентрация этого пептида в крови (определяют от единиц до десятков фмоль/мл плазмы) не позволяют достаточно полно оценить физиологическую роль этого пептида в организме [Battistini, et al., 1993].

При патологиях сердечно-сосудистой системы увеличение уровня циркулирующего в крови ЕТ сопровождает развитие таких заболеваний, как гипертензия, атеросклероз, сердечная недостаточность и др. Нарушаются взаимодействия между регуляторными системами. Ряд работ свидетельствуют о резко отрицательном вкладе этого пептида в развитие заболеваний сердца [Haynes, and Webb, 1998; Lee et al., 1994].

Поэтому, как для изучения физиологической роли пептида в организме, так и для применения в медицинской практике разрабатываются подходы для снижения содержания ЕТ в крови или уменьшения его влияния на сердечно-сосудистую систему. Для этих целей используют блокаторы ЕТ рецепторов, ингибиторы эндотелии превращающих ферментов (ЭПФ), получают трансгенных животных с уменьшенной экспрессией ЕТ, его рецепторов или ЭПФ. В экспериментальной практике применяется введение моноклональных антител или поликлональных антисывороток [Miyamory et al., 1990; Kurihara et al. 1994; Rubanyi, and Polokoff, 1994; Петрухина и др., 2000]. Каждый из подходов имеет свои достоинства и недостатки.

На Биологическом факультете МГУ под руководством академика И.П. Ашмарина разрабатывается подход по длительному изменению физиологического состояния организма с помощью активной иммунизации к собственным биорегуляторам (метод инверсной иммунорегуляции) [Гомазков и др.,1987; Ашмарин и Гомазков, 1989; Ашмарин и др., 1989]. В результате иммунизации получают животных с длительным изменением тех регуляторных систем организма, в работе которых участвует данный биорегулятор.

В представленной работе впервые сделана попытка получения модели крыс с пониженным содержанием ЕТ в крови методом инверсной иммунорегуляции и анализа формирования уровня артериального давления у таких животных.

1. Обзор литературы.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Гаврилова, Светлана Анатольевна

5. Выводы.

Исходя из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1 .Использование метода инверсной иммунорегуляции позволило получить животных со сниженным уровнем ЕТ-1 в плазме крови.

2. Величина АД и ЧСС у животных с дефицитом ЕТ-1 достоверно не изменилась, однако уменьшилась чувствительность барорефлекторного ответа ЧСС на изменение артериального давления.

Увеличился вклад оксида азота в формирование артериального давления.

3. У животных, иммунизированных конъюгатами БСА и эндотелинов, возросла реактивность сосудов на эндогенный НА и увеличилось эндотелий-зависимое расширение сосудов.

4. Выявлено разнонаправленное изменение содержания катехоламинов в мозге у крыс, иммунизированных по разным схемам и уменьшение содержания НА и ДА в надпочечниках в обоих случаях.

5. У животных с уменьшением содержания ЕТ-1 в плазме крови, полученным с помощью активной иммунизации, изменилась реактивность как центрального, так и периферического звена регуляции АД. Эти изменения, видимо, возникли в результате необходимости поддержания АД на нормальном для этого животного уровне в условиях уменьшения концентрации циркулирующего ЕТ-1 и носят адаптивный характер.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гаврилова, Светлана Анатольевна, Москва

1. Андреенко Г.В. Методы определения фибринолитической активности крови. Лабораторное дело. №5, с.3-6, 1962.

2. Ашмарин И.П., Антонова J1.B., Титов С.А., Максимова JI.A. и Каменский A.A. Возможные механизмы разнонаправленного действия АКТГ4-10 и его аналога, содержащего D-изомер фенилаланина, на поведение. Журнал ВНД. Т. 30, вып. 6, с.1196-1203, 1980.

3. Ашмарин И.П., Гомазков O.A., Длительное изменение физиологического ибиохимического статуса организма посредством иммунизации эндогенными регуляторами. Изв. АН СССР. Сер. Биол. №1, с. 11-18, 1989.

4. Блаттнер Р., Классен X., Демерт X, Деринг X. Эксперименты на изолированных преператах гладких мышц. М., Мир, 1983.

5. Бунятян A.M. Электрическая нестабильность сердца у животных с различной устойчивостью к иммобилизационному стрессу. Физиологический журнал ССР им. И.М. Сеченова. №6, с.757-762, 1986.

6. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон П.Д. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М., «Высшая школа», стр. 119-122, 1991.

7. Гаврилова С.А., Гусева A.A. , Медведева H.A. Влияние дозы и способа введения эндотелина-1 на среднее артериальное давление и частоту сердечных сокращений у бодрствующих крыс. Бюлл. экспер. мед. N11, с.491-494, 1997.

8. Гомазков O.A. Система эндотелиновых пептидов: механизмы кардиоваскулярных патологий. Вопросы медицинской химии №4, 290-303, 1999.

9. Грабар П.Н. Аутоантитела и иммунологические теории. Онтогенез. Т.6, №2, с.1150126, 1975.

10. Данилова P.A., Ашмарин И.П. Инверсная иммунорегуляция поведения и проблема существования регуляторных аутоантител. Усп. Физиол. Наук, Т.25, с.3-21, 1994.

11. Данилова P.A., Обухова М.Ф., Ашмарин И.П., и др. Длительное изменение эмоционального статуса и обучаемости белых крыс после иммунизации конъюгатом серумальбумина с сиднофеном. Докл. АН СССР, Т.ЗОЗ, №6,с.1512-1514, 1988.

12. Долгов В.В., Авдеева H.A., Щетникович К.А. Методы исследования гемостаза. Пособие для врачей клинической лабораторной диагностики. М., 1996.

13. Егоров A.M., Осипов А.П. Теория и практика ИФА. М., 1991.

14. Иванова Т.М., Скоцеляс Ю.Г., Болякин В.И. Устойчивость сердечнососудистых функций у крыс разных линий в условиях эмоционального стресса. Журнал высшей нервной деятельности, Т. 29, вып. 5, с. 1052-1059, 1979.

15. Мартьянов A.A. Физиологические следствия иммунизации крыс ковалентными конъюгатами тиролиберина с белками-носителями. М., Автореф. к.б.н.,16 е., 1992.

16. Медведев О.С., Мурашев А.Н., Меерцук Ф.Е. Гемодинамические корреляты иммобилизационного стресса у крыс. Физиол. Журн. СССР. Т.122, №3,с.363-367, 1986.

17. Меерсон Ф.З. Физиология адаптационных процессов. М., 1986.

18. Меерсон. Ф.З. Адаптационная медицина, Механизмы и защитные эффекты адаптации. М., 1993.22