Влияние температуры на пуринорецептор-опосредуемые сократительные ответы гладкой и сердечной мышц

Актуальность исследования.

Внеклеточные эффекты пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов опосредуются через специальные, чувствительные к ним Р2 рецепторы, наличие которых доказано во многих тканях и органах животных и человека (Burnstock and Kennedy, 1985; Burnstock G., Knight G., 2004; Burnstock G., 2006a). Помимо физиологической роли P2 рецепторов, установлено их участие в ряде патофизиологических реакций: вазоспазм, тромбоз, боль, воспаление (Inoue К., 1996; Spedding М., Williams М., 1996; Jacobson К.A., Jarvis M.F., 1997; Burnstock G., 2006b). Большинство экспериментов по изучению Р2 рецепторов проводятся в физиологических условиях, однако, известно, что изменение некоторых параметров эксперимента может привести к изменению Р2-опосредуемых ответов тканей, например, при изменении рН (King В. et al., 1996).

В клинической медицине для лечения ряда заболеваний часто искусственно создаются условия, отличающиеся от физиологических. В кардиохирургии во время операций на открытом сердце используется метод искусственного кровообращения в режиме гипотермии. Таких операций в мире ежедневно выполняется более двух тысяч. Целью гипотермии является повышение резистентности тканей и органов к ишемии (Тимофеев Н.Н., 1983). С началом искусственного кровообращения кровь подвергается ряду механических и физико-химических воздействий со стороны экстракорпорального контура аппарата искусственного кровообращения, что вызывает травму форменных элементов крови и выход большого количества биологически активных веществ в плазму, в том числе, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, которые в большом количестве содержатся в эритроцитах (Gordon J.L., 1986; Forrester Т., 1990; Ellsworth M.L., 1995). Это ведёт к активации каскада реакций, вызывающих системный воспалительный ответ, а гипотермический режим лишь усугубляет тяжесть реакции, приводя к клинической картине «перфузионного шока» и являясь причиной осложнений или смерти больных в интраоперационном и раннем послеоперационном периодах (Менынугин И.Н., 1998).

Согласно теории Дж. Бернстока, пуринорецепторы являются наиболее древними в эволюции, и их роль более выражена у простейших и у холоднокровных животных, чем у теплокровных. Однако, возможно, что при создании условий пониженной температуры у теплокровных животных и человека их влияние на физиологические и патофизиологические процессы будет более выражено (Burnstock G., 1972).

Имеются литературные данные об изменении чувствительности некоторых подтипов пуринорецепторов в тканях животных при изменении температуры (Kenneth J., et al., 1985; Hansen Т.Н. et all., 1997; Wiley J.S., 1998; Tominaga M., et all., 2001), однако, нет подобных работ, где в качестве материала были бы использованы ткани человека. Учитывая широкое распространение Р2 рецепторов в тканях млекопитающих и человека, появление лекарственных препаратов, действующих на Р2 рецепторы, использование гипотермии в медицине, актуальным является изучение чувствительности Р2 рецепторов тканей как животных, так и человека в условиях гипотермии.

Целью настоящего исследования было изучение влияния гипотермии на эффективность пуринорецептор-опосредуемых ответов сердечной мышцы человека и гладких мышц морской свинки. Задачи исследования:

1. Оценить изменение Р2Х-рецептор-опосредуемых сокращений мочевого пузыря и семявыносящего протока морской свинки при гипотермии и гипертермии.

2. Оценить изменение Р2У-рецептор-опосредуемых ответов продольной мышцы слепой кишки морской свинки при гипотермии и гипертермии.

3. Провести анализ влияния гипотермии на изменение сократительных ответов изолированного ушка правого предсердия человека, опосредованных Р2 рецепторами у пациентов с дефектом межпредсердной перегородки и больных с ревматическим пороком митрального клапана.

4. Провести анализ антагонистического эффекта пиридоксальфосфат-6азофенил-2', 4'-дисульфоновой кислоты при изменении температуры, на изолированных тканях мочевого пузыря, семявыносящего протока, продольной мышцы слепой кишки морской свинки и изолированного ушка правого предсердия человека.

5. Исследовать наличие Р2 рецепторов изолированного ушка правого предсердия сердца человека методом иммуногистохимического анализа. Научная новизна.

Впервые установлено, что при понижении температуры среды до 30 °C сократительные ответы мочевого пузыря и семявыносящего протока морской свинки, опосредуемые Р2Х-рецепторами, становятся достоверно более сильными, чем при нормальной температуре. При повышении температуры до 42 °C эти сократительные ответы либо остаются такими же, как при нормальной температуре, либо несколько повышаются.

Впервые показано, что при понижении температуры среды до 30 °C P2Y-рецептор-опосредуемое расслабление продольной мышцы слепой кишки морской свинки, вызванное электрической стимуляцией, достоверно усиливается по сравнению с таковой при нормальной температуре. При повышении температуры среды до 42 °C расслабление этой ткани достоверно не отличается от соответствующих значений при нормальной температуре. Как понижение, так и повышение температуры существенно не влияет на P2Y-опосредуемую релаксацию продольной мышцы слепой кишки морской свинки, вызванную экзогенной аденозин-5'-трифосфорной кислотой (АТФ).

В экспериментах на изолированных мышечных препаратах ушка правого предсердия человека впервые установлено, что экзогенные АТФ и уридин-5'-трифосфорная кислота (УТФ), как при нормальной, так и при пониженной температуре, снижают амплитуду сокращений изолированного ушка правого предсердия человека, вызванных электрической стимуляцией. При этом угнетающий эффект АТФ достоверно более выражен в условиях гипотермии, тогда как эффект УТФ остается постоянным при изменении температуры.

В экспериментах на изолированных тканях мочевого пузыря, семявыносящего протока, продольной мышцы слепой кишки морской свинки и изолированного ушка правого предсердия человека впервые установлено, что эффективность антагонистического действия пиридоксальфосфат-6-азофенил.

2', 4 '-дисульфоновой кислоты (PPADS) по отношению к Р2Х и Р2У-рецепторам сохраняется при изменениях температуры среды в пределах 30−42°С.

Методом иммуногистохимического анализа впервые установлено наличие нескольких подтипов Р2 рецепторов в ткани ушка правого предсердия человека. Научно-практическая значимость работы.

Выявленное нами повышение эффективности Р2-рецептор-опосредованных ответов при пониженной температуре является особенностью, которую важно учитывать при исследовании функциональной активности этих рецепторов. Установленное повышение чувствительности Р2 рецепторов в ушке правого предсердия человека к действию экзогенных агонистов позволяет предполагать большую фармакологическую активность лекарственных препаратов, являющихся пуриновыми нуклеозидами и нуклеотидами, при применении их в условиях гипотермии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Р2Х-рецептор-опосредуемые сокращения мочевого пузыря и семявыносящего протока морской свинки повышаются в ответ на действие эндогенных и экзогенных агонистов при понижении температуры.

2. Р2У-рецептор-опосредуемые ответы продольной мышцы слепой кишки морской свинки повышаются в ответ на действие эндогенных агонистов при понижении температуры.

3. В ушке правого предсердия человека имеются Р2 рецепторы, чувствительность которых к действию экзогенной АТФ повышается в условиях гипотермии.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

6. ВЫВОДЫ.

1. Изменение температуры влияет на выраженность механических ответов гладких мышц морской свинки и ушка правого предсердия человека, опосредованных Р2-рецепторами.

2. При понижении температуры до 30 °C сократительные ответы мочевого пузыря и семявыносящего протока морской свинки, опосредуемые Р2Х-рецепторами, становятся достоверно более сильными, чем при нормальной температуре. При повышении температуры до 42 °C эти сократительные ответы либо остаются такими же, как при нормальной температуре окружающей среды, либо несколько повышаются.

3. При понижении температуры до 30 °C Р2У-рецептор-опосредуемая релаксация продольной мышцы слепой кишки морской свинки, вызванная электрической стимуляцией, достоверно усиливается по сравнению с таковой при нормальной температуре. При повышении температуры до 42 °C расслабление этой ткани достоверно не отличается от соответствующих значений при нормальной температуре окружающей среды. Как понижение, так и повышение температуры существенно не влияет на Р2У-рецептор-опосредуемую релаксацию продольной мышцы слепой кишки морской свинки, вызванную АТФ.

4. АТФ и УТФ, как при нормальной, так и при пониженной температуре, снижают амплитуду сокращений изолированного ушка правого предсердия человека, вызванных электрической стимуляцией. Депрессивный эффект АТФ достоверно более выражен в условиях гипотермии, тогда как эффект УТФ не изменяется при изменении температуры.

5. АТФ оказывает отрицательный инотропный эффект на сокращения изолированного ушка сердца человека, который реализуется в группе больных без признаков хронической сердечной недостаточности как через.

Р2, так и через Р1 рецепторы, а в группе с явлениями хронической сердечной недостаточности — только посредством Р2 рецепторов.

6. На изолированных тканях мочевого пузыря, семявыносящего протока, продольной мышцы слепой кишки морской свинки и изолированного правого ушка сердца человека эффективность антагонистического действия пиридоксальфосфат-6-азофенил-2', 4' -дисульфоновой кислоты по отношению к Р2Х и Р2У-рецепторам остается постоянной при изменениях температуры окружающей среды в пределах 30−42°С.

7. Иммуногистохимически установлено наличие нескольких подтипов Р2Х-и Р2У-рецепторов в ушке правого предсердия человекав наибольшей степени в этой ткани выявляются Р2У4 рецепторы.

7. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. При назначении лекарственных препаратов больным в состоянии искусственной гипотермии следует учитывать возможность изменения чувствительности рецепторов миокарда и гладкомышечных органов к этим препаратам.

2. При снижении температуры среды Р2-рецептор-опосредуемые ответы тканей к своим агонистам возрастают, что следует учитывать экспериментаторам, изучающим функциональную активность этих рецепторов.