Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние высокой температуры на адренергическую и холинергическую реакции

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние высокой температуры на адренергическую и холинергическую реакции"

АКАДЕМИЯ 11АУК ТУНОДЕИСКОИ ССР ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ И ЭКСПШМЯГГЛЛЬНОИ ПАТОЛОГИИ АНЩПОП 301И

На правок рукописи УДК 577Л75.523'.822' 16.043:536.5.

Шалимов Бабагули Коримович

' ВЯШШИЕ ВиСОКОИ ТЕМПЕРАТУРН ИЛ АДШШТИЧЕСКУВ И ХОЛИНЕРГИЧЕЮТ) РЕАКЦИИ.

03.00.13 - физиология человека и животных

АБТОРЕФРЕРАТ диссертации на соискашю учэноа степени кандидата биологичесзпн наук

АШХАБАД 1990

Работа выполнена в Лаборатории межклвточшх бзшшодвйствий Института биологии развития им. H.IC. Кольцова All СССР в г. Москве и Институте физиологии и экспериментальной патологии аридной зопы All ТССР d г. Ашхабаде.

11ауч1ше руководители:

1. Академик АН ТССР, доктор медицинских наук,

профессор Султанов Ф.Ф.

2. Доктор биологических наук , профессор Манухш Б.Н.

Официальные оппонента:

1. Докзгор биологических наук, профессор Соболев В.СТ.

2. Доктор биологических наук профессор Бердаева А.Т.

Во луща я организация - Институт физиологии Ail БССР, Мипск

Защита состоится "_"___ 1ЭЭ0 г._часов на

заседании Специализированного совета ICOI4.a5.OI по присуждению ученой степени кандидата наук d Институте физиологии и экспериментальной патологии аридной зонц ЛИ ТССР по адресу: 7440II, г.Ашхабад, ул. Островского, д. 30.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке All ТССР.

Автореферат разослан "_"_1990 г.

Учений секретарь специализированного совета кандидат медицупнскнх наук

М.Дк.ХудайСарднав

РБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность проблемы. Научно-технический прогресс поставил перед современной биологической п медицинской науками задачу изыскать эффективные средства повышения устойчивости человека к неблагоприятным производственным и климатическим факторам. В настоящее время в связи с интенсивным освоением полярных областей, жарких аридных зон п влажных тропиков, проблема термической адаптации длп человека стоит особенно остро. Это обуславливает актуальность исследования физиологических механизмов адаптации человека а гппзот-ных к аридным условия?,!, к своеобразию ого климатических факторов.

Все физико-химические процесса,' поддеришапциэ жизнедеятельность и обеспечивающие функциональную активность клеток, зависят в большей или меньшей степени от температуру. Это обусловлено температурной зависимостью термодинамических и кинетических констант, диктувдпх направление и скорость химических реавдяй, конформацион-пн2 переходов биологических макромолекул (Александров В.Л., 1975), фазовых переходов липидов (Гурия В.Н., 1975, IS86 ¡Chapman D.B. '975, 1900, Alicia Я.С. 1930;Клебанов Г.И. IS8I) и т.д. Всякий сдвиг температуры долзйц изменять" темя метаболизма и парупсть исходив соотноевния скоростей отдельных его составлящих. Шесте с тем, нормальная работа ^слеток моает сохраняться при значительных вариациях тешературк окруханзеЯ среда. Относительная независимость жизненного процесса от колебаний температуры достигается целым арсеналом приспособлений, выработанных у организмов в теченио всей биологической эволюции.

Ведущую роль в адаптации организма к гипертермии, как и к любому другому стрессу, играет вегетативная нервная система (Kvet-nanoky R. et al.,1976; Фурдуй Ф.И. и Др. 1984; Турин В.Н. 1989). Исследованием закономерностей к механизмов регуляции деятельности Бегетат15Вной нервной система на организмэнном, .органном, клеточном и субклеточном уровнях занимаются физиолога, патофизиологи, фармакологи, биохимики. Большой интерес столь разных специалистов вызван важнейшей ролью этой системы в регуляция процессов эазнодоя-телыюсти, реакция организма на физиологические и экспериментальные воздействия внешней среда. Действие холторгячвсхоЯ я адронер-гаческой нервной система па эффекторпне органы осуществляется с помощью нейромедааторов, соответственно ацеташшша и катехол-

аминов.

Имеется большею количество работ, посвященных важной роли сишато-адреналовой (Robertson Р. et al 1969; Султанов Ф.Ф. 1978, 1984; Lee Т. J.F. et al 1985; И0ЛЫШК B.E. И др. I9S6) И ХОЛШюрги-ЧОСКОЙ систем (Henderson W, Wilson W 1936; Hall O. Uyero К. 1971; Johnson К. 1975;Лупандш Ю.В. 1934) в терморегуляции организма. В то же время, мало известно о прямом действии шеокой температуры на различные втапи медааторпого процесса.

Изучешю закономарпостейизменетш адренергической и холинер-гичеокой медиаторных реакций на про- л постшшаптичесютд уровнях при действии высокой температуры на целый организм и на нзолиро-вашшо органы позволит получить новые данные о физиологичеишх механизмах адаптивной деятельности еттато-вдреналовой и ходшорги-чоской систем.

Цель работа. Основной далью работ било исслздовшшо действия гипертермии на различие этапы одронаргичо ского п холшгертаческого (ледкаторного процессов: изучение закономерностей модулирующего действия птертормии на Синологическую адрэнергическую к холннер-гичоскув реакщш, способность шмбраш аЗфзкторной клотг-ar тппи-вать спошфлоскио М-холипо- и р-адр-зпоблоксторн, а также локального действия высокой внешней температури на спетому шштеза кате-холамшюв

Задачи исслэдормшп. I. Анализ шшвииш реакции изолированной воротной вош пачэш: но одропомииетикп, ацетилхолин к изучение взаимного влития активации и блокада адрено- и холинорэцепторов.'

2. Изучение кратковременного воздействия вдпла (в интервале температур 38,5°С - 41,5°С на юшетическнз параметры реакции на одрономиыешиш изолированного отрезка воротной, вони печени крысы.

3. Псслодованиа влияния гипертермии (45°С, ВО минут) in vivo на связывание in vitro сипаитосомамп коры мозга и гипоталамусе крыс специфических блокаторов М-холинорецопторов вН-;ашу1слидшшл-беизилата и р-адренорецэпторов 3Я-дигидроаяпренололэ.

4. Анализ действия высокой темпоратурц (ЗЭ,5°С, 15 и 30 минут) на /изолированные органы in vitro на синтез в лих катехолашпов из 3П-тирозкна. .

Научная новизна, и практическая значимость. Показаны характер-ше изменения различных этсиов адроноргаче ского' мадиаторного процесса поело кратковременной. гидартершш; белых крыс л их изоляро-

¡занных органов.

Впервые установлено: I. Наличие в воротпой веяэ печени двух пулов а-адрелорецелторов, двух пулов Ы-холинорецептороэ, в 8-10 раз различающихся по сродству к пейротрансмиттерам - норадренали-ну и ацетилхолину соответственно. Активность высоко- я ннзкооф35гаг-1шх пулов а-адрепороцепторов по-разному изменяются при кратковременной гипертермии изолированной воротной вены печени.

2. Гипертермия 1фыс вызывает достоверные изменения в связывавши синаптосомами корн и гипоталамуса специфических блокаторов и fl-адренорецепторов 3Н-дигпдроалпренолола и М-холинороцепторов %-хинуклидинилс5ензцлата.

3. Гипертермия изолированных органов вызывает характерные изменения синтеза катехоламгаюв - порадреналииа и дофамина.

Полученные в работе результаты показывают особенности измбпв-рия отдельных этапов одренергического процесса, лежащие в основу реакции организма на действие высокой тешературы. Эти дашшэ могут быть использованы для разработки методов направленного управления ускоренной адаптацией организма человека к животных к жазцд ji работе в условиях постоянного пли временного повыаогаш температуры окружающей, среде. -

Апробация работы. Материалы исследований были дологэпы на XXXI Мездунапродном физиологическом конгрессе; симпозиум "Глодано мышцы и сосудистый тонус", Ленинград, 1939; Всесоюзной конференция "Механизмы действия медиаторов и гормонов па зфЕокторше вяоткп", Суздаль, 1989; VII Всесоюзной конференции по экологической 'физиологии, Ашхабад, 1989; VI итоговой Конференции Института Физиологии и ЭПАЗ АН ТССР, Ашхабад, 1990. -

Публикации. По материалам диссертошш опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работа. Дяссвртация изложена ив 124 страницах машинописного текста, содержат 9 таблиц, 20 рисунков, состоит из введения, обзора литературы, описшт.» методов исследования, изложения полученных результатов, их оСсуадония, заключения, выводов и списка литературы (256 источников).

' МАТЕРИАЛ! И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проводили па белых крысах лишет "Внстор" массой 150-200 г. Яивотшх оглупши электрическим такса п декапптпрошиа. Изолп-

ровшшую воротную вену печени помещали в термоствтируамую камеру (32°С> с аэрируемым раствором Кробса. ПрешшуОадия составляла I час. Тоническую реакцию воротной вены на вцэтилхолин, катехоламшш и блокаторы регистрировали в изометрическом режима с помощью ыеха-потрона ШХ-16 на самописце Н-339, первоначальная нагрузка аа препарат составляла 400 иг.

Для расчета основных параметров адренергической и холиноргп-ческой реакции К и Ем определяли па последовательно вводимые стандартные дозы исследуемых веществ. Общий характер зависимости доза-эффект определяли в системе координат Хофсти-Скетчарда. Величину К п Рм определяли с помощь» метода наименьших квадратов я математической версии графического метода Клотца (Манухин Б.Н. 1968, Клотц И.Ы.,1971).

Для количественной оценки угнетающего действия ацетилхолина и адропомимотичэских веществ на холино- и адренэргическую реакцию расчитывали ингибиторнне константы (1Си) для конкурентного (Ки= К1АЛ12-К1), неконкурентного (Ки=Рм1А/РМ1-Рн2) и смешанного ингибн-ровшшя(Ки=А.К-£Рм2/СК^Рм^-К^-Рь^), где А - фоновая концентрация ад-рено- и холиномиметика, К-^ и К2 - первая и вторая константа соот-сатстсбшю. Рм^ и РМ2 - величины максимальных реакций.

Изучение зависимости чувствительности адревороцепторов воротной вены печет! от температуры проводили следующим образом. Вначале определяли К и Рм при 32°С, затем препарат отшвали, 40 минут инкубировали при 38,5°С, 39.5°С, 40,5°С и 41,5°С и снова строили кумулятивную кривую зависимости доза-эф£ект для атого адрекомиыв--тика. Была исследована воздаигасть защиты адрепорецепторов нейро-. трансмиттером норадреналином и специфическим блокатором фентпаш-ноы от действия высокой внешней температуры на мембрану платки. С атой целью во время воздействия тепла (41,5°С, 40 минут) в камору с препаратом добавляли иорадрепалин или блокатор а-адренорецапто-ров феитоламии. Со сменой раствора и действующего препарата через кавдые 15 кинут

При исследовании влияния темгэратурц на связывание спещфь чэашх р-эдрепэ- и Н-холиноблокаторов синаятосоыаш мозга крысы помещали в хорошо проветриваемую термокамеру на 60 минут при тон-поратурэ 45°СВ, в стих условиях температура тела ¡юшоишх повидалась с 37,3°С до 40,6°С. Через сутки рзктапьпая ташоратура крыс снижалась до 36,8°С. Крис двкапнтаровадц через 30 шшут н 24 часа

после теплового воздействия. Для радиолигандпого анализа М-холип-оргических рецепторов синаптосомы мозга 1срыс выделяли по методу Хайяш (1975), а радиолигандиого анализа р-адренорецепторов - по методу Кгорияма и др. (1980). Определение в изолировашшх органах скорости синтеза катехолаштов из 3Н-тирозша проводили по описоп-иому ранее методу (Волшга Е.В.,Нанухип Б.Н. 1975).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЮС ОБСУЖДЕНИЕ

I.Модуляция адренэрпгче гагой и холшергической реакции специфическими и неспэцифпческими факторами.

Опыты проводили на изолированной воротной воно крысы - общепринятой модами спонтанно активных гладких мышц резислгогшх сосудов. Экзогенный норадреналин вызывает повышение исходного тонуса и увеличение частоты спонташшх сокращений изолированной воротной пеги. По литературшм данным постсшзапгачеасий ответ на него обусловлен активацией а-радренсрецепторов. Норадреналин с высоких концентрациях монет вызывать исчезновехше фазных сокращений. Послэ отмывки препарата происходит восстановление исходного тонуса, частоты и амплитуды сокращений. Анализ кинетики реакции вены па норадреналин четко выявляет два пула адрешрецепторов, в среднем константа для высокоаффинного пула равна 0,12+0,06 мкМ, а низкоафряп-ного - 1,13+0,12 мкЫ, величины максимальных реакций - 64,0+3,9 и 75,9+4,8 нг соответственно. Наличие двух пулов а- адро норо цо пторо в, различающихся по сродству к норадреналину характерно для всех опытов. ■

Поскольку норадреналин может активировать как а-, так и р-ад-ренорецепторы, а в воротной воно яродотовлеш оба эта типа, дальнейший анализ проводили отдельно для каждого из них. Для изучения свойств а-адренорэцепторов использовали специфический огоппсг фе-пплэфрин. Реакция изолированной воротной вены на фенилэфрип аналогична реакции на норадреналин. Различие только в том, что чувствительность обоих пулов а-адронороцептороп к фешглэфрипу приблизительно в 40 раз ниже, чем к норадрвнатшу, при практическом равенстве величин максимальных реакций.

Тормозящее эдреноргическоо влияние в поротной вено опосредуется через активации р-адрепорецопторов. р-Агоннст пзопропшпгорад-

реиалин в диапазоне конценрацай 0,156-1,0 мкМ вызывает дозозависи-ыое сшшиша тонуса и амплитуда спонтшашх ритмичоских сокращегайК В отлична от норадроналина к фзпилэфршш всегда выявляется только одш1 пул рецепторов, в среднем величина К равна 0,93+0,21 мкЫ и Ры - 42,3+4,75 МГ.

В качество споцифотеского блокатора а-адроиорацапторов использовали фонтолаьащ в концентрации I мкЫ, который сам по себе но влияет на частоту и амплитуду споптатшх ритшгюскнх сшсрздэцкй. На фоне фоптоламзша происходят достоверные изменения основных параметров реакции но фэгаиэфрин. Для впсокоаффштого пула характерно значитолыюо стшншв Р» - приблизитзлыга в 2 раза, при па-измешгой величине К, п для рацопторов кнзкааффишюго пула -снижение величины Рм на ЗОЯ, и почти двукратноо повцшонио чувствительности рецепторов. В Солее шсоккх концентрациях он вызывает полную блокаду рошсщш на а-агшшст. Па прнводозтих данных следует, что фоптоложн действует как пекошсурептпий ингибитор 1-го пула а-адренороцопторов с !(11=2,14+0,3 мкМ. На второй пул фонтолагаш действует по типу, пазнваекону Е онзимологш "бесконкурентным" зтгибированком (Диксон М., Уобб Э. 1932), для неконкурентной части которого Кп составляет 3,41+0,93 мт:!Л.

Поскольку через р-адакороцегкоры осуществляется тормоаепиё топической и ритмичэсхоЗ вхишносп: воротной вэш, было исслэдова-но влия!шэ блокатора р-едреаорзцепгоров праяранолола не основный ивршкотрц реекцшг на фешлефрин» Цропраколод использовали в кон-цзытрецш» 10 мяЫ, - шскакьку е более низких концентрациях он су-цзствешшх изменений ксслэдозатшх параметров но вшивал. Сам по свбе прспранслол но кзмэкязт частоту и аьшяктуду спонтанных рит-мичоскиг' сокращений, но шзанавт потгхвпив чувствительности 1-гЬ пула рецепторов к бэгагяэфршу з 2 раза, величина К 2-го пула при втом нэ кажется. Величина обоих пулов но измэкявгся. По-аидамому, в воротной вене р-адренорецвкторы находятся з активированном состоянии за счет эндогенного корадрепалана, снятие вффэкта которого проявляется повышением чувствительности а-едранорэцеш'оров к <1с— шиэфрнну.

Совтолоыин в концентрации I ш)<5 снижает чувствительность р-адрвнороценторов к изопрошшородрвиояад. Волачива ¡максимальной роакцвк пра атом достворио ко йзмошгатсяр т.е. фонтолшш действует как конкурентный ингибитор о 1Се» 1,35

В следующей серии эксгорямэнтов изучает влияние ацэтилхолина па сократительную активность изолированной вены крысы и взаимное влишше холшо- и адренергической сыстем. Ацетилхолин вызывает попилю гаю исходного тонуса и увеличение частоты спонтанных сокращений изол1фовашюй воротной вены. В данном случае, также четко выявляется два пула холинорецепторов, различающихся по сродству к ецетилхолину примерно в 8 раз.В среднем К для высокоаффлшого пула равна 0,62+0,08 ккм, а нпзкоаффгашого 4,93+0,74 мкМ, величины максимальных роакция их практически одинаковы. На фоне ацетилхолина (1мкЫ) сущоетвошшх изменений чувствительности адреггарецепторов к фзпилафрзшу пэ происходит. Под влиянием феготлэфряна (3,5 мкМ) чувствительность холинорецепторов к ацетнлхолипу увеличивается в 2 раза, как 1-го (К=0,39+0,053 мкМ, 0,176Ю,042 !,ссМ), так и 2-го (К=3,05+0,46 г,ей.!, 1,46+0,47 мкМ) пулов. М-холиноблокатор атропин (0,25 мкМ) спгмпвт реакцию препарата па ацеишхшзд. В дальнейшем изучали влияние М-холиноблокатора на а-одреиоргическую реакцию и наоборот. Блокада М-холинорецепторов атропином но изменяет реакцию препарата па фепилэфрин. Максимальная реакция второго пула на аце-тплхолчш на фоне фзнтоламипа (10 мкМ) достоверно увеличивается па 20,"?, а Р»>1 1-го пула практически по отличается от исходного. При концентрации фентолэмипа I мнМ, изменений основных параметров хо-лпгаршчоской реакции та наблюдается.

Далее било исследовано влишше неспецифического фактора -температуры па адренэргическую реакцию воротной вены печени крысы. После воздействия высокой тегтературы (38,5°С и 39,5°С, 30' минут па изолированные оргаш, существенных изменений параметров адренергической роокцкп на порздреналпи, фэшглэфршг и изопропилнор-одрэнолин по-наблюдается. Повышение температуры до 40,5°С и увеличение времени экспозиции с 30 минут до 40, приводит к повышении чувствителыгасти к порздроналину 1-го пула а-одренероцопторов (К= 0,115+0,02 мкМ; 0,0625+0,005 ккМ) и недостоверному сшпкешго чувствительности 2-го пула. Интересно, что при далыгайпем повшзопии температуры всого на одаш градус (41,5°С) происходит наоборот, достоверное повышенно чувствительности 2-го пула адронорецопторов в 2,8 раза (2,2+0,2 мкМ; 0,78+0,174 мкМ) и ее снижении для второго пула в 2 раза (0,11+0,-0,01 гай!; 0,20Ю,02 мкМ). Величина квксп-мольпой рошецю: при отом достоверно не изменяется.

На фоне пейротрансмиттера норадренояша (1,25 мкМ и 0,25 ккЫ)

или блокатора а-адронорацопторов фонтоламшш (0,6 мкЩ во время перегрева (41,5°С, 40 минут), достоверного изменения основных па-матров адренергической реакции опытных органов ка норадреналип пе происходит. По-видимому, присоединение норадреналина к активному центру адренорецептора или фентоламина к аллостаричаскому ослабев влияние на него конформационных изменений мембраны»"' вызванных, воздействием высокой температуры.

2. Воздействие гипертермии па связывание М-холино- и ' р-адрэноблокатора синоптическими мембранами коры больших полушарий мозга и пшоталамуса крысы.

Изолированные органы - слояная гетерогенная тканевая система, изменение реакции которой на адреномиметшш и ацетшшшш может быть совокупным результатом воздействия температуры на специфические рецепторы мышечных элементов, клеточную мембрану, нервные окончания и др. Поэтому, для изучения более точной локализации, места действи:: температуры при реализации холиноргической и адренергической реакции, была использована биологическая модель, которая в струтурном плане более однородна. Удобными в этом смысла являются сшшптические мебршш, которые выделялись из коры и пшоталамуса мозга крысы.

Воздействие высокой температуры изменяет как плотность 1.19ст связывания 3Н-хинуклндшп1лбонзилата и 3Н-дигидроалпренолола, так и сродство рецепторов к специфическим блокаторам в коре мозга и гипоталамуса крысы (табл.1 и 2). Графический анализ полученных результатов в координатах Хофсти-Скетчарда показывают, что рецепторы, связывающие аН-хину1Шцщнилбензилат и 3Н-дигидроалпренолол, однородны, т.е. в этих условиях выявляэтся только один пул рецепторов каздого типа.

Прогрев крысы в течение 60 минут при 45°С, приводит и уменьшению в коре мозга мест связывания %-хинуклидинилбанзилата через 30 минут после воздействия на Б7Ж, а через 24 часа оно снижено на 63». Одновременно снижается и Ид соответственно на 39$ и на 63¡С. В гипоталамусе, в отличие от коры мозга, сразу посла гипертермии не изменяется сродство рецепторов к ^-хинуклидшшлбензплату, но происходит достоверноо снижение плотности мест связывания лиганда (табл. I). Однако, через 24 часа после гипертермии, резко уманьша-

Таблица I.

Воздействие высокой внешней температуры (45°С, 60 мин.) на связывание 3Н-хинук-лидинилбензилата синаптосомами мозга крысы (в процентах по отношению к контролю).

Действие тепла . : Время пос-: : ле дейст- : Кора мозга и ± и • Гипоталамус М + м

; вия тепла : «Д : В : В/Кд : Кд В : В/Кд

60 шн. 30 шн* 61 + 13 . 43 -с 6+ (25) ~ ... 37 + 3+ , 0,70 92 + 13 84,+4+ (25) - 60 + 1+ 0,91

60 кин. 24 ч. 37 +4+ I : 41 + 4+ 1,46

Таблица 2.

Влияние гипертермии на связывание 3Н-дигидроалпренолола синап-тосонаии шзга крысьг ( в процентах по отношению к контролю).

Действие : Врз»ля пос- Кора,мозга- Гипоталамус

тепла : лз дейст- М + м Ы + ы

: вия тепла Кд : В : В/Кд Кд : В : В/Кд

60 шн. 30 шн. 43 + 4+ 65 + 2+ - (25) - 1,51 128 + 10 (25)Ш^4+ 1,12

60 ш. 24 ч. 69 + 23 87 + 3+ 1,26 41 +2+ 50 + 2+ 1,21

Примечание: Кд -константа диссоциации, В -концентрация мест связывания лиганда;

в скобках -количество животных; + -различие с.контролем р 0,05,

етсь.связывание (на 40$) и сродство рецепторов к холиноблокатору (на 59%)

Воздействие тепла в течение 60 минут при 45°С, через 30 минут приводит в коре иозга крысы к существенному снижению связывания ^Ь-дигидроалпренолола и константа диссоциации на 35Я и па 57# соответственно. Далее, через 24 часа наблюдается ослабление эффекта гипертермии, плотность мест связывания лиганда снижена на 132, а Кд на 313. В гипоталамусе, в отличие от кори мозга, через 30 минут после гипертермии происходит увеличение как плотности мест связывания, так и Кд на 44% и на 23$, соответственно. Однако, через 24 часа после перегрева, наблюдается уменьшение связывания ^-дагнд-роалпренолола на 50% и Кд па 59#. Однонаправленность изменения Кд и мест связывания (В) приводит к тому, что эффективность (Е=В/Кд) взаимодействия лиганда со специфическими местами связывания-(Ману-хин Б.Н. 1963) отличается от коптроля значительно меньше, чем основные параметры Кд и В (табл.2). Так, например, для сшаптосом гипоталамуса сразу после гипертермии Е=1,12 (контроль=1), в то время как Кд и В снижаются па 41{5 и 50Я, о Е=1,21, т.о. возрастает па 20£. Изменения в способности связывать лигинд синаптосомачи сохраняются не менее суток (табл.1,2).

3. Эффект гипертермии на синтез катехоламинов в изолированных органах белых крыс.

Одним из основных этапов вдренергического процесса, обеспечивающих эффективное функционирование адренергичэской систеш в пор-ыэ • и при воздействии на организм стрессорпых факторов различной природы является.синтез катехоламипов.

Воздействие высокой внешней температуры на изолированные органы приводит к существенным изменениям в интенсивности скорости синтеза катехоламипов. Через 15 минут посла 15 минутного прогрева при температуре 39,5°С происходит достоверное сшпшние в скорости синтеза норадреналшш в надпочечниках и предсердия па 5СЙ и 4Ой соответственно. Еще через 60 мин^т после теплового воздействия, синтез норадреналина остается сниженным на 353 в падпочечниках, па 45Я в предсердии и снижается тскаа в пшоталамусе (на 20*).

Увеличен») яреыенп теплового воздействия приводят к усилении

изменений в интенсивности синтеза катахолш.чшов. Сразу после 30 минутного теплового вока происходит резкое угнетение синтеза ^-норадреналина в гипоталамусе на 28%, в надпочечниках на Э5% и в предсердии на 92%. Через 5 нпиут посла 30 минутного воздействия тепла в гипоталамусе синтез норадреналина почти не отличается от контроля, а в надпочечниках и предсердии происходит незначительная активация на 2055 я 25% соответственно. В дальнейшем, через 2. часа, наблюдается достоьерноэ усиление синтеза норадреналина в гипоталамусе па 603 в предсердии на 70£ и незначитвлыгое (па 11%) ослаблв-ше его в надпочечниках. Еще через 60 минут после теплового шона скорость синтеза норадреналина в гипоталамусе возвращается к уровню контроля, в надпочечниках и предсердия повшепа на 60% и на АО.% соответствегою.

Скорость синтеза 3Н-дофам:ша также претерпевает определение изменения, которые пе всегда совпадают с таковы?,¡и ^-норадренали-на, в ряде случаев обращает на 'себя внимапие разнонаправленное изменеппа их сштеза. Через 15 минут после 15-шшутного теплового воздействия в надпочечниках и предсердии происходит го ингибирова-ние, как синтеза 3Н-нсрадрецалшга, а достоверная акишация синтеза °Н-дофа(пша на 43% и 97% соответственно, а в гипоталамусе - незначительная активация (на 15%), по отношению к контроля. Далее, через 60 мшу?, скорость синтеза дофамина отличается от контроля только в гипоталамусе, она достоверно снижена на 2Э%. Увеличение времени теплового воздействия вызывает значительные изменения в активности .синтеза дофамина. Сразу после'30 минутного теплового шока также происходит сильп'ое угнетение синтеза 3Н~дофа\г,ша, как и 3Н-норадрепалпца.Через ' 5 минут в. пэдпачечлшеах синтез дофамина достоверно спикается на 25%, а в гипоталамусе п предсердии почти возвращается к норда. Через 2 я 3 часа во всех последовавши органах синтез ^{-дофамина остается выше, чец в контроле.

Далее было исследовано значение синтеза белка в изменении интенсивности синтеза катехоламшов при гипертермии. С а той целью изолированные органы в контроле п опыте обрабатывались блокатором белкового синтеза циклогексимвдом (25 икН) в течение 30 минут. После этого в опыте органы 30 минут подвергались обработке теплом (39,5°С). Через 15 минут после теплового пока синтез 3Н-порадре-налина в гипоталамусе а предсердии, после обработки циююгокгааш-дом не изменяется, а в надпочечниках он достоверно снизган на 25%.

Далее, через 2 часа после воздействия тепла образование 3Н-норад-реналина в гипоталамусе и в надпочечниках активируется на 10% и 3556 соответственно, а в предсердии снижается примерно на 25%. Эффект цкклогексимида на синтез ^-дофамина в этих условиях менее выражен. Через 15 минут после 30 минутного прогрева происходит примерно о^дашковая активация синтеза во всех исследованных органах, в гипоталамусе на 4ЭХ, надпочечниках на 52$ и в предсердии на 6158. В последующем,, через 2 часа после воздействия температуры ' в надпочечниках синтез дофамина снижается на 30$, а в гипоталамусе и предсердии не только сохраняется активация, но и ее величина несколько возрастает (1Б8# и 174% от контрольного уровня соответственно). Следовательно, в эффекте температуры на скорость синтеза квтехоламинов определенное место занимает вновь синтезируемые бе леш.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Проведенные исследования физиологических реакций показали наличие двух дискретных пулов а-адрено- и Ы-холинорецепторов в воротной вене печени крысы, в 8-10 раз различающихся между собой по чувствительности к адреномиметикам и ацетилхолину. Величины пулов, которые характеризуются значением Вл, различаются мало. Необходимо обратить внимание, что пулы выявляются только при использовании агонистов - а-адреномиметиков и ацетилхолина в. широком диапазоне концентраций.В то время, как чувствительность разных пулов а-адренорецэпторов к адреномиметикам (норадреналину и фенилзфгрину) различаются, чувствительность обоих.пулов к блокатору фентоламину приблизительно одинакова, например Ки для фептоламина соответственно равны 2,14+0,3 мкЫ и 3,41+0,93 мкЫ.

При действии специфического агониста р-адренорецепторов изо-прошишорадропалина в диапазоне концентраций, обе спечиващих раз-тиэ реакции от нулевой до максимальной, выявляется только один пул рецепторов. Цропранолол, в концентрации 0,025 мкЫ на р-адренерги-скую реакцию действует как ингибитор смешанного типа, а при кон-нтцеш 0,25 мк!3 пропранолол полностью снимает реакцию по изопро-пшшорадрепвлшх. Фантоломин, а-адреноблокатор, влияет на р-адрено-рецепторы как конкурентный ингибитор с Ки=1,35 мкЫ. В то «о время, при действии на а-адренорецепторы он выступает как бесконкурентный

ингибитор с четко выраженной неконкурентной компонентой.

р-Адреноблокатор пропранолол действует не только на собственную реакцию, но и на а-адренергическую реакцию, повышая чувствительность а-адренорецепторов, без изменения величины максимальной реакции.

Данные об изменении основных характеристик а-адренороцопторов под влиянием р-блоквтора пропранолола и р-адренорецепторов под влиянием а-блокатора фентоламипа говорят в пользу возможного трансмембранного эффекта блокаторов. По-видимому, блокада специфических рецепторов вызывает конформационше изменения в мембране, которые модулируют сродство к агонисту рецепторов другого типа. Этот факт заслуживает дальнейшего экспериментального анализа.

Приведенные экспериментальные данные позволяют сделать некоторые общие заключения о свойствах а-, р-адрено- и М-холинорецьа-торов воротной вены печени крысы. Превде всего, можно отметить гетерогенность а-адрено- и М-холинорецепторов по чувствительности к агонисту фенилэфрину, нейротрансмиттервм норадренвлину и ацетил-холину, соответственно. Выявлено два дискретных пула а-адрено- и М-холинорецепторов, отличающихся по чувствительности в 8-10 раз. При атом та количество в какдом 'пуле, определяемое по величине максимальной реакции, примерно одинаково. В отличие от а-адрено- и М-холинорецепторов, р-адренорецепторы в воротной вене представлены одним пулом. Установлена функциональная взаимосвязь между а- и р-адренорецепторами, которая проявляется в изменении чувствительсти а-адренорецепторов при блокаде р-вдренорецепторов, и наоборот.

Действие высокой температуры (40,5°С, 40 минут) приводило к повышению чувствительности к норадреналину 1-го пула адренорецеп-торов и снижению чувствительности 2-го пула (в 1,8 раза). В то же время, в этих условиях существенных изменений К на фенилэфрин не происходит. Дальнейшее повышение температуры всего на один градус, (до 41,5°С, 40 минут), приводит к достоверному повышению чувствительности к норадреналину второго пула и снижении - первого в 2,8 и 2 раза соответственно. Такое резкое изменение чувствительности говорит в пользу конформационной перестройки адренорецепторов под влиянием температуры. При сравнении данных, полученных на органах обработанных во время действия теши (41,5°С, 40 минут) норадрена-лином или фентоламинон и необработанных, параметры реакция воротной вены на норадреналип существенно отличаются друг от друга. ПЬ-

видимому, присоединеннэ ворадреналина к активному центру адреноре-цептора или фентолашша к аллостаротескому ослабляет влияние на него конформациошшх изменений иамбршш, вызванной воздействием высокой температур1.

Использоввшшй о работе метод кинетического анализа влияния высокой температуры на фазпологичэскио иадиаторше реакции позволяет по основным параметрам К .и Рм количественно оценить функциональное состояниэ рецепторов, пх сродство к медиатору и количество активных рецепторов (РМ).В то 50 врэш, ети пзраштры физиологической • реакции отракшот конечный результат ряда последовательных этапов модиаторного процесса, поэтому были проведены прямые исслэ-дования влияния высокой тешгаратурц (45°0, 60 кинут) на количество активных г.олкно- я адрзпорецапторэв п константу диссоциации их связывания со специфическим! бловаторэкн. Изучено связывание р-ад-реноблокатора ^-до'идроаллроволола п Ц-холшгаблокатора ЧГ-хтук-лидинилбензилата с изиаптосоиил» коры ыозга н гипоталамуса зфысн.

В синаптодомах кори мозга' высокая температура через 30 минут и 24 часа после воздействия, приводит к сгдшпши как плотности мест связывания, так ц сродства рецепторов к 3Н-гш1укл5щшгалбонзи-лату. При связывании 3Н-дагадроалпрэнолола, через 30 минут после гипертермии таете происходит достовреноо снижение плотности мест связывания (В) и константы.диссоциации (Кд). В дальнейшем, через 24 часа, наблюдается ослабление оМвкта гкпортормпи (табл.1,2). По-видимому, эффект температуры обусловлен тем, что изменение шшровязкости клеточной мембраны делает часть рецепторов недоступными для лигавда, при втоы, в порвую очередь, инвктивируются рецепторы с меньшим сродством к лигаццу.

В гипоталамусе, в отлична от коры мозга, через 30 икнут после лшэртершш не изменяется сродство рецепторов к ^г-яшуклидшшл-бензилату, но происходит достоврвноэ" снижение плотности мост связывания лиг&нда. Однако, через 24 .часа после воздействия тепла, резко уменьшается связывание и Кд (на ¿0% л 59,'5), по отношению к контролю (табл.1). А при связывании ^-дигвдроалпренолола, через 30 минут происходят увеличение как В, так и Кд на 445« и 28Я соответственно. Следовательно, характер изменения шшшностп мост связывшшя лигапда опродоляотся не только действием температуры, да и их локализацией в ЦНС (таб.1,2). Полученные данные позволяют предположить, что происходите сруктурные перстройки в мембране,

особенно липядов, год влиянием высокой температуры, вызывают кон-форлациоппно нзизпапия в молекуле рецептора, которые модулируют ее Сродство к споцкфэтосксму блокатору.

Под влипшем гипертермии происходят однонаправленные изменения величины двух основных параметров, характеризующих связывание специфического блокатора. Это приводит к тому, что вфЕективность (Е=В/К) взаимодействия лиганда со специфическими местами связывй-шл (Манухют Б.П. 1968) отличается от контроля значительно меньше, чем каждый пз параметров (табл.1,2). Пока трудно дать убедительное объяскепие различию в эффектах температуры на биохимическую и физиологическую характеристики специфических рецепторов. Возможно, что агописты и аптагопистн присоэдиняготся к различным активным цоптрам роцептора или в изолированном органе больше адаптивных возможностей.для рецептора, чем в очищенных сипаптосо!,гах и Во всшсом случав, общим является измепешю функциональных свойств холило- и адренорецепторов при пе'специфическом "действии на мембрану зффекторной KJiOTini высокой внешней температуры.

Воздействие высокой внешней; температуры па изолированные органы вызывает волнообразные разнонаправленные изменения в интенсивности сшхтеза катехаламипоз. из ^[-тирозина. После воздействия тепла и некоторого латентного периода, интенсивность синтеза 3Н-корадрэналияа в гипоталамусе находится близко ic уровню контроля. В опытах на окпптосомах гипоталамуса через, 30 минут после гипертермии, в сродстве рецепторов ршс к ^Г-ХЕнуклидшшлбен-аилату, так и ^-дападроалпренололу, достоверного изменения не йрйисходит. По-видимому, гипоталамус, как центр терморегуляции, и вообще, как рогуляторшй центр сшлгато-адроналовой системы, обладает- большой лабильностью и первоочередное восстановление ого Функциональной активности при воздействии высокой тешорауры и других экстремальных воздействиях необходимо для нормализации доятэлькости всех отделов адренергической системы.

Резкие изменения в зштенснвностл синтеза катехолаьвпюв в изолированных органах происходят только после некоторого латентного периода. Блокада белкового синтеза цшслогексимидом не нарушает синтеза катехолаышюв,. по резко меняет зффэкт па него теплового Воздействия. Это позволяет предположить, что в оиродологаюй сто-Ш!Ш изменения в интенсивности сштеаа катехолашшоа обусловлены "рогуляторними белками", образование которых наблюдалось при дей-

ствии на изолированные органы адрэнотротшх веществ и высокой температура (Манухин Б.Н. идр.1985, Ерохов П.Л., Волина Е.В. 1988).

Рассмотренный экспериментальный материал и дашше литературы позволяют предположить, что происходящие структурные перестройки в мембране под влиянием высокой тешература могут вызывать кокформа-шютше изменения в структуре специфических рецепторов, ведущие, в свою очородь, к модуляции медиаторной реакции.

ВЫВОДЫ '

1. Проведенные исследования показали наличие двух дискретных пулов а-адрано- и М-холинорецепторов в воротной вено почет: крысы, в 8-5:0 раз различающихся по чувствительности к адреношаштикач и ацетилхолину соответственно. Резлшшые пули адрено- и холинорецвп-торов выявляются только при использованш а-адрономиметика и аце-тилхолина в широком диапазоне концентраций. При действии специфического агошхста ^-рецепторов иэопропилнородроналшш в диапазоне концентраций, обеспечивающих развитие реакции от пулевой до максимальной, выявляется только одшг пул рецепторов.

2. Установлена функциональная взаимосвязь ■ мэх!ду а- II р-ад-репорецепторами воротной вены печени крысы, которая проявляется в изменении реакции а-адренорецепторов при блокаде р-адренорецеп-торов и наоборот.

3. Действие температуры 40,5°С в течение 40 минут на изолированную воротную вену печыш крысы приводит к повышению чувствительности первого пула а-адроиорвцепторов и снижению чувствительности второго пула к норадреналину. При повышении температуры всего па один градус, наблюдалось, наоборот, достоверное повыше-1ШО чувствительности второго пула и сшконие первого.

4. Чврвз 30 минут и 24 часа поело гипертермии (45°С, 60 гт-нут), снзикается как плотность, так, и сродство М-холино- и р-адре-норецепторов в сшаптосомах коры мозга, опроделяо!ше по связывании специфических лигандов 3Н-х1шуклщшш1лбензялата и 0К-днпщ?о-алпранолола.

5. Чороз 30 минут после пшортердш в синаптосомах гипоталамуса достоверно не изменяется Кд связывания рецепторов с 3Н-хшук-лидшшлбензилатом и аЙ-дап1Дроалцредалолом, плотность мест связы-

ввния ß-адрэпоблокатора увеличивается иа 44%, а М-холиноблокатора - снижается па 16%. Однако, через 24 часа после перегрева, происходит достоверное уменьшение плотности мест связывания -со специфическими блокаторами п Кд, к aie M-холшю-, так и ß-арэнорецепторов.

6. Воздействие высокой внешней температуры (39,5°0, 15 и 30 минут) на изолированные органы крыс вызывает волнообразные разнонаправленные изменения в интенсивности синтеза катехоламшюв иа 3Н-тирозяна. При этом, изменения в интенсивности синтеза катехол-амшкш в исследованных органах происходит только посла некоторого латентного периода.

7. Показано, что кратковременное воздействие высокой температуры lia целый организм и изолированные органы вызывает достоверные характерные сдвиги в функциональном состоянии центрального и периферического отделов вегетативной нервной системы, которые проявляются на прэ- н постсинаптическон уровнях в изменении интенсивности синтеза катехоланшов и функциональной активности постси-наптических одрено- и холинорвцепторов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мапухин Б.П., Нэзвдова Х.Л., Шайыыов Б.К., Султанов Ф.Ф. "Эффект гипертерлш на синтез катахоламииов в изолированных органах" // Доклада АЛ СССР. 1989. Т. 304. ÎI2. С. 498-501.

2. Нестерова Л.А., Шайымов Б,К. "Активность адронорецепторов . воротной вены печеш! крыс"//Всесовзная конференция "Механизмы действия медиаторов и гормонов на э$фэкторшо клетки", тезисы докладов, Суздаль. 1989. С. 128.

3. Шайшлов Б.К., Иэзидова Х.Л. "Воздействие высокой внешней температуры на М-холинорацепторы сштптосом мозга крысы"//Всесоюзная конференция "Механизмы действия медиаторов и гормонов на эффекторнш клетки", тезисы докладов, Суздаль. 1989. С. 214.

4. Шайымов Б.К. "Влияние высокой внешней температуры на связывание р-адреноблокатора сштптосомамп нозга xpucu"//V3I Всесо-ная конфэронция по экологической физиологии, тезисы докладов. Аа-бад. 1989. С. 356.

5. »anukhin В.It., Heeterova L.A., Shaiynov B.K. "Charaaterie-o of adrenoreaotivity oî the rat portal voin" //in "Smooth musolen

and vaBOular tone". Abut, of reports of tho eattelitc Sympoeium to the ХХХГ International Oongrees of Physiological Soienoea. Lenin-ad. 1989. V. 33-34.

6. Шайымов B.K., Манухин B.H., Ыосковгаш Т.Н., Назидова Х.А., Султанов Ф.Ф. "Влияние гипертермии на Ы-холтгороцэпторы сипантосом мозга крысы"//Д01слада АН ССОР. 19Э0. Т. 311. И 2. С. 503-612.

7. Ыанухин Б.Я., Шайымов Б.К., Мезидовв Х.А,, Ыоскошшп Г.И., Султанов Ф.Ф. "Влияние гипертермии на связывание р-адреноблокаторв синаптосомами мозга крысы".//Доклада АН СССР. 1990. Т. 311. N5. С. I268-I27I.