Сократительная активность гладких мышц коронарныхсосудов в норме и при гипоксии

Шатохина, Татьяна Андреевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Сократительная активность гладких мышц коронарныхсосудов в норме и при гипоксии
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Сократительная активность гладких мышц коронарныхсосудов в норме и при гипоксии"

На правах рукописи

ОД

: ! г:)

ШАТОХИНА

Татьяна Андреевна

Сократительная активность гладких мышц коронарных сосудов в норме и при гипоксии

03.00.13. - Физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Омск-2000

Работа выполнена в Адыгейском государственном университете и Некоммерческом Партнерстве "НИИ новых медицинских технологий" г. Омск

Научные руководители: доктор медицинских наук,

профессор А. Г. Патюков

Официальные оппонентьг.доктор медицинских наук,

Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт новых медицинских технологий г. Тула

Защита диссертации состоится

" / 7" декабря 2000 г. в / V часов на заседании диссертационного совета К 120. 19.01 при институте ветеринарной медицины Омского государственного аграрного университета по адресу: 644007, г. Омск, ул. Октябрьская, 92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан " / 3" ноября 2000 г. Ученый секретарь

доктор медицинских наук М. Е. Рождественский

профессор В.Д. Пьянов

кандидат биологических наук, доцент В.И. Погадаев

диссертационного с доцент

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Большой интерес физиологов и клиницистов к механизмам кровоснабжения сердца обусловлен исключительно важной, с физиологической и клинической точки зрения, значимостью коронарных сосудов, ростом заболеваемости и смертности от сердечно - сосудистых заболеваний. Ведущая роль в их патогенезе отводится мобильности коронарного кровотока. Кислородное обеспечение энергетических затрат сердца при усилении его деятельности, как правило, происходит за счет увеличения коронарного кровотока, тогда как экстракция кислорода из крови остается практически на том же уровне (Ф. 3. Меерсон, 1984,1985; Е. Б. Новикова, 1985; А. П. Солодков, 1996 и др.). Эта особенность кровоснабжения сердца предполагает высокое совершенство механизмов, поддерживающих соответствие между работой сердца и пропускной способностью его сосудистого русла. В качестве посредников здесь выступают специфические продукты эндотелия сосудистой стенки типа простагландинов, оксида азота, интермедианты энергетического обмена, выделяемые кардиомиоцитами: аденозин, неорганический фосфат, повышение общей осмотичности тканевой жидкости и др. (В. Ф. Савчук, 1990; А. П. Солодков, 1996 ).

Функциональному состоянию коронарных артерий отводят большую роль в патологии ишемической болезни сердца. В последнее время внимание привлечено к спастическим реакциям коронарных сосудов (В. Ф. Савчук, 1990; А. П. Солодков , 1991 ). Спазм сосудов может быть как генерализованным, так и локальным. В последнем случае можно говорить о нарушении реактивности лишь в ограниченном участке крупного коронарного ствола. В настоящее время трудно сказать, что может лежать в основе такого нарушения реактивности коронарных сосудов. Данные на этот счет весьма скудны (В.П.Ширинский,1999). Известно, что полоски, вырезанные из коронарных сосудов больных атеросклерозом, сильнее проявляют констрикторные реакции, чем полоски из нормальных сосудов (С. И. Теплов, 1962 ).

Одним из наиболее мощных раздражителей, вызывающих расширение коронарных сосудов, является гипоксия (М.И. Гуревич, С. А. Бернштейн, 1978; P.A. Табанова, 1978; Granada, 1965; R. Hilton, F. Eicholtz, 1925).

Максимальное расширение сосудов происходит, когда насыщение артериальной крови составляет примерно 20%, а

содержание кислорода в артериальной крови равно около 4 мл на 100 мл. ( Р. Д. Маршал, 1972).

Вопрос о том является ли вазодилатационный эффект следствием прямого действия недостатка кислорода на ГМК коронарных сосудов или он опосредован влиянием накапливающихся в этих условиях вазоактивных продуктов метаболизма (В. А. Левтов, 1967) требует специального изучения.

Различные продукты обмена, в особенности АТФ и АДФ, обладают выраженным свойством расширять коронарные сосуды. Согласно "аденозиновой" концепции, аденозин образуется во время гипоксии миокарда, просачивается из его клеток в артериолы и вызывает вазодилатацию. Понижение напряжения кислорода в миокарде может быть фактором, способствующим выделению аденозина, однако требуется установить, связаны ли между собой, выделенный аденозин и расширение коронарных сосудов при гипоксии.

В последние годы установлена важная роль эндотелия сосудистой стенки в регуляции кровотока (О. В. Базилюк, С. А. Бернштейн, А. И. Соловьев, 1986; 1987; В. Ф. Савчук, А. В. Дмитриева, 1990; В. Ф. Сагач, А.В.Дмитриева, 1990 ). Эндотелий сосудов синтезирует и выделяет факторы, активно влияющие на тонус гладких мышц, срокжизни этих веществ мал, поэтому действие их ограничивается сосудистой стенкой и не распространяется на другие гладкомышечные органы. Одними из факторов, вызывающих расслабление сосудов, являются, по-видимому, нитраты и нитриты (Н. П. Аймашева, Е. В. Маленюк, Е. Б. Манухина и др., 1999; В. П. Реутов, С. Н. Орлов, 1993; А. П.Солодков, 1991). Возможным сосудосуживающим фактором является эндотелии, состоящий из 21 аминокислотного остатка (В. Ф. Сагач, А. В. Дмитриева, 1990).

Снятие спазма может быть осуществлено блокаторами медленных кальциевых каналов (Ю. Б. Белоусов, B.C. Моисеев, В. К. Лепахин, 1993 ). Эти вещества (антагонисты кальция или блокаторы кальциевых каналов) нашли широкое применение в клинической практике для лечения сердечно - сосудистых заболеваний. К ним относятся верапамил, нифеди-пин, дилтиазем и др. Не вполне ясной, является роль в регуляции тонуса коронарных артерий в норме и при гипоксии такихФАВ, как простагландин F((, гистамин, серотонин, аденозин.

Цель и задачи исследования. На основании выше изложенного целью работы явилось изучение влияния ФАВ на сократительную активность гладких мышц коронарных сосудов.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1 .Исследовать влияние простагландина Р((, на сокращение гладких мышц коронарных артерий.

2.Используя модифицированные растворы и блокаторы кальциевых каналов, выяснить механизмы действия простагландина Р((, на гладкомышечные клетки сосудов.

3.Определить роль гипоксического фактора в изменении тонуса гладких мышц коронарных артерий в интактном растворе Кребса-Хенселейта и при его нагрузке гистамином, серотонином,аденозином.

4. Изучить результаты комплексного воздействия ФАВ на сократительную активность гладких мышц коронарных артерий.

Научная новизна работы. Установлено, что простаглан-дин Р((, гистамин, серотонин. адреналин, ангиотензин вызывают дозозависимое сокращение гладких мышц коронарных артерий. Простагландин Р((, вызывает возникновение дозо-зависимых сократительных ответов ГМК, которые зависят от концентрацией внеклеточного и внутриклеточного кальция. Эффект воздействия простагландина Р((, обеспечивается не мембранным (фармакомеханическим) и мембранным (электромеханическим) механизмами сопряжения ГМК.

Впервые выявлены особенности функциональной активности гладких мышц коронарных артерий в условиях острой экспериментальной гипоксии. Обнаружено, что исходный тонус гладких мышц коронарных артерий при гипоксии не снижается. Влияние гипоксии проявляется в виде реакции расслабления ГМК при предварительном повышении их тонуса серотонином или гистамином. Обнаружено, что гипоксия и аденозин вызывают в отдельности и при совместном применении реакции расслабления ГМ, гипоксический фактор потенцирует влияние аденозина.

Впервые установлено, что последовательное удаление из комплекса ФАВ каждого составляющего, исключая ацетил-холин, формирует парадоксальный феномен дополнительного увеличения амплитуды сокращения или расслабления в зависимости от степени блокирования фосфодиэстеразы папаверином.

Теоретическая и практическая значимость работы. Отработан новый методический прием изучения сократительной активности изолированных артерий сердца, в зависимости от систолы и диастолы (рационализаторское предложение N° 712 от 26 апреля 1981 года "Устройство для ритмичес-

кого растяжения изолированных сосудистых препаратов ", СГМИ).

Данные о влиянии простагландина F((, гистамина, серо-тонина, аденозина и острой гипоксии на функциональную активность гладких мышц могут быть использованы как теоретическая основа для изучения механизмов действия фармакологических средств, избирательно влияющих на реактивность коронарных сосудов в норме и при патологии.

Рассмотрение гуморапьно-клеточных взаимоотношений, как биосистемы, позволило предположить механизмы изменений сосудистого тонуса при нейроциркуляторной дистонии.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1 .Гладкие мышцы коронарных артерий обладают высокой чувствительностью к простагландину F2 ,. Сократительный эффект простагландина F2 обеспечивается активацией медленных потенциалзависимых и хемочувствительных кальциевых каналов и реализуется как через мембранные механизмы, таки не мембранные механизмы активации гладких мышц.

2.Острая гипоксия оказывает прямой расслабляющий эффект только при повышенном тонусе ГМК коронарных артерий, обусловленном взаимодействиями гистамина или се-ротонина, а в сочетании с аденозином потенцирует его непосредственное сосудорасширяющее действие.

З.В нормальных условиях гладкие мышцы интактных коронарных сосудов отвечают парадоксальными реакциями в виде сокращения и расслабления на модифицированные комплексы физиологически активных веществ при специфической роли медиатора холинергической системы - ацетилхолина.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены:

1. На Третьем Всесоюзном симпозиуме " Кровообращение в условиях высокогорной и экспериментальной гипоксии " с 1 по 3 октября 1986 года, г. Фрунзе

2. На итоговой научной сессии мединститута г. Свердловск, апрель, 1986г.

3. На Первом съезде физиологов Уральского региона 22 -26 сентября 1986 г., г. Уфа

4. На международном конгрессе" Медицинские технологии на рубеже веков: медицина - биология - техника - экономика" с 9 по 31 декабря 1997 г., проводимой в виде телеконференции посети INTERNET и MEDNET

5. На региональной научно - практической конференции" Спортивная медицина и реабилитация", 10 июня 1999 г, г.Омск

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы, 11 рисунков. Она состоит из введения, обзора литературы, главы методы исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и приложения. Библиографический указатель содержит 239 источников отечественной и 227 зарубежной литературы.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились на спиральных полосках коронарных артерий половозрелых свиней. Регистрация сократительной активности гладких мышц коронарных артерий осуществлялась механотроном типа 6МХ1С в ауксотоническом режиме. При сокращении препарата изменялось положение подвижного анода механотрона и возникало напряжение разбаланса. Оно усиливалось и регистрировалось самопищущим миллиамперметром "Pot. Rec. 2210 - 031 ("LKB", Швеция) в прямоугольной системе координат с помощью самопищущего прибора типа Н - 3020 - 1 (Г. С. Берлин с соавт., 1979). Питание механотрона и усилителей осуществлялось стабилизированными источниками постоянного тока типа 591 -101 ("Александрит").

Спиральная полоска находилась в открытой ванночке, в которой протекал солевой раствор Кребса - Хенселейта, нагреваемый до необходимой температуры (37°С) в постоянно подогреваемых двухслойных стеклянных колбах. Ванночка с препаратом была стационарной с двойными стенками. В зависимости от задач, было поставлено несколько серий экспериментов, в которых менялся стандартный солевой раствор Кребса - Хенселейта. Например, в первой серии экспериментов (состоящей из 4 групп опытов), посвященной исследованию влияния ПГ - F2 на ГМК коронарных сосудов применялись гиперкалиевый и бескальциевый растворы Кребса и бло-каторы кальциевых каналов: верапамил и нитропруссид натрия. Во второй серии экспериментов (также из 4 групп опытов), направленной на изучение влияния гипоксии на тонус ГМК, гипоксический раствор готовился предварительной сатурацией раствора Кребса - Хенселейта гипоксическими газовыми смесями. Сатурация осуществлялась непосредственно перед каждым воздействием в изолированных от атмосферного воздуха стеклянных колбах. В третьей серии экспериментов (состоящей из 3 групп опытов), направленной на

изучение реакции гладких мышц коронарных артерий на модифицированный комплекс ФАВ использовались фармакологические вещества: ацетилхолина хлорид, простагландин F2 серотонин- креатин-сульфат, адреналин гидрохлорид, гиста-мин дигидрохлорид, папаверина гидрохлорид. Все растворы готовились непосредственно перед экспериментом.

Статистическая обработка результатов заключалась в определении средних эффектов (М) и их ошибок (( ш), характеризующих диапазон варьирования средних. Сравнение величин статистических показателей проводилось путем определения t - критерия достоверности, для малой выборки по Стьюденту(Ю.П. Венчиков, В.А. Венчиков, 1974; Дж. Поллард, 1982; И. В. Поляков, Н.С. Соколова, 1975 ). Использовался также метод "парных сравнений" (Дж. Поллард, 1982). Статистически обработано 1257 измерений при исследовании 204препаратов.

Результаты исследования и их обсуждение.

В работе был изучен механизм влияния физиологически активных веществ на уровень базального тонуса коронарных сосудов. Влияние простагландина F(( на сократительную активность изолированных гладких мышц коронарных артерий изучалось в зависимости от их исходного функционального состояния, которое изменялось под действием повышенного содержания калия или отсутствия кальция в среде, или при действии на гладкомышечные клетки блокаторов кальциевой проницаемости поверхностных мембран.

Представленные данные свидетельствуют о высокой чувствительности мышц коронарных артерий свиньи к простаг-ландину F((. В наших опытах он вызывал сократительный эффекте дозе 2.8(10- 8 моль/л, что согласуется с результатами М. Z. Ogletree et al (1980)., N. N. Toda ( 1979), обнаруживших стимулирующее влияние на гладкую мускулатуру коронарных, мозговых и почечных артерий в диапазонах концентраций от 10-7 до 10-3 моль/л.

Сократительный эффект простагландина F(( сохранялся на фоне гиперкалиевой среды, то есть в условиях предварительной деполяризации мембраны гладкомышечных клеток ионами калия. Согласно данным литературы, (P.C. Орлов, А.Л.А-зин, 1979; Р.С.Орлов, 1985) эти результаты можно оценить следующим образом. Если бы вазоактивный фактор не вызывал дополнительного сокращения на фоне калиевой контрактуры, то это свидетельствовало бы об общих точках приложения ионов калия и простагландина на гладкомышечные

клетки, то есть о мембранном механизме последнего, за счет активизации только внеклеточного кальция. Однако выяснилось, что исследуемый фактор сохранял способность вызывать сокращение сосуда на фоне калиевой деполяризации, следовательно, действие простагландина F2 осуществляется за счет реализации ионов кальция из внутриклеточных депо. Некоторое уменьшение величины сокращения, вызываемого простагландином Fz на фоне калиевой деполяризации, позволяет предположить, что это вещество обладает способностью изменять активность сократительного аппарата и через мембрану, то есть действие простагландина осуществляется через хеморецепторы.

Известно, что многие воздействия на гладкомышечные клетки, в конечном счете, влияют на процессы регуляции содержания ионизированного кальция в цитоплазматической среде (A.A. Болдырев, 1977; P.C. Орлов, 1980, и др.). Поэтому все последующие эксперименты были посвящены анализу роли кальция в механизме действия простагландина F((. Установлено, что в бескальциевой среде уменьшалась величина сократительного ответа, вызванного этим веществом. Об участии кальция в развитии простагландинового эффекта свидетельствовали и результаты опытов с использованием блокаторов кальциевой проницаемости клеточных мембран верапамила и нитропруссида натрия.

На фоне верапамила степень подавления простагландинового эффекта была меньше, чем под влиянием нитропруссида натрия. На основе имеющихся в литературе данных (В.М. Тараненко с соавт., 1978; D.T. Horrobin, 1977; Н. R. Kelly et al., 1980) можно предположить, что простагландин мобилизует внеклеточный кальций, из участков высокого сродства к последнему, которые располагаются в фосфолипидном слое мембраны. Не исключено, что простагландин, являясь гидрофобным производным жирных кислот, увеличивает проницаемость клеточных мембран для кальция путем гидрофобного взаимодействия.

Имеются также данные о том, что в поверхностных мембранах клеток гладких мышц имеются быстрые и медленные системы активизации кальция (М.Ф. Шуба, 1981; L.G. Gasteies, G. Droogmans, 1982). Исходя из этих представлений, можно предположить, что действие простагландина обеспечивается путем активизации медленных потенциалозависи-мых и хемочувствительных кальциевых каналов, которые блокируются нитропруссидом натрия. В таком случае в механиз-

ме действия простагландина F((, на тонус гладких мышц коронарных артерий роль так называемой "быстрой" системы активации кальция, чувствительной к блокирующему действию верапамила, относительно не велика.

В течение четверти века накапливаются данные о роли аде-нозина как посредника в регуляции взаимоотношений между энергетическим обменом и кровоснабжением миокарда. "Аденозиновая гипотеза" метаболической регуляции коронарного кровообращения является в настоящее время наиболее аргументированной (R. М. Berne, 1980). Однако остается не ясным вопрос о прямом влиянии недостатка кислорода на коронарные артерии.

Влияние гипоксии натонус коронарных артерий изучалось во второй серии экспериментов. Было установлено, что из 19 изученных препаратов коронарных артерий только в одном появлялись реакции гладких мышц в ответ на снижение кислорода в межклеточной жидкости. Выявленный эффект представляет собой реакцию понижения тонуса гладких мышц до 2 мН, данная реакция развивалась только при достаточно глубоких сдвигах напряжения кислорода (2,67 кПа).

Полученные данные свидетельствуют о низкой чувствительности гладких мышц артерий сердца к недостатку кислорода. Однако, установленный факт пока нельзя считать основой для окончательного вывода, поскольку в проведенных опытах сократительная функция гладких мышц изучалась без учета влияния на нее физиологически активных веществ. В связи с этим в следующем эксперименте были изучены сократительные реакции сосудистых препаратов на гистамин (10 5 моль/л) в условиях оксигенации, а затем на фоне гипок-сического воздействия. Опыты показали, что в оксигениро-ванном растворе Кребса гистамин инициировал тонические ответы величиной 18,2+0,2 мН, а спустя 10 - 15 минут после снижения концентрации кислорода до 5,5 об. % величина ги-стаминовых реакций снижалась до 9,5±0,02мН, то есть на 52% (Р<0,05). Уменьшение величины сократительного ответа ГМК коронарных сосудов можно было бы объяснить снижением ресурсов макроэргических веществ (АТФ, КФ), расходуемых в процессе взаимодействия сократительных белков. Однако, известно, что содержание АТФ и КФ в ГМК аорты снижается лишь при достижении напряжения кислорода в буферном растворе 14 мм рт. ст., в то время как уровень их тонического напряжения становится заметно ниже уже при напряжении кислорода равном 100 ммрт. ст.. ( D. Н. Namm, 1973). Следо-

вательно, снижение амплитуды сократительного ответа в условиях гипоксии не связано со снижением ресурсов АТФ, КФ, а обусловлено дефицитом кислорода.

В следующей серии опытов изучалось влияние гипоксии на сократительную функцию гладких мышц, предварительно активированных гистамином или серотонином. Такой эксперимент приближает условия деятельности гладкомышечных эффекторов к прижизненным, поскольку уровень базального тонуса в организме находится под постоянным контролем данных факторов (М. Д. Курский с соавт., 1987 ). В этих опытах использовались гипоксические растворы, содержащие от 11 об. % до 5,5 об. % кислорода, а также гистамин (10 5 моль/ л) или серотонин (10 6моль/л). Снижение содержания кислорода в проточной среде приводило к уменьшению тонуса гладких мышц, активированных гистамином или серотонином. В этих опытах величина реакции расслабления зависела от глубины гипоксического воздействия. На фоне гиста-мина она достигала 2,4 ± 0,3 мН при содержании кислорода 8,2 об. %и5,3±0,4мН при содержании кислорода 5,5 об. %. На фоне серотонина удалось зарегистрировать реакции расслабления при менее глубоких сдвигах напряжения кислорода. Ослабление тонуса гладких мышц величиной 2,8 ±0,2 мН возникало даже при снижении кислорода всего лишь до 11 об. %. При более глубокой гипоксии (5,5 об. %) эффекты достигали величины 7,2 + 0,5мН.

Таким образом, полученные данные определенно указывают на возможность прямого действия дефицита кислорода на сократительную функцию гладкой мускулатуры. В плане дальнейшего развития представлений о реакциях гладких мышц коронарных сосудов на гипоксию и аденозин были проведены эксперименты с одновременным действием на ГМК гипоксии и аденозина. Проводились аденозиновые воздействия (10 5 моль/л) с одновременным смещением содержания кислорода в проточной среде. Опыты ставились на сосудистых препаратах предварительно активированных гистамином (10-5 моль/л). Было установлено, что даже в условиях нормальной оксигенации раствора экзогенный аденозин вызывал значительное расслабление гладких мышц (7,2+0,2 мН). Это согласуется с данными авторов (J. Brache, D. S. Hess, 1986; Е. Feig, 1983), которые показали, что аденозин обладает выраженной дилатационной способностью: отчетливое расширение коронарных сосудов развивается при физиологической концентрации аденозина (от 1 107до1 10"6моль/л)

а при увеличении содержания аденозина до 1 10 5 моль/л наблюдается максимальная дилатационная реакция. Однако, в наших экспериментах показано, что при снижении содержания кислорода в проточной среде до 5,5 об. % величина аде-нозинового расслабления становилась более значительной (10,9+0,1 мН).

Таким образом, становится ясным, что оба фактора способны оказывать прямое влияние на тонус гладких мышц независимо. Однако, при совместном воздействии гипоксичес-кий фактор потенцирует влияние аденозина.

Современные подходы к изучению механизмов кратковременного спазма позволили выявить группу веществ, создающих условия для активации тонуса гладких мышц. В результате повысился интерес к анализу внутриклеточных звеньев регуляции функций сосудистых миоцитов. Однако, фрагментарность исследований, выполненных в этом направлении, отсутствие общепринятых принципов анализа конечных механизмов управления коронарным кровотоком, пока не позволяют эффективно развивать данную проблему. Поэтому имеются определенные трудности, внедрения полученных данных в фармакологический эксперимент и в клинику (С. А. Мирзоян с соавт., 1985; М. В. Нестерова с соавт., 1987; М. J. Berridge, 1988; T.M.Griffith eta!., 1984идр.).

Существенной предпосылкой для создания конкретных схем конечных механизмов в регуляции кровотока явилось бы описание работы рецептор - управляемых реакций коронарных артерий при совместном действии комплекса вазоактив-ных веществ на гладкие мышцы сосудистой стенки. В доступной литературе такие данные о сочетанном действии вазокон-стрикторов на гладкомышечные клетки сосудов отсутствуют, что определило наш интерес к этому вопросу и явилось причиной постановки собственных экспериментов.

В третьей серии экспериментов было изучено воздействие комплекса ФАВ на ГМК коронарных артерий в экспериментальной модели.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что пороговые концентрации ФАВ ( простагландина, гиста-мина, ангиотензина, ацетилхолина, адреналина), применяемые в отдельности вызывали сократительные реакции гладких мышц. Величина этих ответов была незначительной, только при действии ацетилхолина амплитуда сократительного ответа составила значительную величину. При воздействии комплексом ФАВ возникала выраженная тоническая реакция,

превышающая первоначальные ответы на те же факторы при последовательном их применении. Полученные данные свидетельствуют о том, что при комплексном воздействии гуморальных факторов происходит взаимное подавление механизмов фармакомеханического сопряжения, включающих процессы расслабления гладкомышечных клеток. Например, опосредуемых бета1-адренорецепторами, Н2- гистаминоре-цепторами и других.

По - видимому, результаты опытов, в определенной мере могут дополнить представления о природе спазма интактных коронарных сосудов. Полученные результаты свидетельствуют, что спазм следует рассматривать как длительное тоническое сокращение, развивающееся в результате угнетения механизмов расслабления гладких мышц. Опыты показали, что причиной такого сокращения может быть быстрое уменьшение концентрации одного из гуморальных факторов в сосудистой стенке. В условиях организма такое уменьшение может быть вызвано истощением источников синтеза одного из данных факторов. В результате доля участия этого ФАВ в комплексе воздействия на стенку уменьшается, что приводит к парадоксальной реакции - увеличению тонуса.

Другой причиной развития ангиоспазма может быть избыточно интенсивная работа механизмов инактивации или связывания гуморального фактора в крови. Например, кате-холамины разрушаются ферментами моноаминоксидазой и катехол-о-метилтрансферазой, что также в конечном итоге ослабляет участие катехоламинов в совместном действии ФАВ на гладкие мышцы сосуда. Это процесс может привести к извращенной сократительной реакции.

Названный нами парадоксальным феномен нарастания тонуса не возникал только в том случае, если из комплекса удалялся ацетилхолин. Это указывает на специфическую значимость холинергического механизма в формировании напряжения сосудистой стенки.

Механизм сочетанного действия гуморальной регуляции на гладкомышечные элементы артерий, вероятно осуществляется на внутриклеточном уровне. Для доказательства этого предположения была проведена серия опытов, в которой изучалось действие ингибиторов фосфодиэстеразы цАМФ -папаверина на фоне действия комплекса ФАВ. Было установлено, что папаверин вызывал уменьшение тонуса гладких мышц. Однако при удалении из комплекса одного из ФАВ реакция расслабления была значительно больше.

Можно предположить, что существенным моментом в механизме парадоксальной реакции гладких мышц на внезапную отмену одного из стимулирующих факторов может быть ее влияние на функционирование внутриклеточных ферментных механизмов расслабления гладкомышечных клеток, так как блокада папаверином фермента фосфодиэстеразы приводит к накоплению циклического-3"-5"-аденозинтрифосфа-та. Повышение концентрации последнего в клетках приводит к активации кальциевого и натрий-калиевого насоса и расслаблению гладких мышц. Участие внутриклеточного цАМФ в реализации эффектов расслабления гладких мышц считается хорошо установленным явлением (С. А. Мирзоян с со-авт., 1985).

Циклические нуклеотиды известны как универсальные внутриклеточные посредники и через них происходит регуляция различных функций гладких мышц. Возможно, при комплексном воздействии ФАВ происходит подавление механизмов накопления цАМФ в клетке и развитие парадоксальной реакции увеличения тонуса гладкомышечных клеток.

Проведенные эксперименты показали, что изучение гумо-рально-клеточных взаимоотношений в регуляции тонуса артерий сердца in vitro, осуществляемое методом комплексного подведения физиологически активных веществ к глад-комышечным клеткам, позволило получить новые научные данные. При одновременном ихдействии на гладкую мускулатуру формируются результаты, качественно отличающиеся от реакций, возникающих при отдельном применении каждого из этих факторов, что приближает к пониманию системных взаимодействий, например принейроциркулятор-ной дистонии.

Часто встречающееся кратковременное сужение артерий, может быть следствием возникновения парадоксальной реакции повышения тонуса гладких мышц в ответ на внезапное ослабление одного из источников нейрогуморальных воздействий или усиления механизмов инактивации прямого действия вазоактивного фактора на миоциты сосудистой стенки. Вероятно, такие парадоксальные реакции обусловлены временным торможением работы цАМФ - зависимых механизмов расслабления гладких мышц, контролируемых комплексным воздействием нейрогуморальных факторов.

Таким образом, в нормальных условиях гладкие мышцы интактных коронарных сосудов отвечают парадоксальными реакциями в виде сокращения и расслабления на модифи-

цированные комплексы ФАВ при специфической роли медиатора холинэргической системы - ацетилхолина.

ВЫВОДЫ

1. Сократимость гладкомышечных клеток коронарных сосудов в высокой степени зависит от присутствия физиологически активных веществ: простагландинаР2 , гистамина, се-ротонина, адреналина, ацетилхолина, ангиотензина, как при комплексном, так и при раздельном применении.

2. Установлены пороговые (2,8 ±108 моль/л ), оптимальные (7 10 6'5 моль/л ) и сверхпороговые (7 10 4 моль/л ) концентрации простагландина Р2 для экспериментальных исследований.

3. В условиях гиперкалиевой среды действие простагландина Р2 , осуществляется за счет немембранного и мембранного механизма активизации гладкомышечных клеток коронарных сосудов.

4. Величина сократительного ответа гладких мышц коронарных сосудов, вызванная простагландином Рг , тесно связана с внеклеточными и внутриклеточными ионами кальция: в бескальциевой среде амплитуда сократительного ответа уменьшается, что прослеживается и при внутриклеточной медикаментозной блокаде нитропруссидом натрия и верапа-милом.

5. Нитропруссид натрия блокирует эффекты простагландина Р2 , в большей степени, чем верапамил, что свидетельствовало о большей роли хемочувствительных кальциевых каналов, чем системы быстрой активизации кальция.

6. Использованная экспериментальная модель не позволила выявить заметного влияния острой гипоксии на исходный уровеньтонуса ГМК коронарных артерий, а при повышенном тонусе, вызванном ФАВ (гистамином или серотонином) острая гипоксия оказывала расслабляющий эффект.

7. Острая гипоксия и аденозин вызывали в отдельности и при совместном применении реакции расслабления ГМ коронарных артерий. В последнем случае гипоксический фактор потенцировал влияние аденозина.

8. Пороговые концентрации ФАВ (адреналин, ацетилхо-лин, гистамин - 1 10 8 моль/л; ангиотензин - 1 10 7 моль/л; простагландин Р2 - 2,8 10 8 моль/л ) при раздельном их применении вызывают слабое сокращение ГМК (адреналин - 0,89 ±0,63 мН; ангиотензин - 0,52±0,18 мН; ацетилхолин - 7,61 ±

3,3 мН; гистамин - 0,19±0,11 мН; простагландин Р2 , -0,33 + 0,13 мН). Комплексное их применение потенцирует сократительный эффект (амплитуда комплекса ФАВ - 9, 38±1,4 мН).

9. Последовательное удаление каждого ФАВ из комплекса, исключая ацетилхолин, вызывает парадоксальный феномен дополнительного увеличения амплитуды сокращения гладких мышц.

10. В условиях фосфодизстеразной блокады папаверином регистрируется парадоксальная реакция расслабления ГМК при удалении из экспериментальной модели одного из физиологически активных веществ.

Основные эффекты, изученных физиологически активных веществ

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Мембранный механизм регуляции сокращения в глад-комышечных клетках сосудов. Материалы Третьей Всесоюзной конференции по биохимии мышц. Ленинград, 1978 г. 2 с. Васильев А.Г., КороховВ. П., АзинА.Л., Плеханов И. П., Молчанов С. В.

2. Дифферентация регуляторных механизмов в фазных и тонических структурах гладких мышц сосудов на ранних этапах танатогенеза, сборник 3.3. "Актуальные вопросы морфогенеза и регенерации сосудистой системы и некоторых внутренних органов", 1978 г., Васильев А. Г., Плеханов И. П.

4. Кспазмогенным механизмам в сократительной деятельности коронарных артерий, материалы Второго Всесоюзного симпозиума по острой ишемии и ранним постишемическим расстройствам, Москва, 1978 г., Васильев А.Г., Плеханов И. П.

5. Устройство для ритмического растяжения изолированных сосудистых препаратов, рационализаторское предложение, № 172, - СГМИ, 1980 г. Азин А.Л.

6. Функциональные различия гладкомышечного аппарата артерий и вен, тезисы в сборнике" Актуальные вопросы физиологии системы кровообращения", Ленинград - Оренбург, 1982 г., с. 16 - 19, Васильев А. Г., Молчанове. В.

7. Гипоксические реакции гладких мышц сосудов мозга, сердца и легких в условиях действия некоторых физиологически активных веществ, Четырнадцатый Съезд Всесоюзного Первого физиологического общества им. И. П. Павлова Г. Баку т. 11, стр. 257, АзинА.Л., Молчанове. В., Плеханов И.П.

8. Влияние острой гипоксии на тонус гладких мышц коронарных артерий, тезисы на итоговой научной конференции, г. Свердловск, 1985 г.

9. Действие простагландина Р (( на сократительную активность гладких мышц коронарных артерий, Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова, т. 53, № 2, с. 189 -192,1986 г.

10. Действие недостатка кислорода на сократительную активность сосудистой гладкой мышцы, доклад на Первом съезде физиологов Уральского региона 22 - 26 сентября 1986, г. Уфа, Молчанов С. В., Васильев А. Г.

11. Влияние острой гипоксии на сократительную функцию гладких мышц коронарных артерий, статья депонирована в ВИНИТИ, АзинА.Л.

12. Влияние экспериментальной острой гипоксии на тонус гладкомышечных клеток артерий сердца и мозга, тезисы и

доклад на Третьем Всесоюзном симпозиуме "Кровообращение в условиях высокогорной и экспериментальной гипоксии" 1 - 3 октября 1986 г., г. Фрунзе.

13. Экспериментальное изучение простагландинового механизма вазоконстрикции гладкомышечных клеток интактных коронарных артерий, Вестник новых медицинских технологий, приложение № 1, материалы международного конгресса " Медицинские технологии на рубеже веков", г. Тула, 1998, с.81., Рождественский М.Е.

14. Сократимость гладких мышц при воздействии простаг-ландинаР2 , Вестник новых медицинских технологий, приложение № 1, материалы международного конгресса " Медицинские технологии на рубеже веков", г. Тула, 1998, с. 124, Рождественский М. Е

15. Острая гипоксия и сократимость гладкомышечных клеток в эксперименте, Вестник новых медицинских технологий, приложение №1, материалы международного конгресса " Медицинские технологии на рубеже веков", г. Тула, 1998, с.87, Рождественский М. Е.

16. Механизмы воздействия гипоксии на сократительную функцию гладких мышц коронарных артерий, материалы республиканской научно-практической конференции, посвященной 75- летию кафедры физиологии человека Омской государственной медицинской академии, Омск, 1999г., с. 142 -144, Патюков А. Г., Рождественский М.Е.

17. Механизмы действия простагландинаРг , на сократительную активность гладких мышц коронарных артерий, материалы республиканской научно-практической конференции, посвященной 75- летию кафедры физиологии человека Омской государственной медицинской академии, Омск, 1999г., с. 145-149, , Патюков А. Г., Рождественский М.Е.

18. Парадоксальный феномен повышения тонуса гладких мышцартерий сердца при комбинированном действии вазо-констрикторов, Вестник новых медицинских технологий, № 2, 1999, с. 98 -101, Патюков А. Г., Рождественский М.Е.

Перечень сокращений:

ФАВ - физиологически активные вещества

ГМК - гладкомышечные клетки

Гм - гладкие мышцы

ЛЦМ - легкие цепи миозина

СР - саркоплазматичекий ретикулум

ПД - потенциал действия

цАМФ - циклический аденозинмонофосфат

N0 - оксид азота, окись азота

РС02 - напряжение углекислого газа

ПГ - простагландины

ПГР2 - простагландин Ф - 2 альфа