Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Значение миогенного и нейрогенного факторов в реакциях гладкомышечной стенки трахеи на ацетилхолин и холинергические препараты

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Значение миогенного и нейрогенного факторов в реакциях гладкомышечной стенки трахеи на ацетилхолин и холинергические препараты"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Нз правах .рукописи

ШОГОТОВ Игорь Константинович

ЗНАЧЕНИЕ МИОГЕННОГО. .И НЕЙРОГЕННОГО ФАКТОРОВ В РЕАКЦИЯХ ' ГЛАДЕ® ШЕЧНОЙ СТЕНКИ ТРАХЕИ НА АЦЕТШ01ИН И ХШМЕЕРГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ

03.00.13-Физиология человека и глвотннх

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата- биологических наук-

Сеяхт-Пегербург 1991

Работа выполнена в лаборатории физиологии-нервной системы Физиологического института им.А.А.Ухтомского и в лаборатории сравнительной физиологии дыхания Института Эволюционной Физиологии и Биохимии ии. И.И.СеченоЕа.

Научные руководители:доктор биол.наук.А.И.Кривченко

кандидат биол.наук А.Н.Федин

Официальные оппоненты:член-корр.АЕН РСЗСР,доктор биол*Еаук,

проф. Орлов Р„С.

доктор биол.наук,проф. Пушкарев Е.П.

Ведущее учреждение: Институт Физиологии им. И.П.Павлова АН СССР.

Защите диссертации состоится " $ " 1991г.

в //час.,в ауд. Р'С на заседании специализированного Совета К.063.57►О9. но защите диссертаций нз соискание ученой степени кандидата биологических наук в Санкт-Петербургском Государственном .Университете.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургског Государственного Университета им. А.М.Горького.

Автореферат разослан

С-а^'Тл^С, 1991г.

Ученый секретарь Специализированного С01 канд.биол.наук ■ • ■ Марков А.Г.

Od'-aa харапгэрЕЗГкза рнЗсш.

or- - ,'

Аз?уалъкоз?ь проб летя?. ЕзлоразработаккоЗ стороной физиологии днгаикг' гзлявхзя изучепкэ роля ттнirr днггтэлытг яу?з-Д э процесса дыхания и рэгудзднн :гх деятельности. Взличш-га зиоловиаского кзртвого пространства >;зкязтсгг: з за2::оп::сз'*п от частоты и глубины дахаязя, скорости вдс;:а я гцдсда (2с:з-sier,Buhlnan, 1955; Widdicorabe, 1953). ЕздуЦТэ роль з пин просвета тjaroи я бронхов и, оладозателгкс, з рзгулдцп: потока воздуха, кгравт ;.«ггзчнип тонус • пх отоsos O-Tiaaiccrbe, IS53, I9S6; Vfoolcooií et al., 1959; Kunkel et al. ¿375; ТаГгван, 19®). В 1963 г, Щddicorabaпостулировал, ато coi^o гладкой «шцн днхатэдызгх путей пзобход!м для дсзги^окп балаеза ' кэддУ' объеас!! кзртвого прозтрансг-за я в-знгиляшпЗ альгзод, при которой последняя становится ■:з.::сп:эльмо сф^эятжшсЗ. Экспвршзнталыаа я кланичзсказ пзвлздозакгк вглгвпл;: сз-этапе одаяги ого з разшо фазы дихакпя (2iiis, 193; Siiaial et al., 1955; Mitchell st al., 1985), при ф-трст[НЕДп~гл аыдсха. дсЛст~:::1 нсяовор^х к^диаг^пгозгз:.: есгзстп я дру-' пес воздействиях {Ssveringiiaus, Stupf si, 1955; loufbarrcv: et'al-, 1937; Kilburn, i960; ОхгалсЕПЧ, 1937). К сс~лз:пд, до онх пор нот яаггостн в ивхашзиах сбэсязчокия pinasnccrcc: мокопгЯ проовзта рзспяраторчого тракта. Одни азторн ссязЕша-" их о аасзиБпкаи рааслаолоняяиа, вызванная: двегзехя»е1 грудкеЛ клетки (silla, 1935; Sltladal Зг al., I95S), до»??,

что цзтотнэнпя связана с акткшают прсцссса-ха ( Mitchell et al-, 1985).

В процесса вогбуздония и ?ор«сгзш:я 'гладдсЛ «дгцк деягзях-нцг пугай оратай!» 'учавякэ голякзрпггескггз, адрошрг-г^зо." поптцдсргшюста) и другие кздеттортггз еякггся "а:: сзвсстг'.дз?»

ванно, так и при взаимодействии друг в другой (Richardson, Pergusson, 1379; Hammoreiröm, Sjо st round, 1979; Vernanen, Tirri, 1981; Hutas et al», 1981; Souchrada, Souchrada. 1981; Aas, 1983). Возбуждающие реакции обеспечиваются, главным об-« разом, холинзргическими механизмами пара-; и цетасимгхатичэсядй нервных систем, однако, реакции различных частей респирая торного тракта на ацвтилхолин и холииаргичесниэ вещества неод навоза. Следует отметить, что стимуляция блуждающего нерва МО за? вызывать как сокращение, так и двухфазное сокращение, либ возбуадапщэ-гормозныв ответы гладкомышэчной ткаад ( Daly, Evans, 1953; Halmagjc, 1963 ; Wwolcqsfc et al.,

1969; В гона et al., 1982; Diamond et al,, 193?.;. Nustafa et al., 1982). Аналогичное разнообразие отве*о§ наблюдается при воздействия ацвтялхолина или при траноцуральдоА; стимуляции изолированных препаратов трахай и брошсед (Russil, 1978; Ver^ nanen, Tirri, 19,81). В отношен«« причин,, определяющие такие, особенности холияергического вдццздя на. гладкомышечную ткань респираторных путей, в настоян^ время нет установившегося мнения. Оцни авторы озяэцвают а разным соотношением холи-норецелторов и нервных окончаний (Ru^sel, 1978), другие - с неодинаковой активностью хоод$%$т€|рэ.зы в разных отделах дыхательных nyraÄ (Vernanen, Ti^l, 198Г)., В последнее время вы-« оказываемая предположения, наряду о симпатическим и гтара-о 'липлтщваъш управлением респираторнщ трактом, су^е.ственаугс роль в регуляции гладкой мвды играет впутриоргашшй нэйронал НЫЙ аппарат (Kichardjeon, Ferguson., 1979; Camenon, Cäburu, 198¿ Ноздрачев и др., 1985; Ноздрачев, 19®; Федин и'др., 1986; Ноздрачев, Федин, 195?)«. Однако, роль нейронального звена в формировании и управлении активностью мышечной стенки дахател

ных путей в достаточной «ера нз изучена.

Падь л задата исследования. Целью настоящей работы является из учета механизмов /правления дорсальной станки трахеи, изучение соотношения маоганнах л нейрогоиных фздторов э реакциях гладкой зллцы трахеи на ацегилхолин и холинвргичесяиэ препарата« В связи с этш бали поставлена оледуюцие задачи:

1. Изучение электрической и механической активности гладкомы- ■ печной стенки трахеи впонааыяо дьшюрй кризу,

2. Изучение.рзакц'/Я различных частей трахеи аа аппликация аце-?йдхолнна.

3» Изучение роли хояаызргических с кете« гладкой !жцьс и ггзЯро-шош ны*ра«уральных ганглиев в о^зе-гах гладкой иыгцы.

Научная новизна работы. Авторов диссертации впервые показано наличие ритмической электрической и механической активности гаадкошпючиоз стенай трахеи г.рнаы, созпвдаюцих с ритмом дыха-агй, Зс пшики эа&к®ричеакой активности приходятся иг фазу вдоха.

основании экспериментального материала и анализа литературы зягрзне -3'йор.чуяироаано положение о формировании этой активности тйрзшии анярамуральных ганглиез» Доказан вклад ходика рпгчзс-ка систем гладкой ыиацы» нейронов интрамуральных ганглиев и йх взаимодействие а реакциях дорсальной стенал трахеи. Диссертантом .получены данные об"участии холинергических механизмов ганглиев трахеи в расслаблении'гладкой мыяцы.

Практичезксв значение рабом. Полученные материалы позволяют понять роль интрамуралышх ганглиев в управлении гладкомы-лечной тканью нижних дыхательных путей и позволяют расширить наши представления об управлении внутренними органами человека и животных, Использование препаратов шейной и грудной частей трахеи крысы позволяет изучать соотношение миогенных

и нейрогонных факторов в реакциях внутренних органов на различные физические и фармакологические воздействия. Полученные данные о значении нейронального аппарата в управлении сокращением дыхательных путей позволяет проводить целенаправленное лечение'болезней дыхательных путей, разрабатывать новые лекарственные средства.

Апробация работы. Материалы диссертации опубликованы в 1 статье и 4 тезисах.

Результаты работы доложены и обсуждены йа: Конференции молодых ученых, г. Ленинград, декабрь 1938г.; на Всесоюзной конференции, посвященной 70-летию Г.И. Косщкого, г.Москва, сентябрь 1990г.; на заседании кафедры физиологии человека и жи- . вотных ЛГУ, май 1991г.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания основных методов исследования, изложения результатов исследования,, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы, который включает 122 источника, из которых 109 иностранных. Работа содержит страниц машинописного текста, 6 таблиц и 34 рисунка.

Объект и методы исследования.

Опыты проводились на белых беспородных крысах обоих полов. Выбор объекта ооусловлен осоОенностями иннервации гладкомы-шечной станки трахеи этих животных. Согласно данный (Ноздра-чев, 1985) в трахав' крысы интрамуральшз ганглии расположены в грудной ее части. Поэтому, изучая электрическую■и механическую активность гладкой мышцы различных частей трахеи, имеется возможность провести сравнительный анализ этой активности при наличии и отсутствии влияния на нее ганглиев трехзального ошк

тения не прибегая к экспериментальной лэнервации препарата. Опыты хп проводили на 44 белых беспородных крысах массой

150-330 г. У наркотизированных тиопвнталом натрия-животных обнажали шейную .часть трахай, вставляли трахеотомическую трубку, выделяли ооа блуждающих нерва и левый диафрагмальный нерв. Трахее крепили к металлической пластинке, которая жестко соединялась со станком, Электрическую даивчнухз активность регистр«» • ровали биполярными вольфрамовыми электродами с диаметром кон^ чика 10-15 мкм. Электроды подводили с. внутренней сторона тра~ хзи. Для записи механических напряжений выделяли сегмент шей-ной части трахеи, состояний из 3 хрящевых колец, и соединяли ела со стерзшем механотрона. Кровоснабжение и иннервацию цшщы оставляли максимально интакт-ними. Активность диафрагмального нерва регистрировали ошодярнымя серебряными электродами. Ды-. хательные движения животного записывали с пецощью тершетера, введенного в трчхзотдмичааку» трубку. Прзвый блуз^гмрщяй мерз раздражали с частотой 20^43 П*. Амплитуда стимула 2-.15 Б, дли««. тэльность - 0,.15 но. Продолжительность раздражения - 10 е.. Регистрировались стпдтн гладкой дасцы трахай на внутривенное вв®<-двнда. ацетилголина (в дозе. 0,1 мг/кг), атропин-сульфата (0,01 мг/кг), метялфурмятида (0,35 мяг/кг), никотина, битартратэ (0,16 мкг/кг), гексаметония (0,01 мг/кг). Опыты ¿и VI-его проводили, на. белых беспородных крысах мд<зсо.& 133-150 г. Изолированные, части шейной, (б колец под-, гортанид) или грудной (6 колец над бифуркацией) трахай разрезали продольно с вентральной стороны и помещала в ванночку- с термсстатиру** емдм, аэрируемым физиологическим раствором. Креоса-Хензодай--т?.. Скорость протока составляла. I мл/иин. Оцну сторону прэпа-. рата со стороны_ хрящевых.- полуколец гест ко фиксировал:!, зольфра-

мовыми держателями к основанию ванночки, противоположку® сторону нитью соединяли с механотроном. До начала опыта препарат выдерживали в растворе 33-43 мин. Начальное натяжение препарата составляло 500-700 мг. Электрических мышечную активность регистрировали внеклеточными стеклянными электродами с диаметром кончика 1-3 мкм. 3 опытах регистрировали изменения тонического сокращения и электрической активности гладкой мышцы в

г?

ответ на аппликацию ацэтилхолиы хлорида в, кощен?рация 10 -10 г/мл, ыетилфурыетида - Г0~® -10""3?/мл, никотина битарграта - Ю^-Ю'^г/мл, гоксамзтония - Ю^-Ю'-^/мл, атропина сульфата - Растворы перфузировали через ванночку. Всего в данной серии проведено 130 экспериментов.

При обработке результатов использовались следуют»* сггг;::--тические методы: определение средней и ее оаиски, сга~:-:: средних величин, метод корреляции, критерий Стbn.zi:r.z,

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ СБЗЛЫЕЖЕ 3 результате проведанного исследования . чг:-

гладкомьшечная станка трахеи обладает электр;:чес.йсй активностью, которая представлена в зиле грул:: логзкцлало^, слэд.уюяих, как правило, з ритме дыхания {57% опытов;. Длительность групп составляла 0,33±Д,03 с при частоте дыхааиа 79,3± 4,2 цикла в минуту. Частота импульсов в группе 4?,0±0,3 имп./с амплитуда - 43,0±1,12 мкВ, средшя частота импульсов - 21,2± 0,2 имп./с. Импульсная активность мыщы трахеи приходится иа фазу вдоха, но развитие ее запаэднвааг по отыоаилии о. началу акгивыосг'и диафрв.гиальиого нерва ыа 0,043±0,01Г с. Между длительность» импульсной актмвыости диафрагыальыого нерва к длительностью вспышек потенциалов гладкой мышцы трахеи имеется

положитедыая корреляция (чО,93)„ В опытов ритм генерации групп потенциалов мышечной аативностн ** совпадал с ритмом дыхания« В 26% опытов элентричеекая активное* ь иыщн не каояю-далааь. Запись механического сокращения сегмента трахея показала наличие мешшцегоса синхронно с дыханием напряжения мышечной стенки. Величина напряжения составляла 451,9±102, 4 мг>. Для выяснения роди центральных и периферических механизмов в формировании рнтаячесной активности гладкодашачной стенки трахея ия применили децентрализацию дыхательных путей и остановку дыхания. Перерезка правого блувдавзцего нерва правудала к урэхеышо частота и уведиче мшз глуОиыы дыхания. Рнгмичаская электрическая активность ищи трахеи при ssoa сохранялась. ОчнаКо, она совпадала с ричиои дыхания только в 48% опытов, а в 55& корреляции ритмов не наблюдалось. Орэднля частота иы-иечыых потенциалов уменьшалась до 63,2^5,7%, а напрялэние мышцы сегмамта снижалось до 43,5±1,2&. Посла двусторонней вагото-иии средняя частота мышечной импульсации снижалась до 58,4± 18,88», а амплитуда сокращений сйгыаыта - до 35,7±5,43». Рати генерации групп потенциалов в большинства emir013 нз совпадал с ритмом дыхания, а некоторых опытах регистрировалась непрерывная хмпульсация. В опытов аоолв двусторонней ваготошш электричевкая и механическая актквыоеть мшзцы пропадала. Стимуляция центрального кища правого бдуадающего нзрва (левый нерв интактный) вызывала полную остановку дыхания', однако, электрическая активность дорсальной стенки трахеи, как правило, оохранялась. Она имела непрерывный характер с отдельными

t

усилениям* или была представлена в виде отдельных вспышек. В последнем случае интервалы между юнншеами постепенно увеличивались, частота мшуяьоов в пачке составляла 58,7±5,65¿ от $о-

•Головой» Оваыуляцяя периферического конца правого блуждающего нерва вызывала возбуждающие иди возбукдазощв-гориозиыэ ответы. Частота по-геиц калов увеличивалась до 165,2±21,1%. Имлульсацня ноаала непрерывный характер. Иногда на фойе ивпроравного потока потенциалов лрослахивалиоь вспышки повышенной активности» Вероятно, импульсация эфферентных волоком блуждающего нерва обвопвчкэавт координацию работы дыхательного центра и воздухоносных путей и поддергивает деятельность последних. Эта импульаация непоорвдотванио не участйувт в формировании аопыаэч электрической активности дорсальной ог«ш трахая. По-видимому, оно обеспечивается периферическими механизмами.

Для выяснения рола холмнергнческих механизмов в рагуянцки ритмической активности гладкомышачной дорсальной стенки трахая мы проводили анализ влгящя ацзтилхоляна н холинвргичас-ких веществ на гладкую мышцу. Действие этих веществ ш оценивали по изменению частоты электрической активности гладкой мышцы, по сокращению сегмента трахея и по величине соотношения времени инспирации к времени экспирации (Ти/Гэ), которое характеризует бронхослаэм.

Ацвтнлходии и матклфурцзтид вызывали увеличение частоты ' электрической активности гладкой мыацн тргхзи до 166,2±25, и 157,2+26,0%, соответственно. При этой на фоне непрерывной ццпульсации прослеживались вспышки активности, следующие в рнгмз дыхания. Амплитуда совращений сегмента увеличивалась до 1-©,5±19,45 и 130,0 ¿5,$, соответственно. При стимуляции блуждающего ыерва на фоне данных веществ частота электрической активности возрастала до 187,5±1, & к 125,0±18,2%, соот-иошэние Ти/Тэ уменьшалось до 69,2+8,®» и 61,5±17,ЭЙ, соответ-атвеино. Атропин понизал частоту потенциалов во вспышке элек-

трзческой активности до 70,6*14,и напряжение сегмента трахеи до 45,5±15,5%о При стимуляции блуздакцего нерва частота электрических потенциалов достоверно не изменялась. Соотношение Ти/Тэ увеличивалось при внутривенном введения вещества до 124,9±5,9"5 и не изменялось при стимуляции блуждающего. нерва. Внутривенное введение никотина вызывало достоверное увеличение частоты потенциалов во вспышке активности-гладкой мышцы до 155,ï±2Q,6t к увеличивало напряжение сегмента трахеи до • 1ЭЭ,0±4,Г?. В ряде опытов, при отсутствии исходной активности никотин вызывал появление вспышек потенциалов, следующих а ритма дыхания. Стимуляция блуждающего нерва не привадила к изменениям активности: гладкой мышцы. Соотношение Ти/Тэ при внутривенном введении вещества уменьшалось до 80,9±3,15, при стимуляции блуждающего нерва - не изменялось. Внутривенное зве-дение гексаметония приводило к потере ритмики электрической активности, импульсацяя гладкой шщы становилась непрерывной и увеличивалась до 224,8±10,35 по сравнению с фоном, напряжение сегмента трахеи - до 133,0+5,6'?. Стимуляция периферического конца правого блуждающего нерва на фоне гексаметония достоверно не изменяла частоту электрической активности гладкой мышцы трахеи. Соотношение Ти/Тэ при внутривенном введении вещества .уменьшалось до 65,3*1Г,9& и не изменялось при стимуляции блуядающего нерва.

Исходя из- того, что яри ваготомии и остановке дыхания ритмическая активность могла сохраняться, а при действии никотина она усиливалась, под влиянием гексаметония импульсацяя • гладкой мышцы теряла ритмический характер, можно предположить, что в формировании ритмики участвует нейрональный аппарат ганглиев трахаального сплетения. Из работ Ноздрачева и Федина

(1985, 1Э85, 1987; извееенз, ч«в нейроны этих ганглиев объединены в единый ансамбль, выполняющий роль периферического нервного центра, и генерирующий ритмические группы импульсоЕ, посылаемые к эффектору, которые и определяют характер вспышек мышечной активности. ¡Три остановке дыхания или двусторонней ваго-томии нейроны микроганглиев трахеи утрачивают возбуждающее координирующее влияние со стороны центральной нервной системы и начинают работать в собственном ритме.

После обездвиживания животного путем внутривенного введения туоокургрина и перевода его на искусственное дыхание электрическая активность гладкой цьпщы трахеи сохранялась, причем ее характеристики достоверно не отличались от характеристик элек-тромиограмм спонтанно дышащих крыс. Ритм вспышек злектромио-грамш совпадал с ритмом работы аппарата искусственного дыхания. Внутривенное введение анестетика новокаина достоверно не изменяло активности гладкой мыщы трахеи. Аппликация вещества непосредственно на трахею приводила к увеличению средней частоты электрических потенциалов, причем импульсации приобретала непрерывный характер. Перфузия новокаина через ванночку с препаратом не оказывала влияния на тонус гладкой мьвщы шейной части трахеи. 'При действии на грудную часть трахеи новокаин в концентрации Ц^г/мл вызывал сокращения гладкой мышцы в 25 % опытов, при концентрации 10"° г/мл - б 100$ опытов.

Исходя из того, что эффект проявляется на изолированном препарате, усиление активности мышц, по-видимому, связано с наличием местных рефлекторных дуг, важным звеном которых являются нейроны метасимпатической нервной системы.

Опыты, проведенные на изолированном препарате трахеи крысы, показали, что электрическая импульсная активность была заре-

-13- ■

гиотрирована в опытов. Она представлена быстрыми и медленными колебаниями. Быстрые колебания группировалиаь в отдельные вспышки длительностью $>-1,5е со средним интервалом 0,9±0,95 мин. Средняя частота потенциалов составляла 29,2+3,5 имс./с. Электрическая, активность в виде ■ вспышек потенциалов регистрировалась з 20% опытов. В остальных случаях-она носила непрерывный характер. Медленные волны зарегистрированы в Э0£ опытов. ■ Частота' волн составляла 5,3+1,03 колеб./мин. На фоне мед-ле ;сшх золн наблюдались вспышки быстрых колебаний. В ряде опытов при одновременной регистрации электрической и механической активности гладкой шщы изолированной трахеи показано, что меаду этими видами активности имеется положительная корреляция.

Из литературных данных известно, что поток импульсов в эф-фереданых волокнах блуждающего нерва, направляющихся к трахее, модулируется с частотой дыхания ( ?ЛеШсонЬе, 1963). Большинство волокон разряжается во время вдоха, и некоторая часть -по время зычоха. Можно предположить, что данная импульсация блувдагщего нерва вызывает ритмические сокращения дорсальной стенки трахеи. В наших опытах аослз двусторонней ваготомии электрические и механические колебания сохраняются. Более того, в ряде опытов на изолированной полоске трахеи также регистрируется ритмичеекая импульсная активность. Эти данные позволяют говорить о периферических' механизмах формирования ритмической активности дорсальной стенки трахеи. Исчезновение синхронности ритмов дыхания и эдвктроииограммы после двусторонней ваготомии предполагает, что активность эфферентных волокон блуждающего нерва обеспечивает координацию работы воздухоносных путей и дыхательного центра.

Воздушный поток, проходя по дыхательным путям, активирует

рацепторы резшсраторного тракта. Огвавнь активации зависит от скорости потока. Положительная Корреляция между глубиной дыхания и активностью гладкой далцы, наличие электромиограммы лишь при высоких частотах искусственной вентиляции свидетельствует о том,, что меаду активностью гладкой мыщы и активностью рецепторов имеется непосредственная положительная связь. При остановке дыхания ритмическая активность пожег сохраняться. Однако, интервалы между вспышками импульсов увеличиваются, то есть, для сохранения нормально;» раооты мыщы трахеи необходима активация последней со стороны рецепторного аппарата. Связь гладкой шщ е рецепторами осуществляется через местные и рефлекторные дуги. Исчезновение ритмических колебаний после введения животному гексаметония и сохранение колебаний косле остановки дыхания и ваготоыии говорят о том, что ритмическая активность мьиц трахеи, вероятно, определяв гея нейрогенными факторами, а именно, активностью нейронов мегаеимпатичеакой нэрвной системы.

Таким образом, изменение просвета дыхательных путей в процессе дыхания связано с активной реакцией гладкошшечной стенки. ймпульсация мыщы приходится на фазу вдоха.. Формирование этой активности в виде отдельных групп потенциалов осуществляется периферичезкими нейрональными структурами, образующими периферический нервный центр. Рецепторы воздухоносного тракта, активируемые потоком воздуха, поддерживают активность нейро-нального генератора, ритма и ритмическую работу гладкомышечной стенки трахеи, а по эфферентным волокнам блуждающего нерва, осуществляемая координация работы периферических нейронов и дыхательнога центра.

Перфузия ацетилхролина через ванночку в изолированным пре-

паратом трахеи вызывает тоническое сокращение гладкой мышцы трахеи крыс, и в диапазое используемых концетраций наблюдается дозозависимый эффект. При низких концентрациях ацетилхо--5

лика (до 10 г/мл) кривые доза-эффект для шейной а грудной частей трахеи достоверно друг от другаке отличаются. Увеличение концентршииацетилхолина приводит к более сильному приросту сокращения в грудной чаоти трахеи, и при концентрации КНг/мл эффект достигает максимальной величины 1720*151 мг.-Для шейной части трахеи при данной концентрации ацетилхолина эффект равен 12Ю±169 мг. Дальнейшее увеличение дозы ацетилхолина приводит к снижению тонического ответа грудной части трахеи (ч-0,78), в то зремя как на шейной части трахеи увеличе-

-3

ние дозы ацетилхолина вплоть до концентрации 10 г/мл вызывает увеличение ответов (ч0,98) и достигает 1433+Г77 мг. Концентрация, вызывающая половину максимального ответа для шейной

-6 -6 части трахеи равна 2,2*10 г/мл, а для грудной - 8,3-10 г/мл.

-5

При концентрации ацетилхолина 10 г/мл и выше сократительным реакциям гладкой мышцы грудной части трахеи предшествовала фаза расслабления. Кроме тогэ, з ряде опытов фаза расслабления наблюдалась после сокращения. При высоких концентрациях ацетилхолина регистрировались волнообразные изменения мышечного напряжения. Пороговые концентрации ацетилхолина усиливали ответы гладкой мьшцы грудной части трахеи на трансмуральнух стимуляцию нервов. При концентрации ацетилхолина не -выше 50$ от максимальной регистрировалось двухфазное изменение ответов на трансмуральную стимуляцию нервов. По мере увеличения концентрации ацетилх олина и увеличения тонического сокращения длительность фазы усиления и величина ответа уменьшались. В шейной части трахеи фазы усиления ответов яри стимуляции нервов

-Б5-

практически отсутствовали, независимо от концантраци ацетилхо-лина.

Таким ооразоц, проведенное наследование показало различие в ответах шейной и грудной частей трахеи на аппликацию ацегил-холана.'Чтобы выяснить причину такого различия ш провела анализ влияния веществ, действующих на иускариновые холинорецеп-торы мышцы (нетилфурметид и атропин), и на никотиновые холиыо-рецепторы нейронов ганглиев трахеального сплетения (никотин и гексаметоний).

Перфузия мускариномиметака метклфурметида через ванночку вызывала тоническое сокращение гладкомышечной стенки трахеи крыс как в шейной,, так н в грудной части трахеи, и в диагизо- . не используемых концентраций наблюдался дозозавизямый эффект. Величины сокращений грудной и шейной частей трахеи иа всем диапазоне концентраций достоверно не отличались друг от друга. Кривые доза-эффект для метилфурметида имели сходный характер с кривой для ацетилхолина при его аппликации на шейную часть

с

трахеи. В диапазоне низких концентраций (до 10 г/ил) как на зойной, так и на грудной частях трахеи при равных дозах ответы гладкой мышцы на метилфурметид всегда выше, чем ответы на ацетилхолин. Предварительное введение в ванночку атропина снизало эффекты, вызванные ацетилхолином и метклфурметедоц как на шейной, так х на грудной частях трахеи. При концентрации атро-паш КГ7г/мл уменьшалось совращение мышцы, вызванное ацетил-холнном в концентрации КГ ^г/ид на 60Й, а при концвитрции г/ил - на 84?. В то же время, равный эффект цетилфурметида, . вызванный концентраций КГ7г/мл, полностью снимался при концентрации атротыа 13 ""^/мд.

Таким образом, ответы разных частей трахеи не отличаются

друг от друга при действия метвлфурие^ада ял« атропина. Это предполагает равное количество холжнорвцеторов на пышечных клеткаг разных частей трахея.

При перфузии никотина через ванночку с препаратом изменений тонического напряжения гладкой ныщы пей ной. части трахеи не наблюдалось, На грудной части трахеи аппликация никотина может вызывать сокращение чшца СЗБ^ случаев), расслабление (26%), а в 38* ответы гладкой шщи отсутствовали. Величии сокращения возрастала с увеличением дозы никотина и при концентрации 1Э~4г/мл составляла 784±377 мг, что не превышало 45,3? от величины ответов на ацетилхолин в соответствующей концентрации, величина расслабления мало зависела от концентрации никотина г пси концентрации 10~"г/мл составляла 154+25 мг. Необходимо

ь, что по. \iapi увеличения дозы никотина процент злуча-эз возбуждения гладкой мышцы возрастал по отношению к числу расслаблений.

введение гаяглиоблокатора гексаметония в ванночку с препа-' ратсм чз вызывало изменений в тоническом напряжении гладкой мышцы шейной части трахеи. Б то га зремя, э о7% случаев гекса-меточий вызывал сокращение гладкой мышцы грудной части трахеи. При предварительной обработке препарата трахеи гекзаметонием з концентрации М~-'г,/ил аппликация ацетилхолина вызывала сокращение гладкой мышцы как на шейной, так и на грудной частях трахеи, при этом зэличины сокращений обеих частей' при концентрациях 10"^-Ю~^г/цл достоверно не отличались друг от друга и от величины сокращений шейкой части трахеи, вызванных аппликацией только ацетилхолина.

- Таким образои, ответы шейной и грудной, частей трахеи на ацетилхолин и холинергические вещества' неодинаковы. Учитывая

особенности иннервации трахеи, можно предположить, что различия связаны с влиянием нейронов интрамуральных ганглиев на глацкэмышечяую стенку трахеи. По всей вероятности, в диапазоне высоких концентраций ацетилхолиы взаимодействует не только с муакариновыми холинорецепторами гладкой мыщы, но и проникая в интрамуральные ганглии, оказывает влияние на никотиновые рецепторы аервных клеток, среди которых имеются нейроны, оказывающие как возбуждающее, так и'тормозное действие на гладкую мышцу. Обе эти группы клеток содержат холиночувствительные рецепторы. Необходимо подчеркнуть, что на фоне нарушения холин-ергичзской синаптической передачи в интрамуральных ганглиях путем обработки препарата трахеи ганглиоблокатором гексамето- . ином ответы гладкой мышцы грудной части аналогичны ответам шейной части трахеи, то есть нет повышенного ответа при кон-цантрацш 10 г/мл и снижения ответа при концентрации 10 г/нл. Кроме того, отсутствует и фаза расслабления мышцы, предшествующая сокращению. Следовательно, отмеченные выше различая в реакциях гладкой мыщы различных частей трахеи на ацетил-холин связаны не с особенностями функционирования мыщы, а с влиянием на них нейронов ганглиев трахеального сплетения.

При действии гексаыетошя на препарат грудной части трахеи отмечается увеличение напряжения мышечной стенки. Такая реакция гладкой мышцы вызвана, вероятно, тем, что гексаметоний блокирует возбуждающие влияния на тормозные нейроны, и тормозные влияния на нейроны, возбуждающие мышцу, а последние, возможно, обладают спонтанной активностью.

Аппликация никотина на препарат грудной части трахеи вызывала реакции, подобные тем, которые наблюдались и при действии ацетилхолина, то есть, регистрировались сокращения, расслабле-

ния и двухфазные ответы. Надо отметить, что дозы, вызывающие 50% максимального расслабления, ниже доз, вызывающих 50? максимального сокращения, и это характерно.как для ацетилхолина, так и для никотина. Это свидетельствует о том, что данные препараты, проникая в ганглий, в первую очередь действуют на тормозные нейроны. Подтверждением этому служит и тот факт, что при действии ацетилхолина фаза расслабления■часто предшествовала, фазе сокращения. Двухфазные ответы гладкой мыщы грудной части трахеи чащэ регистрировались при обработке препарата ацвтилхолияом, чем никотином. Это объясняется тем, что в первой случае ацетилхалин действует как на нейроны ганглия, и это может вызывать расслабление мыщы, так и на саму гладкую мыщу, что связано с сокращением. Окончательный результат определяется соотношением процессов сокращения и расслабления. Действие' же никотина связано только с нейронами микроганглиев трахай, и процессы возбуждения и торможения определяется на нзйрональном уровне, сообщая мышце уже окончательное решение.

Холинергическив механизмы нейронов интрамуральных ганглиев вносят ау^гстзенный вклад в реакции гладкой щипцы дыхательных путей. Это выражается в усилении напряжения мышечной стенки, в том, что ответ;* -ганцы на аппликацию ацетилхолина могут выражаться .как в усилении напряжения стенки, так и в ее расслаблении, либо ответы могут носить двухфазный характер. Окончательный ответ определяется соотношением активности хблинергичес-ках систем как самой гладкомышечной стенки, так и нейронов интрамуральных ганглиев.

Таким образом, проведанное исследование показало наличие активной фазы в работе гладкошшечной стенки трахеи, параллельной вспышкам потенциалов диафрагмального нерва. Формирование

ритмическей мышечной активности осуществлявшая нервными структурами, периферического нервного'центра, хайинергические нейроны которого оказывают как возбуждающее, так и тормозное влияние на гладкую иыацу» Волокна блуждающего нерва, оканчивающиеся на нейронах периферического центра, поддергивают и координируют- его работу о активностью дыхательного-центра. В этом же процессе участзузг и иаПульсация рецепторов воздухоносных путей, актйвирупотоком воздуха.

ВЫВОДЫ .

1. "Проведенные исследования на спонтанно дааащей крысе показали, что гладкая ¡ища трахеи обладает ритмической олектрической и механической активность», совпадающей с ритмом дыхания, развитие вспыжи электрической активности приходится на фазу вдоха, а сокращение сегмента трахеи - на конец здоха-начало выдоха. Таким образом, одним из факторов изменения просвета зоздухоносньа; яутей в процессе дьгХанзй язляется актазное сокращение их гладйвмьшечной отенки.

2. Прд двухсторонней ваготомин активность мышцы сохраняется а опытов, ко в большинстве случаев нарушается корреляция с ритмом дыхания. Величина электрической и ыехани- -чаской активности мнпцы уменьшается при этом на 58, и 2Б5б, соответственно, ¡кпульсацйя блуждающего нерва поддерживает активность гладкой мыацы и осуществляет координацию работы воздухоносных путей и дшсагельного центра.

•3» 7 обездвиженных, искусственно вентилируемых крыс ритм активности дорсальной стенки трахеи зависит от частоты вентиляций* Отключение рецепторов новокаином приводит к исчезнозе-

!епз ритмики. По-ввдимому, рецепторт зоздухонсоного тракта^ активируем« потоком воздуха, поддерживают активность и ритмическую работу гладковдщечной стенки трахеи через местные рефлекторные дуря.

4. Исследования, проведенные на изолированном препарате трахеи крдсы показали, что аппликация ацетилхолина вызывает сокращение гладкой мышцы шейной части трахеи,- в то время как на грудной ее части регистрируются двухфазные ответы, .'йкси-мальное сокращение гладкой мыады грудной части трахеи достигается при концентрации ацетиладдина 104 г/мл, при более высоки- концентрациях- ответы уменьшается» На шейной части трахеи при аппликации ацетилхолина вплоть до концентрации 1(5*^ р/мл отдания ответов не наблюдается.

3» Мудкарщомимвтик метилфурметвд в диапазона концентраций КЗ -»ХО г/мл вызывает равные ответы гладкой шщы з

-б -3

обеих- частях трахзи красы. Никотин СЮ -10 г/мл) вдзывает изменения тонического напряжения только на грудной части трахеи, увеличивая электрическую активность при сокращении я

-6 -3

уменьшая при расслабление» Гэкзлмзтоппй С ГО -Ш г/мл) вызывает увеличение тонического напряжения к электрической активности только на грудной части трахеи.

6. Полученные данные позволяют предположить, что в формировании электрической и м&£Зничаской активности гладкой шщы дорсальной стенки, трахай, крысы участвуют мэтасишати-'-Гя&дие нейроны ганглиев трах©алького. сплетения, холинерги-ческие системы которых, играют важную роль как в расслаблении, так и в сокрздфнш гладкой щщы»

Описок работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Шепотов И.К., Федин А.Н. Ритмическая активность трахеи крысы. Тез.докладов кенф."Механизмы рвгуллции физиодогичеакю функций" Jl., 1988, с.72-73, .

2. Федин А.Н., Шопотое И.К., Сергеев В. С.' Регулирущая роль блуждающего нерва в работе нижних дыхательных путей. Тез. Эсееоюзн.конф."Нейрональные механизмы регуляции■висцеральных органов и систем". Томск, 1Э93. с.223«

3. Фед^н А.Н., Сергеев B.C., Зопотоз И.К„ Изханизиы формирования ритмической активности дорсальной стенки трахеи« .Тез. Зсесоюэн.конф. ,посзяц.70-летшо Г.И.Козицкого. '1., . 1990, с. 242.

4. Фэдин А.Н., Шопотоз И.К. Сравнительная характеристика хо-ли№5ргичэских механизмов различных частей нижних дыхательных путей. Тез,Зсесоюзя.конф."Физиология и биохимия медиаторнкх процессов". М., 1990, с. 309.

5. Зопотоз И.К., Федин А.Н., Кравченко А.И. Ответы гладкой мшоцы трахеи крысы на ацетилхолин и электрическую стимуляцию Физиол.журн. СССР., 1991. 1.77, И 3, с. 135-13?.

Ротапринт вБМУ им. Фрунзе. И- W-91- 3&к. ^ЗОр