Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Активация системы опиоидных пептидов при адаптации к физической нагрузке и периодической гипоксии (экспериментальное исследование)

АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СССР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ ПАТОЛОГИИ И ПАТОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИОЛОГИИ АМН СССР

ОРЛОВА Эхте Хейнриховна

АКТИВАЦИЯ СИСТЕМЫ ОПИОИДНЫХ ПЕПТИДОВ ПРИ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ И ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ

(экспериментальное исследование)

14.00.16 Патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

На правах рукописи

Москва 1991

Работа вшюлнена в лаборатории патофизиологии сердца Научно-Исследовательского института общей патологии и патологической физиологии АМН СССР.

Научные руководители: доктор медицинских наук,

профессор Ф.З.Меерсон доктор биологических наук М.Г.Пшенникова

Официальные оппоненты: доктор, биологических наук,

профессор О.А.Гомазков доктор медицинских наук, профессор П.Ф.Литвицкий

Ведущее учереждение: Университет дружбы народов

имени Патриса Лумумбы

Защита диссертации состоится "_"_1991 г.

в _ часов на заседании Специализированного Ученого совета Д 001.03.01 при НИИ общей патологии и патологической физиологии АМН СССР (Москва, 125315, Балтийская ул., 8).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Института.

Автореферат разослан "_" _1991 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат медицинских наук

Л.Н.Скуратовская

> !

ОВЦАЯ ХАРЛК7ЕРЖША РАБОТЫ

Актуальность работы. Эффективным средством предупреждения и коррекции стрессоршп и мэзмических повреждения является адаптация организма к физической нагрузке, кратковременным неповреадагщям стрессор»« воздействиям, гипоксии н другим факторам среды /Горизонтов П.Д. и др., 1983; Неерсон Ф.З., 1982-1990; Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1588;кигозМпа а. et аХ., 1984; Меегзоп Р.г., 1991 /. Экспериментально доказано, что в основе защитных эффектов адаптации лежит активация естественных регудлторанх систем организма, еыполняецкх стресс-лгаи-тнрукцую функцгаэ - ГАМК-ергичэской, олвовдвргнчэской, серото-нинергичэской, антиоксидантной, простаглаядгновой и других систем /йеерсон $.3., 1985-1990; Меегвоп у.г., 1991 /. Ограничивая действие избытка катехоламияов и других стресс-гормонов на сердце и другие органы, эти системы препятствуют раэвиткэ чрезмерной стресс-реакции и связанных с ней повреадасзупс аффектов. Выяснилось тага®, что при долговременной адаптация в какому-либо одному фактору, например, к периодичэской гипоксия или к физической нагрузка возникает эффект перекрестной зацита, выраааюцийся в повышении устойчивости организма к тзвшт и тя-аелкм стрессам. Феномен адаптационной перекрестной зациты получил в последнее время применение в клинике /Меерсон 5.3. а др., 1989/.

На основе принципа подражания естественным стресс-лкми-тирущим системам показана возможность использования в качество нардиопротекторов активаторов и метаболитов некоторых стресс-л имитирующих систем /Меерсон Ф.З., 1990-1991; Меерсон 9.3., Пшенникова М.Г., 1988/. Б экспериментах такого рода продемонстрирована высокая эффективность стресс-лимитирувщей опиовдергн-

таской системы. Показано, что введенко енвотнш Д-зндорфкна кяк сшгтетичзского аналога лей-энкэфалгаа парэд гзяобкякза-цконнш стрессом, экспериментальны! инфарктом или геаоррагн-чэснки гакоа предупреждает нарусзкгсз сократительной функции ш:о харда, гнперзансуяннемиэ, нормализует углеводный, янтдашй и алзкгрояктшй об«гзи, артериальное даззлаика и другкэ бюхссгез-ск:э и физиояогичэсккз фушадш /Гояанов Е~.В., 1986; Заяц В.И., 1986; Крштновскнй Г.Н. н др., 1987; Лшианов Ю.Б., 1937/. Вместе с теы понклангз роли спкэвдзргачзсЕОй спстеш в ограничении поврвгдакчга 5$фоктов стресса в Епачетельной изро сдвр-пгЕаатся недостатков сведений о влияют* адаптацш на состошша этой системы. Изучение этого вопроса чожет способствовать цело-направленноиу раскрыл® и использовании кногкс потенциальных защитных резервов организма путем долговрэманноЯ адоптации, а та пае использоваюэ опковдных пептодов в пачэства стресс-лшя-ткрущих факторов.

Б соответствия с атш целы) настоящей работы являлось, во-парных, изучение содержания опиоидных пептвдов в структурах головного мозга и надпочечниках у крыс при адаптация к физической нагрузке, к периодической высотной гипоксии в при остро» стрессе;

во-вторых, изучение возможности воспроизведения антиаритмнчвс-кого эффекта адаптации в физической нагрузке н гипоксии с помощь» синтетического аналога яей-знке Фалина - даларгшт.

Для достижения поставленной цели экспериментально ревали следующие конкретные задачи:

I. Как влияет острый иммобилизационннй и эмоционально-болевой стресс на содержание /5- и ^-зндорфинов и лей- в ыет-энкефалинов в структурах головного мозга (гипоталамусе, стриатуме, фронтальной коре, мозжечке), а также в гипофизе и надпочечниках у крыс?

2. Has вяшгзт адаптация s фззпчэской нагрузка и адаптация п пвретднчэсЕой гвпохспп па содарзанЕЭс<-,/$- н ^-авдорфл-коа п лей- п сет-кпзфагкнов в гзх яэ структурах у крыс?

3. Каково блшшкэ предварительной адаптация на содерганиэ опковдпыг пептидов в головном мозга я вадпочзчниках у крыс при острой шгаобклизацконнои н ггяэциоиалько-бояавом стрессах?

4. Как влияет сшяетнчэский бкохпшпгэски стабильный аналог лзй-знкэ$пдкна - даларгш ка нарупзнгл рктаа сердца» вознн-каЕ?рз у крае при пвэмга и рэперфузня в условиях целостного органика я па изолированно»! сзрдцэ?

Наушая новкзна работа определяется ее осноипгзя результатами. ВперЕыо покапано, что адаптация н фазкческой нагрузка приводит к активации системы оттоццных пептидов в структурах головного мозга и падпочэчннтах у крнс: содертанкэ Д-зндорфииа в гкпофязв, надпочечниках, фронтальной коре п мозхечкэ возрастает в 1,6-2,3 pasa, а гай- п мот-аяиефалннов в 1,7-3 pasas по сравнена с контролем.

Установлено, дао предварнтэяьная адаптация к фззнчэсЕой иа груз ко эффективно предупреждав? стяенкэ содержания оппопдинх пептздов в структурах мозга и надпочэчниках у крив, обусловленное тгсголна тюбггтазащгоняш! стрессом. Содерзигта U- иД-sa-дорфетов в гипофизе н стркатума, Д-зддорфкна и мэт-энкафалкна в надпочечниках и во фронтальной корз у адаптированных крыс, перенесет: стрзсс, оказалось в 1,5-5 раз больсз, чзм у неадаптирован; пвс игвотншс, перенесших такой ¡та стресс, н в 1,4-3 раза стез интактиого контроля. Таким образом, адаптация к физической нагрузке в значительной мэре увеличивает резервы опиоидных пептидов в структурах мозга и надпочечниках и тем самым препятствует снижению уровня этих тормозных медиаторов под влиянием такого тяжелого стресса, как 10-часовая иммобилизация, и обеспечивает сохранение высохих уровней этих яейромедиаторов в струп-

турах мозга.

Впервые установлено, что адаптация к шсотной гипоксии приводит к многократному увеличен!» содержания ^-зндорфина в надпочечниках у крыс. Показано такта, что предварительная адаптация к периодической высотной гипоксии предупреждает с шатенке содержания ¡ввдор^инов в структурах мозга и надпочечниках у крыс, возникающее под влюнгеем тяжелого эмоционально-болевого стресса. При этом существенно, что у адаптированных к гипоксии животных при тяжелой страссо ко только не возникает истощения содержания yj-эндорфина в структурах мозга, закономерно наблэдаемое у неадаптированных животных при такой те стрессе, но и, напротив, - содержание этого пептида в гипоталамусе, стриатуые, 'фронтальной коре и мозжечке значительно выл», чем в контроле. Высокий уровеньyj-звдор-фша в структурах мозге при стрессе у адаптированных к гипоксии животных, по-ввдимому, обусловлен поступлением его из надпочечников, поскольку выходß-зндорфнна из надпочечников при стрессе у адаптированных животных на порядок выше, чем у неадаптированных.

Установлено, что синтетический аналог лей-энкефалина -даларгин, введенный перед созданием острой ишемии миокарда у крыс, обладает сильным антиаритмическим действием. В условиях целостного организма препарат в 2-3 раза уменьшает суммарную длительность ишемических и репер^узионных аритмий по сравнению с контролем. Зтот защитный эффект даларгина, по-видимому, имеет центральную природу, т.к. не проявляется на изолированном сердце.

Теоретическое значение работы определяется тем, что в ней установлено, что адаптация к Физической нагрузке, а также к периодической высотной гипоксии увеличивает резервы опиоидных пептидов в структурах мозга и надпочечниках у крыс.

Это увэличзнке резерва опиовдкнх пептидов обеспечивает быструю мобилизации этих тормозных нзйромедкаторов и прзпятст- « вувт исто^енго их содержания в указанных структурах у адаптированных животных при остром тяжелом стрессе. На основе этих фантов выдвинуто предгсолояеккз о том, что данный феномен может играть выжну» роль в кардиопротекторном и других защитных сффеотах адаптации к физической нагрузке и к шсот-ной гапоксии при стрэссорных и других поврвждахкцкх воздействиях.

Практическое значение работы. Установлено, что отечественный синтетический аналог лей-энкеФалина - даларгян обладает выраженным антиаритмическим действием. Этот факт, наряду с данными о терапевтической эффективности даларгина при гастроэнтерологических и других заболеваниях у человека, открывает новые перспективы использования даларгина, а именно - в качестве антиаритмнческого средства в кардиологической клиник»..

Положения, выносимые на защиту.

1. Адаптация к физической нагрузке существенным образом увеличивает резерв опиоццных пептвдов в большинстве исследованных структур мозга и надпочечниках у крыс и тем самым пре дотвращает падение содержания этих нейромедиаторов и обеспечивает их высокий уровень в исследованных структурах при тяжелом иммобилизационном стрессе.

2. Адаптация к периодической высотной гипоксии1 приводит к многократному увеличению содержания ^3-зндорфина в надпочечниках у крыс, предупреждает падение содержания этого пептвда в большинстве исследованных структур головного мозга и обеспечивает его высокий уровень в этих структурах при тяжелом эмоционально-болевом стрессе.

3. Синтетический аналог лей-энке^алина - даларгкн при

курсовом введении эффективно прздупрзадаэт или ограничивает нарушения сердечного pimía и смертность животных при острой ишемии и рапарфузки юга карда. Анткарнтмичэсккй гффэвт далар-гпна реализуется в условиях целостного организма, не каблв-дается на изолированном сердца, что свидетельствует о центральном действии этого пептида.

Апробация работа. Осноеныэ материалы диссертации опубликована в виде 6 статей в отечественных н зарубеашх научных журналах, долотакы на У Бсасовзмом cismasиуиэ по эколо-го-#изеологнчэске13 проблемой адаптации (Москва, 1988), Рее*-пубяикааскоа ссяю звука по ендокршшыа механизмам рагуяяцш првспособлвНЕЯ организма к мышечной деятельности (Кязрпку, Эстония, 1987), ХХУ Республиканской методической кок£®рзнщш по Физической культуре и спорту (ТТаргу-Кязрину, Эстонея, 1989), Мездународном симпозиуме по молекулярным шхавдзшш действия биологически активных соединений на поведение (Таллинну 1989) и на меглабораторной конференции в Тартуском университете (1991).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 153 машинописных страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав собственных исследований, выводов и списка цитированной литература, содержащего 144 отечественных и 96 иностранных источника. Работа включает 8 таблиц и II рисунков.

ЖГЕРШЫ И МЕТОДЫ ИССВДОВАНШ

Работа проведена на 114 крысах-самцах линии Вистар весом 200-250 г в три этапа.

На первом этапе изучали влияние адаптации к физической нагрузке на содержание олиовдных пептвдов в структурах головного мозга и надпочечниках у крыс после ^мобилизационного

стресса, В гипоталамусе, мозгечке и фронтальной коре определяли содержание ß- и у-зндорфкнов и лей- и мет-знкефа-линов, в гипофизе - <А-% yi- и 1*-зндор$инов, стриатуме -d-

и ,4-эндорфинов, лей- и мет-энкефалинов, в надпочечниках -/3-зндорфина и лей- и мет-энкефалинов.

На втором этапе изучали влияние адаптации к периоодической высотной гипоксии на содержание зндорфшов в структурах головного мозга> и надпочечниках у крыс после эмоционально-болевого стресса. В гипоталамусе и гипофизе определяли содержание ß— и у—эндорфинов, в стриатуме, мозжечке, фронтальной коре и надпочечниках - /?-эндорфина. На каждом этапе опыты проводили на 4 группах крыс: а) интактных (контроль), б) адаптированных, ъу перенесших стресс и г) предварительно адаптированных и перенесших стресс.

На третьем этапе исследования изучали Елияние синтетичас-

? б

кого аналога лей-энкефалина - даларгина ( D-Ala -Arg - Leu -знкефалин) на возникновение нарушений ритма сердца при острой ишемии и последующей реперфузий миокарда у крыс в условиях целостного организма ( in situ ) и на изолированном по Лан-гендорфу сердце, перфузированном раствором Кребса-Хензелейта при 370, p!i 7t35_7f40>

Содержание опиоидных пептидов определяли методоа радиоиммунологического анализа в модификации А.Д. Дмитриева /Дмитриев А.Д. .и др., Г982/. АнтисыЕоротки и моно CI25J3 меченые опиоидные пептиды предоставлены автором этого метода.

Адаптации к физической нагрузке осуществляли в виде тренинга к плаванию без груза при температуре воды 32° в течение 7-ми недель по 5 раз в неделю. Площадь поверхности вода на животное? состагля ла 400-450 cvßt продолжительность плавания в I-, 2-, 3-ий и последующие дни - соответстренно 15, 30, 45 и 60 мин.

К периодической высотной гипоксии животных адаптиро-

боле в гшобарокаггерф, как зто описано в работе? /Йеерсон £>.3,, 1981/. Б I- и 2-ой дни "высота" подъема составляла 1000 м (675 ад рт. ст.). Воздей ствва: продолжилось 2 часа. Долее каждые 2 дня "высоту" подъема увеличивали на 1000 и до достижения уровня 5000 и (2000, 3000, 4000 и 5000 и - соответственно 600, 530, 460 и 405 на рт. ст.). Продолжительность каждого гкпоксичэского сеанса составляла 2 часа. П о достижению уровня 5000 м увеличивали esaднавно прнбыванкэ животных в барокамере на I ч. Конечная продолжительность пребывания составила б ч в день. Обцзо число гипоксических воздействий было равным 45.

Кммобилизационный стресс осуществляли путем 10-часовой иммобилизации животных в положении "на спине".

Змоционально-болеЕой стресс воспроизводили по методу 0. Desiderato и соавт. (1974) в течение 6 ч. Всю группу животных помещали в камеру с полом из металлической сетки, через которую подавался электрический ток с силой 4 мА. Избежать действия тока жиготные могли только уходя на злектронейтраль-куп платформу, расположенную в центре камеры. У животных быстро вырабатывался условный рефлекс избегания. О его выработке судили по тому, как животные переставали покидать платформу. По достижению этого момента через платформу на протяжении б ч пропускали серию коротких и сильных импульсов тока (бмА х 2 с) через случайные и относительно длительные интервалы Бремени. НеЕроз треЕоги формировался в следствии того, что, во-первых, наличествовал конфликт меяду выработанным условным рефлексом избегания удара тока на платформе и безусловным рефлексом на болевое раздражение. Во-вторых, он формировался за счет напряженного ожидания злектроболевого воздействия при нахождении животного на ранее безопастной плчгАзрме.

¡Экспериментальную ишемия и репарфузта сердца осуществляли как в условиях целостного организма, так и на изолированном сердце путем перевязки левой коронарной артерии по известным методикам /Литвицкий П.5. и др., 1981; Меерсон 8,3. и др., 1985,1988/. В опытах на целостном организме даларгин вводили внутрибрюшннно в дозе 100 икг/кг за 2 и I день, а такте за 2 ч непосредственно перед созданием острой ипешп! миокарда. В опытах на изолированном сердце даларгин добавляли в перфузионный раствор до конечной концентрации 0,1 мкМ. Острую ишэшш и реперфузкю создавали при постоянной перфузии препарата.

Результаты экспериментов выражали в ввде % щ, где М - групповое среднее, а гу» - его ошибка. Групповое среднее сопоставляли по ^-критерии Стюденга.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУВДЕНИЕ

I. Влияние адаптации к физической нагрузке на содержание опиоидных пептидов в структурах мозга и надпочечниках у крыс после острого иммобилизацнонного стресса

Результаты то определению содержания опиоидных пептидов в структурах мозга и надпочечниках ингактных крыс (контроль), крыс, адаптированных к физической нагрузке, перенесших иммобилизационный стресс, и адаптированных, перенесших такой же стресс, представлены в таблице Г. Можно видеть, что адаптация к физической нагрузке приводит, в целом, к увеличению содержания зндорфинов и энкефалинов в исследованных структурах. Как видно из рисунка I, наибольшее увеличение (зндорфинов в среднем в 1,3-2,3 раза, энкефалинов в 1,7-3 раза) характерно для структур с низким содержанием опиоид-

- го -

них пептвдов у интактннх еявотшх, т.е. для фронтальной коры, мозкечка н надпочечников. В гкпотакамусе, гипофиза и стркатуме, отличающихся исходно высоким уровнем опеовд-кых пептидов, содержание опеоедных пептвдов увеличилось в значительно шнъпвй степени (до 60# для Д-зндорфкна в клофизе) или было в пределах контрольных значзнкй. В отли-чга от других структур, в которых под влиянием адаптации содержанка зндорфннов увеличилось или осталось кэизмензнныа« содержание мало изученных к настоящему времени ыг и у—зн-дорфинов заметно (в средкзи в 2 pasa, р <0,01) уменьшаюсь.

В противоположность измзданияы при адаптации к физической нагрузке после тяпалого острого 10-часового иммобили-зационного стресса содержание опиоидных пептвдов в структурах мозга и надпочечниках у крыс, в целом, уменьшилось. Как еидно из таблицы I и рисунка 2, после иммобилизационного стресса в наибольвэй степени понижается уровень епеэфал/нов (до 3 раз для лэй-знкефалина во фронтальной коре и надпочечниках и мет-знкефалина в гипоталамусе), тогда как уровень зндорфинов понижается менее заметно (до 1,5 раз для jj-щцор-фина в гипоталамусе). Исключение составил уровень и ^-ен-дорфинов во Детальной коре, в которой содержание этих зццорфинов увеличилось под влиянием юшобилизационного стресса в 5 раз, (р <0,02).

Из таблицы Г и рисунка 2 моано видеть, что предварительная адаптация к Физической нагрузке эффективно предупреждает снижение содержания опиоидных пептидов, вызываемое raaso-билизационным стрессов. Содержание «<-эццорфмна и yj-звдорфи-на в гипофизе и стриатуме,д-эндорфина н мет-знкефалина в надпочечниках и во фронтальной коре у адаптированных крыс, перенесших стресс оказывается в 1,5-5 раз болыве, чем у вэ-адаптированных животных, перенесших такой ке стресс. При

Таблица I

Влияние адаптации я физической нагрузка на содержание опиоид-них пептидов в структурах йогга и надпочечниках у крыс, В+т

К - интавтша крысн (контроль), А - адаптированные, С - перенесшие »мобилизационный стресс, А+С - адалтированные и перенесши такой те стресс. Число животных в группах 7-10

АЭ - Ч -эндорфин, БЭ - /3-эвдорфин, 13 - £-эндорфин ЛЭ - лей-зняефалин, ИЗ - ыат-энкефаяин

Структура Зндорфвны, ф«оли/мг Эняефалкнн, пмолпДгг

АЗ БЭ ГЭ ЛЭ мэ

К 38,1*3,7 43,3+3,6 18,1+2,9 0,39+0,02 2,35+0,28

Гипо- С 24,0+3,8 43,0+3,7 9,(>1,8 0,38+0,03 1,06+0,08

тала- А 35,4+4,6 50,8+3,8 12,0+1,8 0,50+0,03 1,94+0,16

мус А+С 39,0+2,6В 47,6+3,8 20,0+3,66 0,38+0,04 1,40+0,13

К 2750+490 610+80 910+150

Гипофиз с 2304+106 547+34 633+Ш

пмоли/ а 3650+300 970+130 1320+220 - -

ГипофизА+С 3175+509 1002+141,. 1425*139,, ~' V ""С

К 0,79+0,се 0,05+0,01 0,16+0,04

Надпо- С 1,02+0,14 _ 0,016+0,004 0,12+0,01

чечни- А 1,33+0,15 0,14+0,04 0,21+0,01

ки А+С 0,94^0,10 0,08+0,01г 0,11+0,01

К 1,70+0,22 1,49+0,27 0,23+0,05 2,30+0,21

Стриа- С 2,81+0,45 1,32+0,28 0,26+0,03 1,32+0,21

туи А 2,33+0,20 2,04+0,20 0,36+0,05 2,05+0,20

А+С 4,69+0,63 1,57+0,18 0,31+0,04 1,66+0,18

К 0,70+0,06 0,77+0,07 0,14+0,02 0,05+0,01 0,13+0,02

Й03Ж8- С 0,99+0,11 0,70+0,12 0,09+0,01 0,03+0,004 0,11+0,01

чок А 1,34+0,18 1,26+0,10 0,10+0,02 о.ое^о.ох 0,23^0,03

А+С 1,07+0,16 0,78+0,14 0,10+0,02 0,04+0,01 0,12+0,02

К 6,02+1,36 0,50+0,08 0,63+0,07 0,03+0,01 0,13+0,02

Фронта- С 30,00+8,60 0,61+0,11 5,БОЛ,20 0,01+0,004 0,14+0,03 льная А 1,91+0,22 1,12+0,10 0,23+0,06 0,06+0,01 0,22+0,04 кора А+С Г,70+0,50г 0,77£0,09 0,20+0,05г0,03+0,008а0,18+0,04

Уровень значимости отличия между группами (А+С) и (С) а, б, в, г - р < 0,05, 0,02, 0,01, 0,001

ГИПОТАЛАМУС

ГИПОФИЗ *

АЗ БЭ ГЭ ЛЗ МЭ АЭ БЭ ГЗ

НАДПОЧЕЧНИКИ в

1

БЭ

1

ЛЭ МЭ

** 300

СОТАШ

1

ии ш

ФРОНТАЛЬНАЯ КОРА

1

АЭ БЗ

1

В

йи

1

МОЗЖЕЧОК

зеа

г * п

х X 1

XI

ЛЭ ИЗ АЭ ЕЭ ГЭ ЛЭ МЭ АЭ БЭ ГЗ ЛЭ КЗ

Рис. I. Влияние адаптации к физической нагрузке на содержание зндорфинов и знкефалинов в структурах мозга и надпочечниках у крыс

АЗ - ¿-зндорфин, БЗ - Д-зндорфян, ГЗ - у-зндорф*н ЛЗ - лвй-энкефалин, МЭ-квт-змсвфалжн По оси ординат - содержание пептидов >#1 интавгтиому уровню (100*). Число животных в каадой группе 7-10.

к, **, зове, ио« - р < 0,05, 0,02, 0,01, 0,001

ШОТШМУС

гшомв

НАДПОЧЕЧНИКИ

**

А+С

%% СТРИАИМ

зоо

200

100

п

300. 300 •

200 ■ К- 200

100 47 ' 100

0 ■ 0 • *

А+С

МСШЕЧСК

200

3 100 ■фк-

0 • А»^

**

500

а+с

А+С

Ряс. 2. Влияние адаптации к Физической нагрузке на содержание опиовдтос пептидов в структурах мозга и нддиочдчн нках у крыс после »мобилизационного стресса

С - неадаптированные крысн, А+С - адаптированные

О» О • в - /3 • Г -эвдорфины, Д , Д - лей- и мег-эяхефюяв

По оси ординат - содержание пептидов в XX к вгтаетиому уровню (100»). Число животных в каждой группе 7-10.

зтом существенно, что содержание опиоидных пептидов в струг-турах мозга и надпочечниках у адаптированных животных после стресса не только сохраняется на контрольном уровне, но и превышает его в Т,4-3 раза.

В совокупности полученные данные свидетельствуют, что адаптация к физической нагрузке существенным образом увеличивает резерв опиоидных пептидов в большинстве исследованных структур иозга и надпочечниках у крыс и тем самым обеспечивает наличие высоких уровней этих тормозных нейромедиаторов при тяжелом остром стрессе. Влияние адаптации к неповревдающей физической нагрузке на состояние о п ио идергкче с ко й системы носит стойкий характер и сохраняется при таком длительном и тяжелом стрессорном воздействии, как 10-часовой иммобилиза-ционный стресс. Логично думать, что увеличение содержания опиоидных пептидов в структурах мозга'и надпочечниках у адаптированных животных связано с активацией базального-биосинтеза их соответствующих предшественников. Это подтверждают, например, данные работ /Ра_гге11 P.A. et al., 1982; Harber V.J., Button J.R., 1984; Thorea 5. et al., 1990 / об увеличении содержания непосредственного предшественника ß-зндорфина - Д-ли-потропина в структурах мозга, крови и надпочечниках у крыс в результате адаптации к плаванию, бегу на тредбане и другим видам физической нагрузке. В целом, полученные нами данные позволяют заключить, что у животных, предварительно адаптированных к физической нагрузке, мобилизация стресс-лимитиругацей опиоидергическоЯ системы при стрессе более зффектигна по сравнению с неадаптированными животными, поскольку она протекает на фоне повышенного количества опиоидных пептидов в мозговых структурах и надпочечниках. Динамика содержания^- и у-эвдорфи-ков во фронтальной коре при адаптации и стрессе требует своего дальнейшего изучения.

2. Влияние адаптации к перноднчэской высотной гипоксии на содержанка зндорфннов в структурах мозга и надпочечниках у крыс после острого смоцпонально-болэвого стресса

Результаты по определении содержания зндорфннов в структурах мозга и надпочечниках ннтактных крыс (контроль), крыс, адаптированных к периодической высотной гипоксии, крыс, перенесших змоционально-болевой стресс, и адаптированных, перенесших такой кз стресс, представлены в таблице 2. Можно видеть, что адаптация к высотной гипоксии заметно увеличивает в среднем содержание Д-эндорфина в ряде исследованных структур. Как проиллгзстрировано на рисунка 3, такая адаптация приводит к увеличения более чем в 4 раза содержания д-эндорфина в надпочечниках и к заметному, хотя и недостоверному увеличению содержания этого пептида во фронтальной коре, мозжечке и стриатуме (в среднем в 1,4-1,7 раза, р> 0,05). В остальных исследованных структурах - гипоталамусе и гипофизе- содержание Д-зндорфина, а также и ^эндорфинов оставалось в пределах контрольных значений, т.е. не изменилось.

Иные изменения в содержании зндорфннов в исследованных структурах у крыс отмечались после острого эмоционально-болевого стресса (см. табл. 2 и рис. 4). В стриатуме, ф.ронталь-ной коре и мозжечке уровень Д-зндорфина снизился соответственно в 4,4, 3,9.и 1,6 раза (р < 0,02), а уровень <*-эндорфи-на в гипофизе ? 2,2 раза (р< 0,05). Остальные уровни зндор-финов остались неизмененными.

Из рисунка 4 можно также видеть, что влияние адаптации к периодической гипоксии на содержание зндорфннов в структурах мозга и надпочечниках характеризуется двумя особенностями.

I. Предварительная адаптация к гипоксии предупреждает снижение содержания зндорфинов в структурах мозга, закономер-

ТаСякца 2

Влияние адаптации к высотной гипоксии на .содерканкэ эндор-#инов в сьруктурах мозга и надпочечниках: крыс, М+м

К - интактные крысы (контроль), А - адаптированные, С - перенесши эмоционально-болевой стресс, А+С - адаптированные н перенесшие такой же стресс. Число животных в группах 7-10

АЭ - К-эндорфда, БЭ - /4-зядорфин, ГЭ - у-эндорфин

Структура _Эндорфины. дмоди/мг_

_АЗ_£3_га

К 47,1+3,7 57,1+8,3 10,0+1,6

Гипоталамус С А 44,0+4,5 52,2+5,6 41,1+4,2 53,4+7,7 7,(¿0,5 10,2+0,9

А+С 50,8+5,6 б0,6+7,7а ir.ii, I,

К 2370+205 885+74 454+41

Гипофиз, С 385+195 6ГС+70 330+32

пмоли/гипо- А 19.7^151 707+42 336+23

физ А+С К 163Е+159б 639+75 1,22+0,31 196+35в

Надпочечники С А А+С К 0,7Е£0,28 5,07+0,18 0,58+0,13 5,67+1,75

Стриагум С А А+С К 1,30+0,23 6,99+2,15 5,45*1,87а 2,44+0,69

Фронтальная хора С А А+С К 0,6^0,11 2,81+0,65 2,09+0,66а 2,14+0,44

Мозжечок С 1,38+0,69

А 2,90+0,53

А+С З.ОМ, 05

Уровень значимости отличия между группами (А+С) и (С)

а, б, в - р < 0,05, 0,02, 0,002

600 |

2СЭ

1С0

НАДОЧЕЧШИ

ГИ10ТА1АМУС

гипс&из

ш

-/Г

!5

аэ бэ га аз и га

БЭ

п%

200

100

СТРИАТУМ

фронтальная кора моззечск

I

БЭ

БЭ

БЭ

Рнс. 3. Блияние адаптации к высотной гипоксии на содержание зндорфинов в структурах мозга и надпочечниках у крыс

АЭ - «¿-эндор^ин, БЭ - /3-зндорфин, ГЭ - ^-зндорфик По оси ординат - содержание зндорфинов в %% к интакт-ному уровню (100&). Число жиеотных в каждой группе 7-10, * - р<; 0,02

Рис. 4. Влияние адаптации к высотной гипоксии на содержание зндорв-инов в структурах мозга и надпочечниках у крыс после эмоционально-болевого стресса

С - неадаптированные крысы, А+С - адаптированные

О- »(.-эндорфин, <5- /Ь-эндорфин, о- ¡^-эндорфин

По оси ординат - содержание эндор^инов е %% к интакт-ному уровню (10й>6). Число животных в группах 7-10.

но возниюжцее при эмоционально-болевом стрессе у неадаптированных крыс.

2. У неадаптированных животных но только не возникает стрзссорного кстоцеши содержания ß-зндорфкна в мозговых структурах, но, напротив, уровень этого пептида оказывается заметно выей интактного - в стркатуме, фронтальной коре, ко-Езечкэ я гипоталамусе соответственно в 4,2, 3,3, 2,2 и 1,5 раза (р< 0,05), а с<-сндорфнна в гипофизе в 1,4 раза (р< 0,05), Стрзссорнне изменения содержания зндорфинов в головном мозге у адаптированных животных сопровождаются увеличением его "внброса" из надпочечников, поскольку поел® стресса уровень д-ездорфина снижается в 10 раз, достигая 48$ от контрольных значений (сы. рис. 3 и 4). Эти ф-акты, наряду с данными о способности опиовдных пептодов и, в частности,/3-эндорфина, проникать через геыато-энцефалнческий барьер Л<?арьянович А.Т., Поляков Е.Л., 1991/, позволяет пологать, что у адаптированных животных многократное увеличение резерва ^-зндорфина в надпочечниках и активная мобилизация этого резерва в значительной мере обеспечивает сохранение оптимального уровня пептида в головном мозге в условиях стресса.

Суммируя полученные данные, можно констатировать, что предварительная адаптация к периодической шеотной гипоксии активирует опиоидергяческув систему. Хорошо известно, что в физиологических концентрациях опиоиднне пептиды способны с одной стороны подавлять черозмерную активация адренергичесхой системы, а с другой - стимулировать активность последней при ее истощении /Голанов Е.В., 1986; 01зоп s.a. et al., 1989 /. Логично поэтому предположить, что предупреждение истощения содержания катехоламкнов в сердце, надпочечниках и других органах и тканях и связанных с этим повреждающих эффектов у адаптированных к гипоксии животных при изнуряющих стрессорных

воздействиях /Меерсон Ф.З. и др., 1977; Птанникова М.Г., 1980/ обусловлено корректирующим зффектсш активированной при адаптации опиоидерпгиской системы.

3. Влияние синтетического аналога лей-эякефалина - даларгина на нарушение электрической стабильности сердца у крыс прн острой ишзуни и реперфузни

Результаты по определению влияния даларгина на нарушэ-нне электрической стабильности сердца у крыс в условиях целостного организма представлены в таблице 3. Можно ввдеть, что у животных, получавших даларгки, суммарная длительность всех видов аритмий - эксграсистолии, желудочковой тахикардии и фибрилляции желудочков, как при ишемии, так и при реперФузии в расчете на группу животных или на одно животное в 2-3 раза меньше, чем у животных, не получавших даларгин (р-< 0,02). При равном числе животных в обеих группах (N=11) острая ишемия вызывала в контрольной группе фибрилляция желудочков у 8 животных, а в группе, получавших даларгин только у 2 животных, т.е. в 4 раза реке. При этом смертность животных от фибрилляции при реперфузии была в 5 раз меньше в группе получавших даларгин.

Полученные данные свидетельствуют, что даларгин обладает защитным антиаритмическим действием при острой ишемии и реперфузии сердца на уровне целостного организма.

Б опытах на изолированном сердце антиаритмический эффект даларгина отсутствовал: длительности всех видов аритмий в группе с даларгином и в контрольной группе совпадали. Для понимания выявленного антиаритмического э^екта даларгина на уровне целостного организма важны следующие факты: I) опиовдные пептвды способны ограничивать чрезмерное возбуждение симпатического

Таблица 3

Аитиаритшгчвское действие даларгина при острой ишемии и ре-перфузни у крыс на уровне целостного организма

А - длительность аритмий в расчете на группу, Б - на одно животное. Число животных в группах II.

Показатель

Ишемия. 10 мин Контроль Даларгин

Реперфузия, 10 мин Контроль Даларгкн

Су?^а рная дли- А тельность всех аритмий, с Б

Число яивотных с экстрасисто-лией (ЭС)

Длительность А ЗС р с

Б

Число животных с желудочковой тахикардией (ЖТ)

Длительность А ЖТ, с

Число животных с фибрилляцией желудочков (ФЖ)

Длительность Ш, с

Число погибших животных

1540

10 2ЭЭ

II 895

8 385

а - р < 0,02

735

140*13 67+24б

II 243

23+3,5 22+6,6

9

240

81+10 22+8в

2

252

35+13 23+16а

I I

б - р < 0,01

1924

9 66

10 1364

5

502 50»-9

679

192+33 75+24б

9 92

6,4+3,8 10,2+3,3

9

467

136+28 47+12б

2 120

12+13р

5 О

в - р< 0,001

Б

А

Б

отдела нервной регуляции сердца /Реттиг Р. и др., 1983/. 2) Опкоидные пэптвдн обладают способностью ограничивать чрезмерное вагусное торкокенкз синусного узла на фоно деполяризирующего влияния кате^холаминов на нияелагациэ отделы проводящей системы /Реттиг Р. и др., 1983/. 3) Опковдныэ пзптцщ могут проникать в мозг чэрез геыато-знцефаличзсттй барьер путей трансмембранной диффузии, либо в обход этого бартера путей ретроградного транспорта по аксонам нейронов чзрез цкркум-вентрпкуляркые оргалы ^а-рьянович А.Т., Поляков Е.Л., 1991/. Таким образом, можно пологать, что даларгин, блокируя выегзэ центры адренергичаской регуляции сердца, препятствует их чрезмерной активации и ограничивает связанное с этой активацией развитие ишемичэских аритмий подобно тому, как это имеет место при действии адреноблокаторов ила при удалении симпатических ганглиеЕ, иннервируюцих сердце.

ВЫВОДЫ

1. Адаптация к физической нагрузке приводит к увеличению содержания опиоидных пептидов в структурах мозга и надпочечниках у крыс. В условиях эксперимента количество/3-эздор-фина в гипофизе, надпочечниках, фронтальной коре к нозначка возрастает в 1,6-2,3 раза, а количество лей-знкефалина к мег-энкефалина в 1,7-3 раза.

2. Тяжелый юлюбюшзационный стресс вызывает уменьшат« содержания опиоидных пептидов в большинства исследованных структур мозга и надпочечниках у крыс в 1,3-3 раза по сравнению с контролем. В большей степени понижается уровень знкефа-линов, в меньшей степени - уровень Ч-андорфина и вддорфина.

3. Предварительная адаптация к физической нагрузке эффективно предупреждает снижение содержания зндорфинов и знкефали-нов в большинстве иссле дованных структур мозга и надпочечниках у крыс, вызываемое иммобилизационнда стрессом. Содержание опиоидных пептидов у адаптированных животных после стресса, в целом, не только сохраняется на контрольном уровне, но и про-

гысает его в 1,4-3 раза. Ташгл образом, адаптация к фазичзской нагрузпэ сучзстБзгао укэяичкЕаэ? резерв опшвдных пептццов в гссгздоваяных струетурзз ;.*озга и надпочзтаитах у крыс и тем самым обеспэчтает сохранение высоких уровней зтгас тормозных нзйрокедкаторов при тяае^лом остром стрессе.

4. Адаптация к высотной гикжснн приводит к 4-кратному угэличзшэ содержания/З-зндорфкна в надпочечниках. В гипоталамуса, гкпофяза и стриатушэ уровень зндорфкнов не изменяется.

5. Тяжелый яюционально-болэвоЯ стрзсс вызывает падение содэрзания кадорфнноэ в большинства исследованных структур мозга у крыс в 1,3-2,5 раза по сравнению с контролем.

6. Предварительная адаптация к перподпчэской высотной гипоксии предупреждает снижение содержания зндорфннов в струя-турах мозга, обусловленное тяжела змоцнопально-болепи стрессом. Содержанка/З-звдорфвна после стресса у адаптированных ¡животных в гипофизе и надпочечниках оказывается на уровне контроля, а в гипоталамусе, мозжечке, фронтальной коре и стрпа-ту.;э прэгазает этот уровень в 1,5-4 раза. Стрессорпне измегганяя уровня опноидпых пептидов в головном мозге у адаптированных япвотшп сопроЕОздаэтся увеличением пЕыброса"/$-гндорфша из надпочечников в 10 раз по сравнен® с неадаптированными животными при таком же стрессе. Это позволяет пологать, что у адаптированных животных многократное увеличение резерва Д-эндорфи-на в надпочечниках и активная мобилизация этих резервов в значительной мере обеспечивает сохранение оптимального уровня этого пептида в головном мозге в условиях стресса.

7. Изменение содержания опиоиднше пептидов в головном мозге при остром стрессорном воздействии, а также при обеих видах адаптации происходит в наиболыгай степени в тех структурах, которые характеризуются более низким содержанием этих пептидов у кнтактных животных.

8. Адаптация к физической нагрузке и высотной гипоксии увеличивает резерв опиовдных пептидов в структурах мозга и надпочечниках у крыс. Увеличение резерва этих тормозных ней-ромедиаторов обеспечивает их более эффективную мобилизацию и предупреждает истощение их содержания при острых стрессорных ситуациях. Этот феномен может играть важную роль в защитных эффектах предварительной адаптации к физической нагрузке и периодической высотной гипоксии.

9. Синтетический аналог лей-знкефалина - даларгин при предварительном курсовом введении эффективно предупреждает

возникновение ишемических и реперфузионных аритмий у крыс при перевязке легой коронарной артерии. Этот кардиолротекторный антиаритмический эффект пептида выражается в 2-3-кратном уменьшении суммарной длительности всех видов аритмий и 5-кратном уменьшении смертности от реперфузионных аритмий. Защитный äffte кг даларгина имеет центральную природу, поскольку не реализуется в экспериментах на изолированном сердце.

СПИССК РАБОТ, ОПУЕЛЖОЕАНШХ ПО ШЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Защитное действие адаптации к высотной гипоксии при аритмиях и фибрилляции сердца.//Физиол.ж. СССР - 1988. - Т. 34,-N5 4.- С. 77-78. Соавт. Меерсон <Р.З., Устинова Е.Е., Рожицкая

И.И ., Евсеева М.Е.

2. Увеличение содержания иммунореактивных опиоидных пептидов в головном мозге и надпочечниках крыс под влиянием адаптации к Физической нагрузке.//Вол. эксперим. биол. и мед. -1988. - T.I05. - № 2. - С. 145-148. Соавт. Пшенником М.Г., Дмитриев А.Д., Меерсон Ф.З.

3. Влияние предварительной адаптации к физической нагрузке на содержание иммунореактивного лей-энкефалина во фронтальной коре головного мозга у крыс при стрессе.//Нейрохимия,-

1988. - 'Г. 7. - Г 4. - С. 588-591. Соавт. Меерсон Ф.З., Дмитриев А.Д., Пшенникова М.Г., Рожицкая И.И.

4. Адаптация к Физической нагрузке приводит к увеличению содержания иммунореактивных опиоидных пептидов в головном мозге и надпочечниках у крыс.//Эколого-Физиологические проблемы адаптации./Тез. 5 Бсес. симп. (Москва, 1988). - М., 1988. - С. 183184. Соавт. Пшенникова М.Г., Меерсон Ф.З.

5. Антиаритмическое действие стресс-лимитирующих факторов даларгина и феназепама./Димико-<Тармацевтич. журн. -

1989. - Т. 23. - f 9. - С. 10В4-1038. Соавт. Меерсон ©.3., Пшенникова М.Г., Белкина Л.М., Абдикалкев H.A., Салтыкова Е.А.

6. Irevention and Elimination of Heart Arrhythmias by Adaptation to Intermittent High Altitude Hypoxia //Clin. Cardiol. - 1987. - H 10. - p. 783-789. P.2. bleerson, E.E. Usti-nova