Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль эндотелия в регуляции сократительных и дилататорных реакций артериальных сосудов в пострадиационный период

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Роль эндотелия в регуляции сократительных и дилататорных реакций артериальных сосудов в пострадиационный период"

"8 О ИТ «ЬЬ АКАДШШ НАУК БЕЛАРУСИ

Институт радиобиологии

УДК 699:539. 1.047.

Лукиа Леонид Сидоровкч

\

РОЛЬ ЭНДОТЕЛИЯ В РЕГУЛЯЦИИ СОКРАТИТЕЛЬНЫХ И ДИЛАТАТОРНЫХ ' РЕАКЦИЙ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДОВ В ПОСТРАДИАЦИОННЫЙ ПЕРИОД

03.00.01 - Радиоииология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук .

Минск-1996

Работа выполнена в Институте радиобиологии АН Беларуси

\ v

I

Научный руководитша: доктор медицинских наук,

профессор ЛОБАНОК Л.М.

Официальные оппоненты:

доктор бирлогических наук, профессор ККЕНЯ А.К.

доктор медицинских наук, профессор АМВРОСЬЕВ А.П.

Оапошфуицая оргшгазгацзя:

Белорусский научно-исследовательский институт кардиологии ИЗ РБ

Защита состоится " <2б" С(>(-/Н1А £р& 1996 г. в ЗС> часов на васедании совета по ващите диссертаций Д 01.35.01. в Институте радиобиологии АН Беларуси, г.Минск, ул.аодинская.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института радиобиологии АН Беларуси. ^

Автореферат разослан " / " ¿г 1996 г.

УчкниЯ секретарь совета по защите диссертаций д 01.35.01., кандидат Смохагичосшп наук A. U. Ходосдаак'^я

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность тьмы диссертации. Отличительной чертой второй половины нынешнего столетия является неуклонный рост сердечно-сосудистых заболеваний в большинстве регионов земного шара. Данная ситуация характерна и для нашей республики, в особенности, среди населения, проживающего на территории, загрязненной после аварии на ЧАЭС радионуклидами СМощик К. В. и соавт.,1990J. Эти факты требуют тщательного анализа и экспериментального изучения с целью установления причинно-следственных отношений. Выяснение этиологии роста сердечно-сосудистых заболеваний определит пути эффективного поиска средств и методов их профилактики и лечения. Для решения этих вопросов необходимы дальнейшие углубленные исследования фундаментальных механизмов регуляции функции сердца и сосудов в физиологических условиях и при действии на организм различных повреждающих факторов, в том числе, ионизирующего излучения.

Недавние исследования функций эндотелия свидетельствуют о его непосредственном участии в поддержании Саэального тонуса сосудов [Moneada S.,et al.,19913. Установлено, что эндотелиоциты спонтанно и при стимуляции определённых эндотелиальиых рецепторов способны продуцировать гуморальные вещества, модулирующие функциональную активность гладкомьшечных клеток (ГМК) CFurchgott R.F.,et al.,1980; Angus J.A., et al.,1989]. Поэтому наряду со всеми известными звеньями регуляции функций сосудов в последнее время особое внимание уделяется эндотелиозависимой регуляции.

Экспериментальные радиобиологические исследования, выполненные к настоящему времени, позволили определить морфологические изменения эндотелиальиых элементов в пострадиационный период [Москалев Ю.И.,1991; Воробьев Е.И. и соавт.,1985]. Постлучевым нарушениям процессов эндотелий-опосредуемой регуляции функций сердечно-сосудистой системы посвящены единичные райоты, которые не позволяют сделать обобщающего заключения.

Связь работы с крупными научными программами. Отдельные разделы работы выполнены в рамках Государственной программы преодоления последствий аварии на ЧАЭС по теме N 317/20:"Исследовать экдотелио-вависимые механизмы регуляции тонуса сосудов в ближайшие и отдаленные сроки после действия на организм ионизирующих излучений налой мощности" (1995 г.). А также по плану научно-исследовательских работ Института радиобиологии. Тема: "Изучить влияние хронического

г

облучения в малых дозах на механизмы нейрогормональной регуляции метаболических и физиологических процессов с целью разработки способов повышения радиорезистентности организма" (1994 г.).

Цель н задачи исследования. Целью настоящей работы являлось установление роли эндотелия в регуляции биомеханической функции артериальных сосудов при действии фиаиологически активных веществ в ранние, промежуточные и отдаленные сроки после воздействия на орга-иигм острого и пролонгированного г-излучения в сублетальных и малых доеач. В связи с поставленной целью были определены следующие вада-чи:

- выявить особенности сократительных реакций аорты и роль эндотелия в их реализации в различные сроки пострадиационного периода;

- определить влияние у-облучения на опосредованные эндотелием дклататорные реакции аорты и их пострадиационную динамику;

- изучить отличительные черты реализации неопосредованных эн-' дотелием дилататоркых реакций аорты на разных этапах пострадиационного периода.

Научная мешана результатов:

Установлена роль эндотелия в пострадиационных изменениях констрикторнах и дилататорних реакций артериальных сосудов.

Показаны особенности пострадиационной динамики биомеханических реакций аорты в зависимости от дозы облучения.

Охарактеризованы отдаленные эффекты ^-облучения при различных дозовых нагрузках на функциональное состояние артериальных сосудов.

Выявлены особенности нейрогуыоральной регуляции тонуса артериальных сосудов после острого (0,25 Гр) и пролонгированного (1,0 Гр) г-облучения в относительно малых дозах.

Практическая значимость работы. Полученные данные существенно расширяют имеющиеся в радиобиологии представления о механизмах пострадиационных изменений функционального состояния сердечно-сосудистой скстемы и необходимы при проведении патогенетического лечения, в частности, при фармакотерапии с использованием агонистов ад-ренергических, холинергических, серотонинергических и пуринергичес-ких рецепторов, других вазоконстрикторов и вазодилататоров. Результаты работы. целесообразно использовать при разработке новых эффективных средств и методов лечения лучевой патологии, научно-обоснованных принципов повышения резистентности организма к действию пролонгированного г-облучения, в космической и авиакосмической медици-

не.

Положения, выносимые на ващнту:

1. Изменение функциональной активности эндотелия является одним из центральных механизмов нарушения сосудистой реактивности после г-облучения.

2. Ранние сосудистые эффекты острого (Ю-3 Гр/с) т-облучения в малых (0,25 Гр) и сублетальных (6,0 Гр) дозах заключаются в усилении реакций на действие вазоконстрикторов и вазодилататоров.

3. Отдаленные сосудистые эффекты острого г-облучения (0,25-7,0 Гр) определяются усилением констрикторных реакций на действие агонистов адренергических рецепторов и угнетением дилата-торных - на действие агонистов холинергических рецепторов.

4. Пролонгированное г-облучение (2,8х10~7 Гр/с) в относительно малых дозах (1,0 Гр) уменьшает реакции артериальных сосудов на действие вазодилататоров.

.Кичный склад. Все результаты научных исследований, представленные в диссертации, получены автором.

Апробация работы и публзтацкм. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 2-ом Радиобиологическом съезде, Киев, 20-25 сентября 1993; на Международной конференции "Наука и медицина - Чернобыл»", Минск, Ю-13 ноября 1993; Республиканской конференции "Научно-практические аспекты сохранения здоровья людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС", Могилев, 11-13 апреля 1994; X Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине, Москва, 7-10 июня 1994; Белоруско-Японском симпозиуме "Ближайшие и отдаленные последствия ядерных катастроф: Хиросима-Нагасаки и Чернобыль", Минск, 3-5 октября 1994; Международной научной конференции "Десять лет после Чернобыльской катастрофы", Минск, 28-29 февраля 1996.

По теме диссертации опубликовано 13 научных работ (5 статей и 8 тезисов докладов).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, обвора литературы, методической главы, трех глав результатов собственных исследований, обсуждения и заключения, выводов и списка цитируемой литературы, который включает 216 библиографических наименований. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 16 таблиц и 25 рисунков.

ОСНОЕНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАШТЫ Материалы и метода нсследош»юга

Исследования выполнены на белых беспородных крысах стадного разведения. Животных подвергали воздействию ионизирусщего излучения. В остром режиме облучение проводили на установке ИГУР с Cs137 в качестве источника у-лучей, мощность дозы составляла 10~3 Гр/с. Лоза облучения в различных экспериментальных сериях создавалась в диапазона от 0,25 до 7,0 Гр. В опыт животных брали на 3, 10, 30, 00 и 180 сутки, а также на 12-й месяц пострадиационного периода.

Для пролонгированного r-облучения использовали &ксг/еримеиталь-нув установку ГАШАРИД-Ш/^го, в шторой источником t-лучей является Cs137. Создавалась доза облучения в 1,0 Гр прь мощности дозы 2,8хЮ~7 Гр/с. Для формирования такой доза при данной мощности крыс облучали в течении 41,7 суток. В опыт кивотных брали на 10, ЭО, 90 и 160 сутки после радиационного воздействия.

В качестве обгекта исследования использовали кольцевые сегменты нисходящей части грудной аорты с интактным и механически удаленным эндотелием. Приготовление препаратов аорты и регистрацию сосудистых реакций на действие вааоактивных веществ проводили по методике, описанной Furchgott R.F., etai., 1980. Эндотелий удаляли вводя в просвет сегмента стеклянный капилляр и осторожно прокатывали его в течении 20-40 сек по смоченной физиологическим раствором фильтровальной бумаге. Сократительные реакции сосудов вызывали добавлением в перфузионный раствор норадреналина (НА), фенилэфрина (ФЭ), Б-гидрокситриптамина (5-НТ) и на фоне сокращения, индуцированного этиыи сааоконстрикторами в максимально используемых концентрациях, регистрировали эффекты вазодилататоров - карбахолина (КХ), ивопреналила (ИЛ), иитропруссида натрия (НП), аденоэинтрифос-фата (АТФ).

Для характеристики биомеханической активности сосудистых препаратов регистрировали и рассчитывали следующие покааатели:

1. Развиваемую деэндотелизованными сегментами, и препаратам с интактным эндотелием силу изометрического сокращения при действии вазоконстрнкторных агентов, г.

2. Величину ингибирующего влияния эндотелия на индуцируемые Базоконстрикторамн сокращения, которую рассчитывали как разницу силы сокращения препарата с механически удаленным к с интактным эндотелием и выражали ее в процентах от силы сокращения деэндотелизо-

ванного сегмента при данной концентрации агониста, X.

3. Величину вызванного ваэодилататорами расслабления выражали в процентах от величины сокращения сегментов на действие максимально используемой концентрации ваэоконстриктора, X.

4. Количественное описание зависимости величины сосудистой реакции от концентрации агониста описывали на основании уравнения Хилла [АИОпз 0.Ь. ,19733. Анализировали максимальный сосудистый ответ (Ащах) и концентрацию агониста (Бо.б). при которой ответ равен г/2 Атих-

Статистическую обработку полученных результатов проводили на ПЭВМ, используя I-критерий Стьюдента СРокицккй П.Ф.,1973].

Лжстрмкторнда» реакции артермалнш: сосудов в пострлдиацкон н ьй период

Общее т-облучение в относительно малых и сублетальных дозах (0,25 и 6,0 Гр) изменяет реакцию артериальных сосудов на действие вазоконстрикторов. В частности, функциональный ответ сегментов аорты с интактньм эндотелием на НА остается сниженным после облучения в дове 6,0 Гр в течение 6-и месяцев (рис.1), а после облучения в дозе 0,25 Гр - на протяжении 30-и суток.

Сократительные реакции дезндотелизованных сегментов артериальных сосудов на действие вазоконстрикторов НА и ФЭ на 3-10 сутки после облучения в малых и сублетальных дозах, напротив, возрастают (рис.2). Выявленные эффекты могут быть связаны с повышением чувствительности и плотности соответствующих рецепторных структур ГМК, о чем свидетельствуют снижение концентраций агонистов, вызывающей полумаксимальный эффект (Бо.б) и увеличение максимальной реакции (Ащах)-

К 30-м суткам пострадиационного периода сократительные реакции дезндотелизованных сегментов снижаются, и после облучения в дозе 0,25 Гр не отличаются от контрольных значений, а после облучения в дозе 6,0 Гр становятся значительно ниже исходной как на 30-е, так и на 90-е сутки (см.рис.2). Одним из механизмов снижения констрйктор-ных реакций ГМК аорты в эти сроки является уменьшение сродства и количества адренергических рецепторов к агонистам. Об этом свидетельствует увеличение в эти сроки вначений Бо.б и уменьшение Ат«м на НА и ФЭ. Выявленная динамика сократительных реакций аорты в пострадиационный период согласуется с клиническими наблюдениями,

в

Рис. 1. Зависимость силы сокращений сегментов аорты с интактным эндотелием от концентрации норадреналина в растворе в различные сроки после острого т-облучения в дозе 6,0 Гр.

По оси абсцисс - отрицательный логарифм концентрации норадреналина в растворе, М; по оси ординат - сила'сокращений, г.

с.7-0£

0.3

а.4 аз-аз 0.1 о.о

Е2Э

контроль СИ) 3 сутки

Рг.с. 2. Сила «нерадения деэндотелизовашшх сегментов аорты при действии норадреналина в концентрации 5x10"%*! после острого Т-облучения в дозах 0,25 и 6,0 Гр. ■ л - вдесь и далее различия достоверны по отношению к контролю.

свидетельствующими о повьизнии чувствительности адренорецепторов в скрытый период лучевой болезни и снижении в раагвр болезни [Литвинов С.А., 1981).

В целой, реакция деэндотелизовашых сегментов на действие ва-воконстрикторов и контрольных, и облученных животных значительно больше, чем препаратов с интактным эндотелием, что свидетельствует об ингибирующэм влиянии последнего на сокращения ГМК сосудов (рис.3). Пострадиационная динамика этих различий позволила придти к заключению сб усилении ингибирующкх плияний эндотелия па сократительные реакции ГШ сосудов при действии НА у облученных тавотных.

Рис. 3. Завискыость силы сокращенна сегментов аорты с эндотелием и без эндотелия от концентрации фенилзфрина в растворе после острого т-облучения а дозе 6,0 Гр.

По оси абсцисс - отрицательный логарифм концентрации фенилз<£-рина в растворе, -Log М; по оси ординат - сила сокращения, г.

Регуляторныэ влияния эндотелия на констрикторные реакции при действии ФЭ после облучения в сублетальных и относительно малых догах изменялись в противоположном направлении, т.е. ослабевали. Сократительные ответы сегментов о интактныы эндотелием на этот агонист при этом усиливались.

Рааличия в регуляторных эффектах эндотелия на сократительные реакции аорты при действии НА и в постлучевой период определяются, очевидно, особенностями механизмов высвобождения и величине

в

ектов порожденного эндотелием редаксирующего фактора (EDRF, endothelium-derived relaxing factor). При действии ФЭ происходит спонтанное высвобождение, EDRF. Этот процесс, как следует из литературных данных, может весьма ваметно изменяться в зависимости от функционального состояния организма [Медведева Н.А. и соавт.,19891. При действии НА высвобождение EDRF опосредуется стимуляцией «2"адренергических рецепторов [Cocs Т.М.,et al.,1983], Известно, что при ряде состояний, в частности стрессорных, наступает преимущественное увеличение плотности и сродства к агонистам аг-адренергических структур, по сравнению с щ (Шириян 3. А. и соавт. ,1988]. Учитывая эти данные, можно полагать, что подобные изменения в соотношении адренергических рецепторов имеют место при облучении животных в доае 6,0 Гр, что инициирует высвобождение EDRF. Тем более, что ряд исследователей склоняются к мысли о той, что изменения при стрессе и. воздействии радиационного фактора имеют ряд общих механизмов (Бара-бой В.А. 1988).

В отдаленные сроки (через 12 месяцев) после острого у-облуче-ния в различных дозах (0,25-7,0 Гр) сократительные реакций артериальных сосудов при стимуляции адренергических рецепторов НА, как правило, усиливаются. Исключение составили эффекты доз 0,5 и 3 Гр, в этих случаях функциональные ответы на НА не отличались от контрольных. В отдаленные сроки пострадиационного периода ингибирующее влияние эндотелия на силу сокращения сосудистых сегментов при действии НА существенно не отличалось от контрольных значений во всем исследуемом диапазоне доз облучения.

Пролонгированного т-облучения в дозе 1,0 Гр вызывает усиление кнгибирующего влияния эндотелия на сокращения, инициированные стимуляцией адренергических рецепторов, что приводит к угнетению сократительных реакций сегментов с эндотелием на НА и ФЭ. Следует отметить, что изменения сократительных реакций сосудов после пролонгированного т-облучения носят колебательный характер - гипореактивность сменяется периодами нормализации сократительной активности.

Таким образом, в ближайшие, промежуточные и отдаленные сроки пострадиационного периода сократительные реакции аорты при действии аазоконстрикторов ивменяются. Проявление постлучевых изменений, их характер, выраженность и длительность зависят от дозы и мощности дозы облучения. В пострадиационной модификации констрикторных реакций аорты определяющую роль играют изменения регуляторной функции эндотелия.

Квопоирмдопагсш» о идите.» «-au дпютатородэ ¡»аися

lütprii у Oft.Tyis.lliU« XSiSOTK4t

Результаты проведенных ледований свидетельствуют, что после острого г-облучения в дозах 6.0 и 0,25 Гр дилататорные реакции аор-ти не стимуляцию о-адренергических рецепторов КП усиливаются . (рис.4). Наступающие после облучения в дозе <5,0 Гр изменения на связаны с пострадиационными нарушениями спонтанного освобождения EDRF, а определяются, по-видимому, кодификацией структурно-функциональных свойств 0-адренергических рецепторов и опосредованных ими механизмов нейрогорионалыгого контроля тонуса сосудов. Эти представления основываются на результатах исследований, свидетельствую-ндх о пострадиационной структурно-функциональной модификации адеии-латциклаэной системы, приводящей к увеличению содержания цАМ5 а тканях животных СКузуб H.H. и соавт., 1993; Кармальков С.А.,1992].

Выявлены особенности пострадиационной динамики дилататорних реакции сосудов днвотных, облученных в разных дозах. Они заключаются 8 тог4, что после r-облучония з дозе 6,0 Гр реакции на стимуляцию 3-адренергических рецепторов были изменены а течение всего исследуемого периода (б месяцев), а после радиационного воздействия в дозе 0,25 Гр - на протяжение 30 суток. Гиперреактивность сосудов на Ш1, которая возникает в ранние сроки постлучевого периода, сменяется гипореактивностьа спустя 3 месяца после облучения в дозе 6,0 Гр, и через 30 суток после радиационного воздействия в дозе 0,25 Гр (ркс.б). Модифицирующие влияния эндотелия на адренергические дилататорные реакции на 30 сутки после облучения в дозе 6,0 Гр уменьшатся, а а дозе 0,25 Гр - увеличиваются.

После пролонгированного г-облучения в дозе 1,0 Гр дилататорные реакции аорты на КП снижаются и остаются таковыми в течение, как ыинкмуи, б-и месяцев (табл.1). Модифицирующие влияния эндотелия на дилататорные эффекты Ш спустя иесяц после окончания радиационного воздействия ослабевают, а через полгода существенно усиливаются.

Такиы образом, острое r-облучение а сублетальных и малых доаах аызываз? усиление, а пролонгированное - угнетение функционального ответа на стимуляцию а-адреиергическмх рецепторов. Модификация регулятора влияний эндотелия вносит существенный вклад в пострадиационные изменения днаататорных реакций сосудов на ИП как после острого, так и после пролонгированного г-облучения в малых довах.

с ииотиизш

ES3 ЩДОПАКЯ

ьо тд ед м

7Д 10 М

Рис. 4. Зависимость величины расслабления сегментов аорты с эндотелием и деэндотелиэованных от концентрации изопреналина до и, после т-облучения в дозе 0,25 Гр.

По оси абсцисс - отрицатель ный логарифм концентрации изопреналина в растворе, -Log М; по оси ординат - величина расслаблений, X.

контроль

cm

j сутки

SB о спки

ED

30 сутки

£23

90 сутки Ша

во спки

Рис. Б. Величина расслабления сегментов аорты с интактньм эндотелием при действии изопреналина в концентрации 10~б Ы в различные сроки после острого т-облучения в дозах 0.25 и 6,0 Гр.

Таблица 1.

Величина расслабления (X) кольцевых сегментов аорты с интактным эндотелием при различных концентрациях изопреналина в растворе после пролонгированного »-облучения крыс в дозе 1,0 Гр

Длительность пострадиационного периода Концентрация изопреналина моль

10"7 Ю~б 10~5 10"4

Контроль 22,3+3,1 52,8+3,6 82,0+2,7 103,9+1,6

10 сутки 18,613,4 45,9+3,5 66,3+1.9 101,2+1,5

30 сутки 10,6+1,2* 27,3+2,2* 63,8+2,5* 97,6+2,1*

90 сутки 16,3+2,3 35,2+4,5* 62,3+3,За 87,5+2,2*

180 сутки 15,6+1,9 33,5+2,9а 70,9+2,8* 95,9+1,0*

Постродаи^ткнаэ изменения опосредован »их зцдэтэлием дидататорннт? рвапций аорта

Дилататорные реакции сосудов, опосредуемые стимуляцией эндоте-дкальных М-холинорецепторов и Ргу-пуринергических рецепторов, после г-облучения в сублетальноЗ дозе (6,0 Гр) увеличиваются. Наибольшие изменения функционального ответа аорты на действие КХ наступают на 30-е сутки пострадиационного периода, а на действие АТФ- спустя полгода после облучения. Пострадиационные изменения дилататорных реакций выявляются при действии низких концентраций агонистов холи-нергкческих и пуринергкческих экдотелиальных рецепторов, что свидетельствует о повышении их чувствительности. Максимальный ответ на стимуляцию М-холинорецепторов изменяется значительно меньше, а на стимуляцию Ргу-пуринорецепторов - не изменяется. Внешнее т-облуче-ние в малой дозе (0,25 Гр) также вызывает изменения зндотелиозави-симьк дилататорных реакций сосудов на КХ, однако в отличие от таковых после облучения в дозе 6 Гр, они менее продолжительны (рис.6).

Усиление регуляторных влияний при стимуляции эндотелиальных ходино- и пуринорецепторов в блидайшие сроки после острого облучения в относительно матах и сублетальных дозах может быть следствием активации свободнорадикалькых процессов и, соответственно, увел, э-к'ля образования свободного радикала ИО/ЕОНГ.

Пролонгированное г-облучение приводит к снижению холинергичес-ких эндотелиоэависимых дилататорных реакций аорты. Эти индуцируемые

радиацией изменения становились более вырекень^ми s поздние сроки пострадиационного периода (00-180 сутки). Ослабление вазодилататор-ного ответа на КX после пролонгированного r-облучения может быть следствием либо уменьшения чувствительности М-ходинорецепторов эндотелия к агоаистаи, о чем свидетельствует увеличение So. 5 КХ, либо изменений в механизме синтеза и/или высвобождения релаксирующях факторов эндотедиалыюго прог.схоадения. В частности, установлено, что чувствительность холинергических структурных образований сосудов к действию лекарственных веществ в скрытый период лучевой болезни весколько позывается, а в разгар болезни - снижается (Литвинов С.А., 19811.

оо

70 60

50 40 30 20 Ю О

EZ3

контроль CZD j сутки (£23 о сутки

аз

¡0 сутки £33 90 сутки

8S3

ео сутки

Рх;с. 6. Величина расслабления сегментов аорты с интактным эндотелием при действии карбахолииа в концентрации 10"5 У после острого Т-облучешш в относительно малой и сублеталыюй довах.

К настоящему времени существуют две совершенно противополоншз точки врения о влиянии свободнорадикальных процессов на синтез Е механизм действия Е0Г;Р/Н0. С одной стороны, угнетение андотелиоза-висимьи дилататориш и усиление констрикторных реакций изолированных сегментов аорты после г-облучения, определяется, по мнению ряда авторов, активацией свободнорадикальных процессов в облученном организме [Тюшшн С.М. и соавт.,19933. С другой стороны - имеются данные об усилении синтеза ЕйКР/НО, а, следовательно, и вндотелио-вааискшх реакций на фоне возрастания активности свободнорадик&гз-

иого окисления при стрессе нерадиационной природы [Манухина Е.В. и соавт.,19891.

Таким образом, в настоящее время не представляется возможным дать однааначное заключение о влиянии свободнорадикальных процессов на синтез ЕОСТУЮ и его ф"чкционалъную активность. На наш взгляд эти данные не исключают, а скорее дополняют друг друга. В частности, пролонгированное у-облучение животных проводилось в течение более чем 40 суток, я из исключено, что наступающее на начальных этапах радиационного воздействия усиление свободнорадикальных реакций вызывало активацию ИО-синтазы и усиление образования ЕБРР, что мы наблюдали после острого г-облучения в дозах 0,25 и 6,0 Гр. Однако к моменту окончания пролонгированного облучения, возможно, наступало истощение этой ферментативной системы, обусловленное недостаточностью субстрата для синтеза N0 или с десенситиаацией гуанилатцик-лазы к действию N0.

Таблица 2.

Величины расслабления (X) кольцевых сегментов аорты с эндотелием при действии карбахолина в отдаленные сроки после внешнего г-облучения крыс в различных дозах

Лоза облучения, ГР Концентрация карбахолина, моль

10"7 10~б Ю~5 ю-4

Контроль 13,5+1,4 51,3+2,8 69,8+2,4 72,0+2,1

0,25 14,4+2,4 47,5+4,1 60,6+3,6* 62,9+3,6*

0.5 12,7+1,6 47,7+4,3 68,3+2,0 72,8+1,6

1.0 10,0+0,8 39,0+2,2* 53,5+1,8* 55,3+2,5*

3,0 10,9+1,4 44,9+3,0 62,1+3,1* 62,4+3,2*

6,0 11,5+1,4 47,7+2,8 65,1+2,6 66,9+2,6*

6,0 14,1+1,4 46,0+2,4 59,0+2,0* 59,6+2,1*

7,0 11,4+1,2 43,3+2,8* 59,5+2,4* 62,8+2,6*

Проведенные исследования показали, что отдаленные эффекты общего г-облучения состоят в угнетении эндотелиозависимых вазодилата-ториых реакций при стимуляции М-холинорецепторов (табл.2). Ан. .¡а отношений доза-эффект не позволил выявить прямой зависимости между величиной изменений эндотелиозависимого расслабления и дозой облучения.

14 * * *

Суммируя результаты настоящей работы, следует отметить, что итогом проведенных исследований являются новые данные о динамике изменений сосудистых реакций при действии вазоактивных веществ в различные сроки пострадиационного периода. Существенная, а возможно, и определяющая роль в этих изменениях принадлежит нарушениям вазоактивных свойств эндотелия как наиболее радиочувствительного ■элемента сосудистой стенки. Степень проявления, а иногда и направленность сосудистых нарушений определяются дозой и мощностью дозы облучения, длительностью пострадиационного периода. Показано, что ранние, промежуточные и отдаленные эффекты общего облучения на механизмы сосудистой регуляции могут иметь противоположную направленность, отражая фазность течения пострадиационных процессов. Отмеченные периоды колебания сосудистой реактивности на действие ва-эоактивных соединений в зависимости от сроков пострадиационного периода свидетельствуют о неустойчивости сосудистой регуляции к воздействию радиационного фактора.

ВЫВОДЫ

1. Общее внешнее г-облучение в относительно малых (0,25 Гр) и сублетальных (6,0 Гр) дозах вызывает изменения реакций артериальных сосудов на действие вазоактивных соединений. Характер, выраженность и длительность пострадиационных эффектов зависят от мощности и довы облучения.

2. Констрикторные реакции аорты, вызванные стимуляцией <Х1-ед-реренергических и Зг-серотонинергических рецепторов, после острого (Ю-3 Гр/с) г-облучения в сублетальных и малых дозах увеличиваются. Гиперреактивность сохраняется в течение 33 суток пострадиационного периода.

3. При остром т-облучении в малых дозах после периода гиперреактивности наступает нормализация функциональных ответов деэндоте-лизованных сосудов на действие вааоконстрикторов. При остром г-об-лучекии в сублетальных дозах период гиперреактивности сменяется ги-пореактивностью, после чего следует восстановление функций.

4. Общее острое у-облучение вызывает фазные изменения неопосредованных эндотелием дилататорных адренергических реакций. В ближайшие сроки (3 сутки) после г-облучения в малых дозах наступает увеличение функционального ответа аорты на стимуляцию е-адреноре-

цепторов, вслед за которыми происходит его уменьшение (30 сутки), а ватем - нормализация. При действии радиации в сублетальных дозах изменения дилататорных реакций более выражены и их фазные колебания сохраняются в отдаленные сроки (180 сутки) пострадиационного периода.

5. Эндотелиозависимая регуляция биомеханической функции арте- ' риальных сосудов после острого ï-облучения существенно изменяется. Об этом свидетельствует усиление опосредованных эндотелием дилататорных реакций на стимуляцию М-холинергических, Ргу-пуринергичгскях рецепторов и иягибиторных влияний эндотелия на эффекты вазоконс-трикторов.

6. В отдаленные сроки после внешнего r-облучения наблюдается повторное увеличение констрикторкых реакций артериальных сосудов на действие агонистов адренергнческих рецепторов; дилататорныэ эвдоте-лиозависимые реакции при этом снижаются.

7. Пролонгированное т-облучение (1,0 Гр, 2,8х10~7 Гр/с), в отличие от острого, вызывает уменьшение как опосредованных, так и неопосредованных эндотелием дилататорных реакций артериальных сосудов.

CniíCOK РАБОТ, ОЯУВиПСКОЕАИШХ ПО ТШ5 ДИССЕРТАНТ!

1. Татаринчик М.Д., Лукта Л.С., Лобанок Л.М. Функция артериальных сосудов, микроциркуляция и реологические свойства крови в пострадиационный период // Наука и медицина - Чернобыля: Тез. докл. коиф., Минск, 1993,- С. 102.

2. Лобанок Л.М., Лукша Л.С. Эндотелиозависимая и эидотелионеза-аисимая. модификация вазоганстриктсрных эффектов серотснина в ближайшие и отдаленные срс:си пострадиационного периода //Доклады Академии «аук Беларуси. -1994.- Т.Iß, М4.- С. 88-92

3. Luksha L.S., Lobanok L.M. Vasoconstriction and vasodilatation reactions of the aorta serments after influence of ionizing radiation in small doses on organism // Acute and late Consequences of Nuclear Catastrophes: Hirosima-Nagasaki and Chernobyl: Abstr. by the Authors of Belarus-Japan Symposium, Minsk, 1994, - P. 101.

4. Лукпа Л.С. , Лобапок Л.М. Сосудистые реакции сегментов аг-ты при действии агонистов адренергических и холинергичеашх рецепторов в отдаленные сроки после гамма-облучения в малых дозах // Космическая биология и авиакосмическая медицина: Тез. докл.Х конф., Москва,

1994, - С. 286.

6. Лукша Л.С., Лобанок Л.М. Нейрогормональный контроль функционального состояния артериальных сосудов у животных, содержавшихся в прилегающей к ЧАХ воне // Научно-практические аспекты сохранения адровья людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС: Тев.докл.4-й Республ.конф., Могилев,

1994, Часть 2, - С. 8-9.

6. Luksha L.S., Lobanok L.M. Neurohormonal control of functional state of arterial vessels In animals after the Influence of Ionizing radiation In small doses// Radiobiological consequences of nuclear accidents: Abstr. 2nd Intern. Conf., Moscow, 1994,- P. 143.

7. Luksha L.S., Lobanok L.M. Vasoconstrictive and vasodllatatl-ve reactions of aorta segments In rats after keeping In zone adjacent to Chernobyl A.P.S. // Acute and late Consequences of Nuclear Catastrophes: Hiroslma-Nagasaki and Chernobyl: Proceedings of Belarus-Japan Symposium, Minsk, 1994,- P. 616-523.

8. Буланова К.Я., Кирпичева Т.М., Лукша Л.С. Мембранные механизмы регуляции тонуса сосудов в пострадиационный период // Механизмы действия сверхмалых доа: Теа.доюи' 2-го Междунар.симп., Москва, 1995,- С. 13-14.

9. Михаловская Н.П., Лукша Л.С., Лобанок Л.М. Особенности коне-трикторных и дилататорных реакций сосудов при катехоламиновых повреждениях у облученных крыс // Механизмы действия сверхмалых доэ: Тев.докл. 2-го Меддунар.симп., Москва, 1995,- С. 48-49.

10. Лукша Л.С., Лобанок Л.М. Усиление вааодилататорных реакций артериальных сосудов на стимуляцию ß-адренергических рецепторов в пострадиационный период // Радиационная биология. Радиоэкология.-

1995.- Т.35, N2.- С. 264-268.

11. Лобанок Л.М., Лукша Л.С. Сократительные реакции сегментов аорты на норадренадин в ближайшие и отдаленные сроки пострадиационного периода // Радиационная биология. Радиоэкология.- 1995.- Т.35, N2.- С. 269-273.

12. Лобанок Л.М., Лукша Л.С. Сократительные и дилататорные реакции сегментов аорты в отдаленные сроки после r-облучения в малых дозах // Международные медицинские обзоры.- 1995.- Т.З, N2.- С. 60-62.

13. Михаловская Н.П., Лукша Л.С., Лобанок Л.М. Сократительные реакции аорты: влияния ионизирующего излучения малой мощности и гипоксии // Десять лет после Чернобыльской катастрофы: Tea.докл.Меж-дунар.конф., Минск, 1996,- С. 201.

Р Е 8 В М Е

Яукаа Леонид Сидороызч Рша зндотелхя и регуляции сократитапьниа к дшиггаторннх реакций артериальных сосудов в пострадн-ирюнниЛ период йл»чвпив суювд: острое и олонгироваиное г-оОлучение, аорта, эндотелий, поравденный эндотелием релаксирующий фактор, гладкомшечиие клетки.

Изучена роль эндотелия в регуляции биомеханической функции артериальных сосудов при действии физиологически активных веществ а ранние, промежуточные и отдаленные сроки после воздействия на организм острого и пролонгированного г-облучения в сублетагьных и относительно малых доэах. Объектом исследования были изолированные сегменты грудной еорты крысы с эндотелием и деэндотелизованные.

Установлено, что общее вневиее т-облучение в относительно калил и сублетаяьных дозах вызывает изменения реакций артериаль:!ых сосудов на действие вазоактивных соединений. Констрикторные ответы аорты, вызванные стимуляцией аг-адренергических и Зг-серотонинергичес-ких рецепторов, в ранние и промежуточные сроки после острого г-облучения увеличиваются. При дозе облучения 0,25 Гр после периода типе ^реактивности наступает нормализация функциональных ответов сосудов на действие вазоконстрикторов, в то время как при г-облучении в дозе 6,0 Гр период гиперреактивности сменяется гипореактивностью, после чего следует восстановление реакций. Ингибиторные влияют эндотелия на эффекты вавокоистржсторов после острого т-облучения усиливаются ^ равно как опосредованные и неопосредовашше эндотелием дилататорные реакции на стимуляцию М-холинергических, Ргу-пуринер-гических и р-адренергических рецепторов. Пролонгированное г-облучо-ня-э вызывает уменьшение опосредованных и неопосредованных эндотели-еи дилататсрнух реакций артериальных сосудов. В отдаленные сроки после внешнего г-облучеиия констрикторные реакции артериальных сосудов на действие агонистов адренергических рецепторов возрастают, а дилататорные эндотелиозависимые - снижаются.

Полученные результаты расширяют имеющиеся в радиобиологии представления о механизмах пострадиационных изменений функционального состояния сердечно-сосудистой систеш. Результаты работы >'огут сказаться полезными при разработке новых эффективных средств и методов лечения лучевой патологии, научно-обоснованных принципов по-вшгиия резистентности организма к действию пролонгированного т-облучения, в космической н авиакосмической медицине.

РЭЗЮКЕ Луиша Леан1д С1дарав1ч Роля вндатзл{ю у рэгуляцы! сиарачальних 1 дылататарных рэакцый артэрияльных сасудау у пострядцяцмйни перыяд Клкчавыя слови: вострае 1 праланНраванае г-апраменъванне, аорта, эндатэл1й, пароджаны эндатэл!ем рэлакс1руючы фактар, гладкамышачныя клетк1.

Вывучэна роля эндагэлш у рэгуляцы! б1ямехан1чнай функцы1 ар-тзрыяльных сасудау пры уздзеянн! ф1а!ялаг1чна актыуных рэчывау у ранн1я, прамежкавыя 1 аддаленныя т:зрм!ны пасля уэдзеяння на арга-н1зм вострага 1 праланг!раванага т-апраменьвання у сублятальных 1 адносна малых дозах. Аб'ектам даследавання был! 1заляваныя сегменты грудз!ннай аорты пацука з эндатэл1ям 1 дээндатэл1заваныя.

Установлена, што агульнае вонкавае г-алраменьванне у адносна малых 1 сублятальных дозах выкликав змяненне рэакцый артэрияльных сасудау на уздзеянне ваэаактыуных злучэнняу. Канстрыктарныя адказы аорты, як!я выкл!какы стимуляциям й1-адрэнерг1чных 1 Б2-сератан1-нерг1чных рзцэптарау, у ранн!я 1 прамежкавыя тэрм1кы пасля вострага тг-апраменьвання павял1чваюцца. Пры дозе апраменьвання 0,25 Гр пас :я перыяда г!перрэактыунасц1 надыходэ1ць нармал1зацыя функцыянальных едказау сасудау на уздзеянне вазаканстрыктарау, у тый час як при вострым г-апраменьванн! у дозе 6,0 Гр перыяд г!перрэактыунасц1 вмя-няецца г1парзактыунасцю, пасля чаго надыходз1ць аднауленне рэакцый. 1нгШтарны уплыу эндатэл!ю на эфекты вазаканстрыктарау пасля вострага г-апраменьвання узмацняюцца, роука як апасродкаваные 1 не-апасродкаваные эндатэл1ем дылата^арныя рзакцы1 на стымуляцьда М-ха-л1нерг!чных, Ргу-пурынерг1чных 1, о-адрэнерг1чных рэцептарау. Пра-ланг1раванае г-апраменьванне выкл1кае памяншэнне апасродкаваных 1 неапасродкаваных эндатэл1ем дылататарных рэакцый артэрияльных сасудау. У аддаленныя тэрмены пасля вонкавага т-апраменьвання канстрыктарныя рэакцы1 артэрыяльных сасудау на уздзеянне аган!стау адрэнер-г1чных рэцептарау узрастаюць, а дыдататарные эвдатэл1язалежньш -вн!жаювда.

Атрыманныя вын!к! пашырагаць наяуныя у радыеб1ялог!1 уяуленн1 пра механ!змы пострадыяцыйных вмяненняу функцыянальнага стану сар-дэчна-сасудз!стай с!стэмы. Вын1к1 работы могуць аказацца карысным1 пры распрацоуцы новых эфектыуных сродкау 1 метадау лячэння прамяне-вай паталогИ, навукова-абгрунтаваных прынцыпау павышэння рэз1с-тэнтнасц1 арган1зма да уздзеянкя праланПраванага г-апраменьвання, у касм!чнай 1 ав!якасм1чнай медицине.

19

SUMMARY Ltksha Leonid Sidorovich

Tiie endothelium role in regulation of constrictive and dilative responses of the arterial vessels in post-Irradiation period Keywords: acute and prolonged r-irradiation, aorta, endothelium, endothellum-derived relaxln- factor, smooth muscle cells.

The endothelium role in control of blomechanical function of the arterial vessels under the action of physiologically active substances in proximate, Intermediate and remote terms after the Influence on organism of acute and prolonged r-irradiation at sublethal and relatively small doses was studied. The isolated segments of the thoracic aorta of rat with and without endothelium were object of this Investigation.

It was determined that the whole-body T"irradiation at relatively small and sublethal doses causes changes in the reactions of arterial vessels to the action of vasoactive substances. In early and intermediate terms after acute r-Irradiation, the vasoconstrictive responses of aorta to the activation of ai-adrenergic and S2-serotonlnerglc receptors are increased. Under 0,25 Gy dose of irradiation the normalization of the functional responses of blood vessels to vasoconstrictors action folk is the period of hyperreactivity. Under 6,0 Gy dose of irradiation the hyporeactivity follows the period of hyperreactivity, after which the reactions are restored to their original condition. After the acute r-irradiation, the inhibiting influence of endothelium on vasoconstrictors action is increased as well as the endothelium-medlated and endotheliurn-inme-dlated dilator reactions to stimulation of M-cholyno-, P2y-purino-and fl-adrenoreceptors.. Prolonged r-irradiation causes decrease cf the endothellum-mediated and endothelium-inmediated dilator responses bf arterial vessels. In remote terms after r-irradiation, the constrictor responses of arterial vessels are increased end endot-helium-dependent are decreased.

The derived results extend the existing in radioblology view of the mechanisms of post-irradiation changes of functional state of the circulation system. The results of study may be useful in elaboration of new effective remedies and methods of treatment of radiaticn pathology, scientifically grounded principles of inert ;e of organism's resistance to the action of prolonged r-irradiatlon as well as :r. cosmic and aviacosmic medicine.