Когда человек попадает на Крайний Север, система кровообращения одной из первых включается в реакцию адаптации [1] и играет важную роль в поддержании гомеостаза организма в новых экологических условиях, поэтому от нее во многом зависит конечный адаптивный результат [2, 3]. Показано, что миграция человека в эти районы сопровождается у части людей разнообразными субъективными нарушениями кардиального генеза: одышкой, особенно при быстрой ходьбе и физической нагрузке, сердцебиением и болями в области сердца. Наибольшее число жалоб отмечается в первые месяцы действия холода [5, 6]. Освоение человеком Сибири, северных территорий, климатической особенностью которых являются низкие температуры [5], привлекает особое внимание к вопросам о возможности, пределах и механизмах приспособления человека и животных к холоду [7]. Особенно актуально это для России, как страны с самым холодным климатом [1].
Материалы и методы исследования
Проведены исследования на кроликах самцах. Контрольную группу составили кролики, содержавшиеся при температуре окружающей среды. Холодовое воздействие проводилось ежедневно по 6 часов в охлаждающей камере при температуре (-)10 °C в течение 5-10 дней, в остальное время кролики находились при температуре (+)18-22 °C. Исследовали сосудистую ответную реакцию препарата тонкого кишечника при перфузии кровью этого же животного с помощью насоса постоянной производительности. Фенилэфрин в восьми дозах вводили внутриартериально перед входом насоса, изменения перфузионного давления регистрировали электроманометрами и записывали через АЦП в компьютер. Для описания взаимодействия медиатора [4] со специфическим рецептором использовалась теория Кларка и Ариенса, которая основывается на том, что величина эффекта пропорциональна количеству комплексов рецептор-медиатор. Максимальный эффект имеет место при оккупации всех рецепторов. Для анализа ответной реакции сосудистых регионов нами использован графический способ определения параметров взаимодействия медиатор-рецептор в двойных обратных координатах Лайниувера-Берка [4].
Результаты исследования и их обсуждение
После 5-дневного холода (рис. 1) введение восьми доз фенилэфрина ведет к увеличению прессорной реакции перфузионного давления (Pm). При дозе 1,0 мкг/кг в контрольной группе прессорный эффект был Рм = 42 ± 1,13 мм рт. ст., после 5-дневной холодовой адаптации Pm = 50 ± 1,41 мм рт. ст. (Р < 0,05). При дозе фенилэфрина 1,5 мкг/кг в контрольной группе Рм = 58,27 ± 1,7 мм рт. ст, после 5-дневной адаптации Рм = 70 ± 2,25 мм рт. ст. при Р < 0,05.
Дальнейшее увеличение доз фенилэфрина до 12 мкг/кг показало, что прессорная реакция везде была больше у животных после 5-дневной холодовой экспозиции по отношению к контрольной группе (P < 0,05).
Рис. 1. Средние величины повышения перфузионного давления артериального русла кишечника
на фенилэфрин в контрольной группе и после 5 дней холодовой адаптации
Для исследования механизмов функционального изменения а1-адренореактивности артериальных сосудов кишечника кроликов после 5 дней холодовой экспозиции к фенилэфрину и количественной оценки взаимодействия медиатор-рецептор представлен график изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах (рис. 2). Как видно, прямая, отражающая животных после 5-дневного охлаждения, пересекает ось ординат при 1/Рм = 0,0026, что соответствует Рм = 384,6 мм рт. ст. Контрольная группа животных представлена прямой (N), которая пересекает ось ординат при 1/Рм = 0,0038, что соответствует Рм = 263 мм рт. ст. Таким образом, количество активных а1-адренорецепторов увеличилось с Рм = 263 мм рт. ст. в контроле до Рм = 384,6 мм рт. ст. после 5-дневной холодовой адаптации, то есть количество активных рецепторов увеличилось в 1,69 раза или возросло на 46 % по сравнению с контрольной группой.
Рис. 2. Повышение перфузионного давления артериального русла кишечника кролика
на фенилэфрин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N) и после
5 дней холодовой адаптации (5 дней)
После 5-дневного охлаждения чувствительность а1-адренорецепторов кишечника к фенилэфрину уменьшилась с 1/К = 0,19 в контроле до 1/К = 0,15 (P < 0,05) в 1,26 раза или снизилась на 21 %.
Таким образом можно сделать вывод, что после 5-дневного воздействия холода прессорное действие фенилэфрина на артериальное русло тонкого кишечника было больше контрольной группы на все дозы исключительно за счет увеличения количества активных а1-адренорецепторов (Рм) в 1,46 раза, хотя и снизилась чувствительность а1-адренорецепторов (1/К) в 1,26 раза.
После 10 дней холода увеличение дозы фенилэфрина ведет к увеличению прессорной реакции (рис. 3) перфузионного давления тонкого кишечника (Pm). При дозе 1,0 мкг/кг в контрольной группе прессорный эффект был Рм = 42 ± 1,13 мм рт. ст., а после 10-дневной холодовой адаптации Pm = 86,28 ± 1,64 мм рт. ст. (Р < 0,05). При дозе фенилэфрина 1,5 мкг/кг в контрольной группе Рм = 58,27 ± 1,7 мм рт. ст, после 10-дневной адаптации Рм = 113,42 ± 2,68 мм рт. ст. при Р < 0,05.
Рис. 3. Средние величины повышения перфузионного давления артериального русла кишечника
на фенилэфрин в контрольной группе и после 10 дней холодовой адаптации
Дальнейшее увеличение доз фенилэфрина до 12 мкг/кг показало, что прессорная реакция везде была больше у животных после 10-дневной холодовой экспозиции по отношению к контрольной группе (P < 0,05).
Для исследования механизмов функционального изменения а1-адренореактивности артериальных сосудов кишечника кроликов после 10 дней холодовой экспозиции к фенилэфрину и количественной оценки взаимодействия медиатор-рецептор представлен график (рис. 4) изменения перфузионного давления в двойных обратных координатах. Как видно, прямая, отражающая животных после 10-дневного охлаждения, пересекает ось ординат при 1/Рм = 0,00316, что соответствует Рм = 316 ± 11 мм рт. ст.
Рис. 4. Повышение перфузионного давления артериального русла кишечника кролика
на фенилэфрин в двойных обратных координатах в контрольной группе (N)
и после 10 дней холодовой адаптации
Количество активных а1-адренорецепторов (рис. 4) в артериях кишечника увеличилось с Рм = 263 мм рт. ст. в контроле до Рм = 316 мм рт. ст. после 10-дневной холодовой адаптации, то есть количество активных рецепторов увеличилось в 1,2 раза или возросло на 20 % по сравнению с контрольной группой.
После 10-дневного охлаждения чувствительность а1-адренорецепторов артерий кишечника к фенилэфрину увеличилась с 1/К = 0,19 в контроле до 1/К = 0,38 (P < 0,05) в 2,0 раза или увеличилась на 100 %. В результате можно сделать вывод, что после 10-дневной адаптации к холоду прессорное действие фенилэфрина на артериальное русло тонкого кишечника было больше контрольной группы на все дозы как за счет увеличения количества активных а1-адренорецепторов (Рм) в 1,2 раза, так и увеличения чувствительности а1-адренорецепторов (1/К) в 2,0 раза.
После 5-дневного воздействия холода прессорное действие фенилэфрина на артериальное русло тонкого кишечника было больше, чем в контрольной группе на все дозы исключительно за счет увеличения количества активных а1-адренорецепторов (Рм) на 46 %, хотя и снизилась чувствительность а1-адренорецепторов (1/К) на 21 %.
Рис. 5. Средние величины повышения перфузионного давления артериального русла кишечника на фенилэфрин после 5 и 10 дней холодовой адаптации. Светлые столбики (первые) отражают реактивность на 5-й день холода, темные столбики - 10 дней холода
После 10-дневной холодовой адаптации количество активных а1-адренорецепторов увеличилось на 20 % по сравнению с контрольной группой, чувствительность а1-адренорецепторов артерий кишечника к фенилэфрину увеличилась на 100 %. В результате таких изменений количества адренорецепторов и их чувствительности на 10-й день холода прессорная реакция артерий кишечника к фенилэфрину была на все дозы больше, чем реактивность их на 5-й день холода (рис. 5).