Consilium medicum начало :: поиск :: подписка :: издатели :: карта сайта

АРТЕРИАЛЬНАЯ ГИПЕРТЕНЗИЯ  
Том 08/N 6/2002 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Роль оксида азота в регуляции растяжимости артериальных сосудов у нормо- и гипертензивных крыс


Д.Л.Сонин, А.В.Сыренский, М.М.Галагудза, М.К.Некрасова, В.А.Цырлин

НИИ кардиологии им. В.А.Алмазова Минздрава РФ; Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова

Резюме. В экспериментах in vivo на наркотизированных крысах-самцах линии Wistar, Wistar- Kyoto (WKY) и спонтанно-гипертензивных крысах (spontaneously hypertensive rats, SHR) блокада синтеза оксида азота (NO) вызывала увеличение гидравлического сопротивления сосудов задней четверти туловища в сочетании со снижением стабильности внутрисосудистого давления. Результаты свидетельствуют о важной роли NO в обеспечении проводимости и стабильности артериального давления как у нормотензивных, так и SHR. Однако в формировании поток-зависимой вазодилатации у SHR NO принимает участие в меньшей степени. Основным различием между SHR и нормотензивными крысами явилось то, что при блокаде синтеза NO артериальные сосуды SHR на фоне высокого сосудистого тонуса сохраняли способность увеличивать сосудистую проводимость при ускорении потока крови. Вероятно, существуют дополнительные, к настоящему времени не установленные факторы, которые наряду с NO участвуют в поток-зависимой вазодилатации у SHR.
Ключевые слова: оксид азота, растяжимость артериальных сосудов, поток-зависимая вазодилатация, ингибитор синтеза оксида азота, спонтанно-гипертензивные крысы.
Role of nitric oxide in the regulation of arterial vascular compliance in normo- and hypertensive rats
D.L. Sonin, A.V. Syrensky, M.M.Galagouda, M.K.Nekrasova, V.A.Tsyrlin
Summary.
TIn in vivo experiments on anesthetized male Wistar, Wistar Kyoto (WKY), and spontaneously hypertensive rats (SHR), the blockade of nitric oxide (NO) synthesis increased hydraulic vascular resistance in the posterior fourth of the animal trunk and decreased intravascular pressure stability. The findings suggest that NO plays an important role in providing conductibility and blood pressure stability in both normotensive rats (NR) and SHR. However, NO involvement in flow-dependent vasodilation seems to be less in SHR than in NR. The major difference between SHR and NR is that when NO synthesis is inhibited, the arterial vessels of SHR in the presence of high vascular tone preserved their ability to increase vascular conductability in response to increased blood flow. Presumably, there are unidentified additional factors that are involved along with NO in flow-dependent vasodilation in SHR.
Key words: nitric oxide, arterial vascular compliance, flow-dependent vasodilation, nitric oxide synthesis inhibitor, spontaneously hypertensive rats
Введение
   
Сосудорасширяющий эффект оксида азота (NO) поддерживается постоянной (базальной) продукцией этого фактора [1]. Вместе с тем гладкомышечные клетки находятся в состоянии стойкого возбуждения вследствие их непрерывной нервно-гуморальной и механической стимуляции [2]. Поэтому при блокаде синтеза NO производными L-аргинина (NG-монометил-L-аргинин, Nw-нитро-L-аргинин) нарушается баланс между сосудорасширяющими и сосудосуживающими факторами, а также нормальный контроль эндотелия над тонусом гладкомышечной ткани сосудистой стенки, что в свою очередь проявляется вазоконстрикцией [3] и стойким увеличением артериального давления (АД) [4].
   Синтез NO эндотелием увеличивается при ускорении потока крови, дополнительно подавляя сократительную активность гладких мышц [5, 6]. Последнее проявляется в увеличении сосудистой проводимости и растяжимости [7]. Поэтому при увеличении кровотока на фоне блокады NO большую значимость приобретают констрикторные реакции гладких мышц в ответ на растяжение увеличивающимся перфузионным давлением и наблюдается сниженная сосудистая растяжимость (СР) [7].
   Повышенный тонус гладких мышц сосудов вносит свой вклад в высокое сосудистое сопротивление при артериальной гипертензии (АГ). Именно по этой причине в качестве одного из патогенетических механизмов АГ в настоящее время рассматривается недостаточная продукция NO эндотелием, приводящая к
изменению сосудистого тонуса и СР [8]. Среди исследователей нет единого мнения об изменениях секреторной функции эндотелия при АГ. Одни сообщения указывают на то, что продукция NO при АГ понижена [1], другие публикации описывают чрезмерную продукцию NO [9, 10].
   Данное исследование проводилось для определения роли NO в обеспечении проводимости и растяжимости артериальных сосудов у нормотензивных (НК) и спонтанно-гипертензивных крыс (SHR).   

Материалы и методы исследования
   
Для решения поставленной задачи нами использовалась методика перфузии задней четверти туловища крысы перфузионным насосом роликового типа с регулируемой производительностью [11]. Режим перфузии со ступенчатыми изменениями объемной скорости кровотока позволяет оценивать сосудистые ответы на механогенные (изменения объемной скорости перфузии и перфузионного давления) воздействия.
   Исследование проведено на 12 НК – самцах линии Wistar (n=6) и Wistar-Kyoto (WKY, n=6) и 7 спонтанно-гипертензивных крысах (SHR) самцах массой 250–350 г в условиях общей анестезии (альфа-хлоралоза в дозе 60 мг / кг внутривенно), при искусственной вентиляции легких (частота дыхания – 50/мин, дыхательный объем – 3 мл/100 г массы тела) и миорелаксации. АД в течение эксперимента измеряли миниатюрным датчиком давления ("Baxter", США) через катетер, введенный в общую сонную артерию, и регистрировали на чернильно-пишущем приборе. Для проведения перфузии задней четверти туловища (перфузионным насосом роликового типа с регулируемой производительностью ЭПМ НИИЭМ АМН) выделяли участок брюшной аорты ниже отхождения почечных артерий. Животному внутривенно вводили гепарин в дозе 1500 ЕД/кг. Внешний контур циркуляции заполняли кровью животного-донора. Через канюли центральный конец брюшной аорты соединялся с входным, а периферический – с выходным каналом перфузионного насоса. Производили кратковременные (0,5–1 мин) ступенчатые изменения объемной скорости перфузии (ОСП) таким образом, чтобы новые установившиеся уровни перфузионного давления (ПД) находились в пределах 30–250 мм рт. ст. После получения контрольных проб внутривенно вводили блокатор синтеза NO-Nw-нитро-L-аргинин (L-NAME), ICN Pharmaceutical, США в дозе 10 мг/кг [4], и пробы повторяли через 15–20 мин. В течение экспериментов гемодинамические параметры – АД и частота сердечных сокращений (ЧСС), а также ПД и ОСП в перфузируемом регионе мониторировали с помощью программы PhysExp. До и после введения препарата определяли зависимости кровоток–давление, на основе которых с помощью математического анализа [11] оценивали величины гидравлического сопротивления (ГС) при минимальных и максимальных уровнях кровотока, СР и показателя стабильности внутрисосудистого давления (СВД), обратного разности максимального и минимального ПД. Растяжимость рассматривали как показатель, отражающий степень соответствия свойств сосудов свойствам линейного гидравлического проводника. Соответствие свойствам линейного гидравлического проводника наблюдается при СР, равной нулю. Увеличение значений показателя СР количественно свидетельствует о степени уменьшения гидравлического сопротивления при возрастании ОСП, а возникновение отрицательных значений – о ситуации, когда артериальные сосуды на увеличение ОСП отвечают констрикцией.
   В каждом опыте ОСП до и после введения L-NAME изменялась на одинаковую величину.
   Статистическую достоверность различий между средними величинами рассчитывали при помощи критериев Стьюдента и Вилкоксона–Манна–Уитни с использованием программного пакета "Microsoft Excel".   

Результаты исследования
   
До введения L-NAME АД НК составляло: у крыс линии Wistar 101±8 мм рт. ст., ЧСС – 421±16 в 1 мин, у WKY – 125±5 мм рт. ст. и 368±23 в 1 мин, а у SHR – 166±9 мм рт. ст., и 384±18 в 1 мин. Через 20–25 мин после внутривенного введения препарата АД возрастало у крыс линии Wistar на 43
±10,4%, у WKY на 32±8%, а у SHR на 25,6±8,5%. ЧСС в трех группах снижалась не более чем на 12% (табл. 1).

Рис. 1. Влияние L-NAME на зависимость кровоток–давление у крыс линии Вистар (по средним значениям.

Сплошная линия – исходные значения, пунктирная – значения на фоне L-NAME в дозе 10 мг/кг. По оси абсцисс – перфузионное давление, мм рт. ст.; по оси ординат – объемная скорость перфузии, мл/мин. Объяснение в тексте.

 Рис. 2. Влияние L-NAME на зависимость кровоток–давление у крыс линии Вистар-Киото (по средним значениям).

Сплошная линия – исходные значения, пунктирная – значения на фоне L-NAME в дозе 10 мг/кг. Остальные обозначения, как на рис. 1. Объяснение в тексте.

Рис. 3. Влияние L-NAME на зависимость кровоток–давление у спонтанно-гипертензивных крыс линии (по средним значениям).

Сплошная линия – исходные значения, пунктирная – значения на фоне L-NAME в дозе 10 мг/кг. Остальные обозначения, как на рис. 1. Объяснение в тексте.

 Таблица 1. Влияние L-NAME на показатели системной гемодинамики

 

Группы

АД

ЧСС

 

Нормотензивные крысы

Вистар

Исходные значения

101±8

421±16

 

WKY

 

125±5

368±23

 

Вистар

Значения

144±10**

388±15**

 

на фоне

 

L-NAME

 

в дозе

 

10 мг/кг

 

WKY

 

165±7*

345±20

SHR

Исходные значения

166±9

384±18

 

Значения на фоне

208±11**

345±21*

 

L-NAME в дозе

 

10 мг/мг

 

Примечание. SHR – спонтанно-гипертензивные крысы; WKY – крысы линии Вистар-Киото; * – p<0,05, ** – p<0,01.

Таблица 2. Влияние L-NAME на статические и динамические показатели сосудистого тонуса.

Линия

ГС мин.

ГС макс.

СВД

СР

Вистар

+81,5±13*

+212±23*

-73,3±3**

-97,7±12*

WKY

+40,7±7*

+112,4±15**

-32,5±1**

-137,7±11*

SHR

+100±16**

+103±11**

-42,3±7

+240±25

Примечание. Прирост (+) или уменьшение (-) показателей, после введения L-NAME в дозе 10 мг/кг, в % к исходным, принятым за 100%. ГС мин. – ГС при минимальной ОСП; ГС макс. – ГС при максимальной ОСП; * – p<0,05, ** – p<0,01.

   В исходном состоянии у крыс линий Wistar и WKY изменения уровня кровотока в задней четверти туловища с 2,0±0,6 до 12,5±1,2 и 11,1±0,9 мл/мин соответственно вызывало повышение ПД, в среднем по группам до 154,3±16 мм рт. ст. и 178,3±18 мм рт. ст. У SHR аналогичное изменение кровотока до 11,2±1 мл/мин вызывало подъем уровня ПД на более высокий уровень – до 217,5±20,9 мм рт. ст. После введения L-NAME изменения ОСП, соответствующие диапазону ПД от 30 до 250 мм рт. ст., значительно уменьшились. Поэтому для удобства сравнения разных групп были выбраны сходные диапазоны изменений кровотока: 2,0±0,6 – 6,5±0,9 мл/мин. В группе Wistar минимальной ОСП соответствовало ПД 33±11 мм рт. ст. (рис. 1). При данной максимальной ОСП ПД составляло 79±11 мм рт. ст. В этом диапазоне изменений ОСП исходная СР и показатель СВД составили 0,65±0,08 и 21,8±0,6 мм рт. ст.-1.103 соответственно. В группе WKY минимальной ОСП соответствовало ПД 53±1,1 мм рт. ст. (рис. 2). При максимальной ОСП ПД составило 115,5±11 мм рт. ст. Исходная СР и показатель СВД составили 0,52±0,06 и 16±0,3 мм рт. ст.-1.103 соответственно. Через 20–25 мин после внутривенного введения L-NAME (10 мг/кг) в группе Wistar ПД достоверно повысилось при минимальной ОСП до 57 ± 14 мм рт. ст., при максимальной ОСП до 232±47 мм рт. ст. Вазоконстрикция сопровождалась достоверным снижением СР (в среднем по группе) до 0,015±0,004 и СВД до 5,8±0,4 мм рт. ст.-1.103 (табл. 2). В группе WKY ПД также достоверно повысилось, при минимальной ОСП до 75,5±17 мм рт. ст. и при максимальной ОСП до 242,5±15 мм рт. ст. Происходило достоверное снижение СР до – 0,16±0,05 и СВД до 6±0,03 мм рт. ст.-1.103. Следует отметить, что в 3 из 6 опытов группы Wistar и в 3 из 6 группы WKY происходило не только снижение СР, но и возникали констрикторные ответы на повышение ОСП, когда показатель СР принимал отрицательные значения.
   В группе SHR минимальной ОСП соответствовало ПД 64±13 мм рт. ст. При максимальной ОСП ПД составило 141,2±23 мм рт. ст. Исходная растяжимость сосудистого русла в выбранном диапазоне изменений кровотока оказалась значительно ниже (0,2±0,07), чем у НК, как и показатель СВД – 13±0,9 мм рт.  ст.
-1.103 (рис. 3). Через 20–25 мин после внутривенного введения L-NAME (10 мг/кг) в группе SHR ПД достоверно повысилось при минимальной ОСП до 132±29 мм рт. ст. и при максимальной ОСП до 264±30 мм рт. ст. СВД снизилось до 7,5±1,7 мм рт.   ст.-1.103, а СР повысилась до 0,68±0,15.   

Обсуждение
   
В исходном состоянии в трех исследуемых группах наблюдалось уменьшение ГС по мере увеличения ОСП. Это можно объяснить тем, что механическая стимуляция эндотелия как у нормотензивных, так и у SHR повышала продукцию сосудорасширяющих факторов. Исходная секреторная активность эндотелия в трех группах животных создавала определенный уровень СР и способности сосудов стабилизировать внутрисосудистое давление. Ранее было показано, что NO увеличивает СР у кошек с нормальным АД [7].
   После подавления синтеза NO у нормотензивных крыс наблюдался прирост АД, который сопровождался повышением ГС как при малых, так и при больших ОСП и уменьшением СР и СВД. При этом максимальное увеличение ГС у нормотензивных крыс было получено при больших ОСП. Это можно объяснить тем, что нарушение поток-зависимой вазодилатации блокадой синтеза NO вызвало повышение тонуса гладких мышц в ответ на растяжение увеличивающимся ПД. По-видимому, выраженность поток-зависимой вазодилатации во многом определяет оцениваемый показатель растяжимости. Если у нормотензивных кошек показатель растяжимости лишь уменьшался [7], то у части крыс дилатация сосудов сменялась констрикцией в ответ на повышение ОСП. Это значит, что у нормотензивных крыс роль NO в обеспечении растяжимости еще более высока, чем у кошек.
   У SHR, на фоне исходно высокого АД, блокада синтеза NO также вызывала повышение АД, но в меньшей степени. На этом фоне наблюдалась вазоконстрикция, которая значительно уменьшала сосудистую проводимость и СВД, что говорит о существенной роли NO в регуляции артериального сопротивления у SHR, особенно при минимальной объемной скорости кровотока. Последнее находит подтверждение в том, что прирост ГС при малых ОСП у SHR был большим, чем у НК.
   Исходно невысокая СР у SHR, вероятно, определяется другим (и) фактором (ами), так как при блокаде синтеза NO она не только не уменьшалась, но даже увеличивалась. Последнее подтверждается тем, что после введения L-NAME у SHR сосуды увеличивали способность снижать уровень ГС при увеличении ОСП. Это происходило на фоне вазоконстрикции, вызванной подавлением синтеза NO.
   Кроме увеличения СР, у SHR на фоне блокады синтеза NO отмечена большая стабильность ПД, поскольку показатель СВД у них снижался после введения L-NAME в меньшей степени, чем у НК. Большую СВД после введения L-NAME можно объяснить увеличением СР, благодаря которому уменьшался прирост ПД в ответ на повышение ОСП.   

Выводы
   
Таким образом, NO обеспечивает у НК определенную степень как фонового расслабления гладких мышц артериальных сосудов, так и расслабления, обусловленного повышением объемной скорости кровотока, обеспечивает СР и способность сосудов стабилизировать внутрисосудистое давление.
   У SHR NO тоже обеспечивает сосудистую проводимость, особенно при минимальной объемной скорости кровотока, однако в формировании СР NO принимает участие в меньшей степени. Согласно полученным нами данным главное различие между SHR и WKY состоит в том, что блокада синтеза NO у SHR в отличие от WKY повышает СР. Вероятно, существуют дополнительные, к настоящему времени не установленные факторы, которые наряду с NO участвуют в поток-зависимой вазодилатации у SHR.   

Литература
1. Лямина Н.П., Сенчихин В.Н., Долотовская П.В., Сипягина А.Г. Суточная продукция NO у больных артериальной гипертонией II стадии. Рос. кард. журн. 2001; 32: 34–7.
2. Гуревич М.И., Берштейн С.А., Соловьев А.И. Современные представления о базальном тонусе сосудов. Кардиология. 1988; 28: 123–7.
3. Vallance P, Collier J, Moncada S. Effects of endothelium-derived nitric oxide on peripheral arteriolar tone in man. Lancet 1989; 2: 997–9.
4. Johnson RA, Freeman RH. Sustained hypertension in the rat induced by chronic blockade of nitric oxide production. Am J Hypertens 1992; 5: 919–22.
5. Дворецкий Д.П. Механогенная регуляция тонуса и реактивности кровеносных сосудов. Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1999; 85: 1267–77.
6. Rubanyi GM, Romero JC, Vanhoutte PM. Flow-induced release of endothelium-derived relaxing factor. Am J Physiol 1986; 250: H1145–9.
7. Сыренский А.В., Еремеев В.С. Изучение роли эндотелиального релаксирующего фактора в регуляции растяжимости сосудов артериального русла. Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1993; 79: 124–30.
8. Van Bortel L, Struijker-Boudier H, Safar ME. Pulse pressure, arterial stiffness, and drug treatment of hypertension. Hypertension 2001; 38: 914.
9. Chang HR, Lee RP, Wu CY, Chen HI. Nitric oxide in mesenteric vascular reactivity: a comparison between rats with normotension and hypertension. Clin Exp Pharmacol Physiol 2002; 29: 275–80.
10. Chen HI, Hu CT. Endogenous nitric oxide on arterial hemodynamics: a comparison between normotensive and hypertensive rats. Am J Physiol 1997; 273: H1816–23.
11. Сыренский А.В., Бершадский Б.Г. Оценка упруго-эластических свойств резистивных сосудов методом математического моделирования. Физиол. журн. СССР. 1979; 65: 636–9.



В начало
/media/gyper/02_06/200.shtml :: Sunday, 23-Mar-2003 20:25:54 MSK
© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster