Роль β-адренорецепторов в регуляции водно-солевого обмена у белых крыс

Вид материала

Реферат

Содержание Методика определения содержания натрия и калия в тканях Экспериментальная группа Рис.1. Схема эксперимента Расчет содержания натрия и калия Определение концентрации содержания воды в тканях 3.1. Влияние температуры окружающей среды (37С и 37,5С) на водно-солевой обмен белых крыс 3.2. Влияние введения -адреноблокатора – обзидана после плавания крыс в воде с температурой 37С и 37,5С на водно-солевой обме

Подобный материал:

• Реферат Тема :"Сахарный диабет, 260.54kb.
• Темы рефератов по витаминам и гормонам для студентов 2 курса факультета всэ витамины,, 10.06kb.
• Особенности постнатального морфогенеза мышечной оболочки фундального отдела желудка, 394.65kb.
• Роль нейронов медиобазального гипоталамуса, синтезирующих дофамин, в центральной регуляции, 261.75kb.
• Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа: роль в регуляции энергетического обмена, индукции, 699.32kb.
• «Молекулярные механизмы гормональной регуляции» Общая трудоемкость изучения дисциплины, 11.18kb.
• Автор: Черников Василий, 2192.93kb.
• Книжка, которую Вы держите в своих руках, представляет интерес каждому, кто хочет узнать, 87.03kb.
• Физиологическая роль сосудистых рефлексогенных зон в интегративной регуляции функций, 653.7kb.
• Патофизиологические процессы в тканях, 272.05kb.

Методика определения содержания натрия и калия в тканях

Основой данного метода является пламенно-фотометрическое определение натрия и калия в кислотных экстрактах из сухих тканей.

1. Кусочки свежей ткани взвешивали на аналитических весах ВЛР-200 в количестве 50-60 мг с точностью до ± 0,00001 г. и высушивали до постоянного веса при температуре 105˚С в течение 48-72 часов.
   
2. Ткань помещали во флаконы емкостью 10-15 мл и заливали 0,5 мл концентрированной азотной кислоты.
   

Измерение t тела;


Определение содержания ионов натрия и калия в сыворотке крови (ммоль/л) и тканях:


белых мышечных волокнах (БМВ);


красных мышечных волокнах (КМВ);


сердце:


почке;


печени;


надпочечниках.


ммоль/100г сух.тк.

Контрольная группа Животные, плавающие при температуре воды 37С, которым вводили физиологический раствор (n=10)

К Белые крысы- самцы n=40 онтрольная группа Животные, плавающие при температуре воды 37,5С , которым вводили физиологический раствор (n=10)

Экспериментальная группа Животные, плавающие при температуре воды 37С, которым вводили обзидан в дозе 6 мг/кг m тела (n=10)

Экспериментальная группа Животные, плавающие при температуре воды 37,5С, которым вводили обзидан в дозе 6 мг/кг m тела (n=10)

Рис.1. Схема эксперимента

3. Ткань с кислотой нагревали на песочной бане при температуре 105˚С в течение 15 минут, затем охлаждали.
   
4. Кислотный экстракт разводили 9,5 мл дистиллированной воды и фотометрировали на пламенном фотометре
   
5. Содержание натрия и калия в сыворотке крови определяли методом пламенной фотометрии при предварительном разведении плазмы дистиллированной водой в соотношении 1:50.
   

Расчет содержания натрия и калия

Для расчета содержания ионов в тканях и сыворотке крови были построены калибровочные графики в системе координат: концентрация натрия (калия) в стандартных растворах (ммоль/л) – экстинкция (А). Результаты представлены на рис. 2-5.



Рис.2. Калибровочный график для определения содержания натрия в сыворотке

крови



Рис.3. Калибровочный график для определения содержания калия в сыворотке крови



Рис.4. Калибровочный график для определения содержания натрия в тканях



Рис.5. Калибровочный график для определения содержания калия в тканях


Содержание электролитов в тканях (Стк) рассчитывается по формуле:


Стк=Сф / m,

где

Сф – концентрация электролита в пробе, рассчитанная по калибровочному графику (ммоль/л);

m – навеска сухой ткани (г).

Оценка содержания электролитов в тканях проводилась в ммоль/100 г сухой ткани, в сыворотке крови в ммоль/л.

Забор крови осуществлялся при декапитации животных. Кровь центрифугировали со скоростью 3000 об/мин в течение 15 минут.


Таблица 3


Рабочие стандартные растворы для совместного определения натрия и калия в тканях

Маточный раствор	Стандартные рабочие растворы
	ед.изм.	1	2	3	4	5
NaCl 10 мэкв/л KCl 10 мэкв/л	мл	0,5	1,0	4,0	8,0	12,0
	мл	0,5	1,0	4,0	8,0	12,0
Концентрация Na+ Концентрация K+ мэкв/л		до 100 мл H2Oд
		0,05	0,10	0,40	0,80	1,20
		0,05	0,10	0,40	0,80	1,20

Таблица 4

Рабочие стандартные растворы для определения содержания ионов в плазме

Маточный раствор	Стандартные рабочие растворы
	ед.изм.	1	2	3	4	5
NaCl 10 мэкв/л KCl 10 мэкв/л	мл	5,0	10,0	20,0	30,0	40,0
	мл	0,2	0,4	0,8	1,2	1,6
Концентрация Na+ Концентрация K+ мэкв/л		до 100 мл H2Oд
		0,5	1,0	2,0	3,0	4,0
		0,02	0,04	0,08	0,12	0,16

Определение концентрации содержания воды в тканях


Масса общей воды (Моб.в.) определялась методом высушивания навески до постоянного веса. Процентное содержание общей воды рассчитывается по формуле:

Моб.в. =((m сыр.тк. – m сух.тк.) / m сыр.тк.) × 100%,

где

m сыр.тк. – масса сырой навески ткани (г);

m сух.тк. – масса сухой навески ткани (г).


Глава III. Результаты исследования и их обсуждение

3.1. Влияние температуры окружающей среды (37С и 37,5С) на водно-солевой обмен белых крыс


В условиях мышечных нагрузок наблюдаются адаптивные сдвиги в деятельности органов, участвующих в сохранении относительного постоянства уровня водно-солевого обмена в организме. К этим изменениям относятся, в частности, адекватные сдвиги в деятельности почек, потовых и слюнных желез. Способность органов поддерживать относительное постоянство водно-солевого гомеостаза при мышечных нагрузках зависит от величины выполняемой работы, ее длительности, функционального состояния организма и других факторов.

Установлено, что на 1,5, 25 день плавания в воде с температурой 37С, температура тела животных снижается на 0,3С (р<0,05). На 10 и 15 день температура воды не оказывала заметного влияния на температуру тела животных. К 30 дню изменения в температуре отсутствуют.

Плавание крыс при температуре воды 37,5С, вызывало повышение ректальной температуры на 5, 10, 20 день, и к 25 дню наблюдалось достоверное снижение температуры, а к 30 дню изменения в температуре отсутствуют.

По данным Шутовой М. (2002), плавание при температуре воды 38С, вызывает повышение ректальной температуры на 1,4С (р<0,001) в 1 день, а на 15 день колебания температуры снижаются и температурный градиент составил 0,4С (р<0,05). После 20 дня и до конца плавания температура воды не оказывала влияния на температуру крыс.

Очевидно, снижение температуры тела при плавании в воде с температурой 37С связано с тем, что процессы теплообразования не компенсируют теплоотдачу. Процесс теплоотдачи при 37,5С ниже, чем при 37С. Этим объясняется повышение температуры при 37,5С, а при 38С теплоотдача минимальна, поэтому происходит повышение ректальной температуры крыс.

По мнению Кондрора Н.С. (1984), мышечная активность сопровождается усиленным распадом и ресинтезом АТФ, 80-90% энергии при этом превращается в тепло. Повышается температура тела, а, следовательно, и теплоотдача. При плавании теплоотдача усиливается за счет увеличения теплопотерь радиацией и конвекцией. При двигательной активности увеличивается нагрузка на систему терморегуляции.

На рис. 6 и 7 представлены результаты исследования влияния плавания в воде с температурой 37С и 37,5С на содержание ионов натрия и калия в сыворотке крови.

Нами обнаружено, что в сыворотке крови животных, которые плавали при температуре воды 37,5С, содержание натрия выше (р<0,001), а калия – ниже (р<0,001) по сравнению с содержанием этих ионов в сыворотке крови белых крыс, которые подвергались плаванию при температуре воды 37С.

На содержание ионов натрия и калия в сыворотке крови белых крыс оказывает влияние температура воды, при которой производилось плавание.

Наши результаты соответствуют данным Турсунова З.Т. (1980), который установил, что очень большое значение для минерального состава крови имеет температура окружающей среды.

Известно, что с повышением активности клетки, проходимость и обмен катионов натрия и калия через клеточную мембрану увеличиваются. Связанный с расходом энергии активный транспорт натрия и калия через клеточную мембрану, восстанавливающий мембранные градиенты этих электролитов, осуществляется только при обеспечении нормальной метаболической активности клетки. Все факторы, затрудняющие или блокирующие процессы биологического окисления (аноксия, низкая температура тела), нарушают синтез макроэргических фосфорных соединений, что ведет к снижению мембранных градиентов катионов ( Armstrong, 1966).





- Р<0,001


Рис. 6. Содержание ионов натрия в сыворотке крови белых крыс при введении физиологического раствора






- Р<0,001


Рис. 7. Содержание ионов калия в сыворотке крови белых крыс при введении физиологического раствора

.

Вероятно, снижение содержания калия в сыворотке крови связано с потерей этого иона с мочой, а увеличение содержания натрия обусловлено задержкой его в организме.

Концентрация калия в моче при физической работе последовательно повышается. При этом степень повышения содержания калия в моче зависит от объема и интенсивности нагрузки (Виру, 1969).

Karvonen M.Y. et all. (1985) изучали выделение натрия и калия при физической нагрузке. Они установили, что при физической нагрузке увеличивается содержание калия в моче. По мнению авторов, уменьшение выделения натрия при физической нагрузке объясняется изменением скорости клубочковой фильтрации.

Виру А.А., Кырге П.К. (1983) установили,что у контрольных животных при плавании в воде 18С наблюдалось угнетение секреции кортикостерона, но у тренированных – ее увеличение. Повышенное содержание кортикостероидов наблюдалось и у тренированных людей. Известно, что при избытке глюкокортикоидов увеличивается содержание натрия в плазме крови.

На рис. 8, 9 представлены результаты влияния температуры окружающей среды на содержание ионов натрия и калия в тканях.

Содержание ионов натрия достоверно ниже в ткани сердца (р<0,05), а ионов калия – ниже в БМВ (р<0,05), в ткани сердца (р<0,01) и КМВ (р<0,001), после плавания животных при температуре воды 37,5С по сравнению с плаванием при температуре воды 37С.

Как видно, все изменения в содержании ионов натрия и калия касаются работающих мышц, как скелетных, так и сердечной.

Е.А. Гарина и В.Г. Шаляпина (1969) в экспериментах на животных показали, что под воздействием кортикостерона внутриклеточное содержание натрия уменьшается.

Наши результаты согласуются с данными Киреевой И. (1987), которая установила, что при плавании крыс при температуре воды 33С в течение 30 минут происходит понижение содержания ионов натрия и калия в ткани сердца, а в БМВ и КМВ ионов калия.

По данным Hallen J. et al (1994), обнаружено, что кратковременная физическая нагрузка (плавание) приводит к снижению общего и внутриклеточного содержания натрия в белых мышечных волокнах на 23 и 46% и в миокарде на 18 и 32% соответственно. Показано, что кратковременное плавание снижает внутриклеточное содержание калия в белых мышечных волокнах и миокарде на 21 и 13%. Внеклеточное содержание натрия и калия в исследуемых тканях и крови не изменялось. Предполагают, что в этих условиях выход калия и натрия из клеток белых мышечных волокон и миокарда недостаточно велик, чтобы вызвать повышение содержания ионов во внеклеточной среде ткани и в сыворотке крови. Увеличивающийся ток натрия и калия из клетки во внеклеточную среду при сокращении скелетных мышц первоначально может быть сбалансирован увеличенной активностью Na⁺,K⁺-насоса и перераспределением ионов к другим тканям.

Имеются данные о том, что учащение сердечных сокращений приводит к усиленному выходу калия во внеклеточное пространство жидкости миокарда (Langer, 1968).

На внутриклеточном уровне в гомогенатах и микросомальных фракциях печени, почки, мышц бедра и мозга обнаружено, что при тепловом стрессе у неадаптированных животных АТФазная активность снижается, у адаптированных в течение одного часа при 40С остается стабильной, а у адаптированных в течение шести часов при 34С – достоверно повышается, что свидетельствует о высокой энергетической стоимости адаптационных процессов при длительных тепловых нагрузках (Расулова, 1981; 1982).

Из рис.10 видно, что никаких изменений в содержании воды в тканях белых крыс после плавания в воде с температурой 37С и 37,5С не происходит.






- Р<0,05


Рис. 8. Содержание ионов натрия в тканях белых крыс при введении физиологического раствора






- Р< 0,05

- Р<0,01

- Р<0,001


Рис. 9. Содержание ионов калия в тканях белых крыс при введении физиологического раствора


В ходе проведенного эксперимента установили, что у животных при плавании в воде с температурой 37С и 37,5С наблюдаются достоверные различия в содержании ионов натрия и калия в сыворотке крови и в исследуемых тканях.

.



Рис. 10. Содержание воды (в %) в тканях белых крыс при введении физиологического раствора


3.2. Влияние введения -адреноблокатора – обзидана после плавания крыс в воде с температурой 37С и 37,5С на водно-солевой обмен


Эндогенные катехоламины – адреналин и норадреналин, являются нейромедиаторами, нейрогормонами и гормонами симпато-адреналовой системы. С помощью этих веществ регулируются процессы жизнедеятельности на всех уровнях от органного до внутриклеточного. Специфическое влияние симпато-адреналовой системы может осуществляться только при взаимодействии катехоламинов, выделяющихся из нервных клеток, со специфическими структурами плазматической мембраны – адренорецепторами. Эти рецепторы обеспечивают восприятие химического импульса и включают процессы трансформации его в специфическую реакцию эффекторной клетки. При блокаде данных рецепторов происходят различные нарушения в восприятии данного химического импульса, что отражается на изменении процессов жизнедеятельности организма.

Известно, что -адренорецепторы участвуют в регуляции водно-солевого обмена, изменяя транспорт натрия и калия через мембраны клеток путем модуляции активности Na⁺,K⁺-АТФазы (Kozue et al, 1985; цит. по: Т.В.Чеснокова, 1995).

Из рис. 11 и 12 видно, что при плавании в воде с температурой 37С, после введения обзидана в дозе 6 мг/кг m тела, наблюдается достоверное повышение содержания натрия в сыворотке крови (р<0,001), а изменений в содержании ионов калия не наблюдается.

Введение обзидана полностью предотвращает появление кардиостимулирующего и антидиуретических эффектов адреналина.

У молодых здоровых мужчин скорость изменения концентрации калия в венозной крови (v. femoralis) в начале выполняемой работы ими, связанной с мобилизацией обеих нижних конечностей, составляла в среднем 38 или 53 мкм/сек. Введение пропранолола повышало скорость высвобождения калия в кровь из мышцы m. guadriceps femoris, но не оказывало влияния на скорость понижения концентрации калия в крови на равновесной стадии динамической нагрузки (Gullestad et all, 1995).






- Р<0,001


Рис. 11. Содержание ионов натрия в сыворотке крови белых крыс (плавание при температуре воды 37С) после введения -адреноблокатора – обзидана






Рис. 12. Содержание ионов калия в сыворотке крови белых крыс (плавание при температуре воды 37С) после введения -адреноблокатора – обзидана


Из рис. 13 и 14 видно, что при плавании в воде с температурой 37С, после введения обзидана, происходит достоверное уменьшение содержания натрия в КМВ (р<0,01), в ткани сердца (р<0,01) и почки (р<0,01), а также уменьшение содержания калия в КМВ (р=0,05) и ткани сердца (р<0,05).

• Р<0,01
  

Рис. 13. Содержание ионов натрия в тканях белых крыс (плавание при температуре воды 37С) после введения -адреноблокатора – обзидана

• Р<0,05
  
• Р=0,05
  

Рис. 14. Содержание ионов калия в тканях белых крыс (плавание при температуре воды 37С) после введения -адреноблокатора – обзидана


По нашим данным, на введение обзидана реагируют не все ткани, а только те, в которых находится наибольшее количество -адренорецепторов.

Можно предположить, что увеличение содержания натрия в сыворотке крови происходит из-за перераспределения этого иона из тканей.

Известно, что внутриклеточное содержание калия в миокарде снижается при введении как адреностимулятора (изадрина), так и -адреноблокатора (обзидана). Возможно, это объясняется ответом миокарда на 30-дневный цикл плавания (Чеснокова, 1995).

По данным Шорина Ю.П. и сотр. (1975), на содержание норадреналина в тканях оказывают влияние ионы натрия (вероятнее всего натрий-калиевый градиент), их действие направлено на мобилизацию медиатора из мест запасания.

По данным Уваровской Е.С. (1990), введение новодрина после плавания крыс в воде с температурой 33С, способствовало снижению содержания калия в КМВ и БМВ и увеличению содержания натрия в плазме крови.

Понижение мощности катионных насосов в скелетных мышцах наблюдалось в опытах Климиной Н.В. (1997), которое автор связывает со снижением двигательной активности.

По нашим данным изменений в содержании воды в тканях при плавании крыс в воде с температурой 37С, после введения обзидана, не наблюдалось (рис. 15).

Из рис. 16, 17 видно, что при плавании в воде с температурой 37,5С, после введения обзидана, происходит достоверное увеличение содержания ионов калия в сыворотке крови (р<0,001), а изменений в содержании ионов натрия не наблюдается.

По данным Ершова (2000), адреналин, взаимодействуя с -адренорецепторами, вызывает уменьшение содержания ионов калия в плазме.

Возможно, в нашем эксперименте, при блокаде -адренорецепторов, действие адреналина не проявляется и происходит увеличение содержания ионов калия в сыворотке крови.





Рис. 15. Содержание воды (в %) в тканях белых крыс (плавание при температуре воды 37С) после введения -адреноблокатора – обзидана






Рис. 16. Содержание ионов натрия в сыворотке крови белых крыс (плавание при температуре воды 37,5С) после введения -адреноблокатора – обзидана






- Р<0,001


Рис. 17. Содержание ионов калия в сыворотке крови белых крыс (плавание при температуре воды 37,5С) после введения -адреноблокатора – обзидана


При плавании в воде с температурой 37,5С, после введения обзидана, происходит достоверное увеличение натрия в печени (р<0,05) (рис. 18), а изменений в содержании калия не неблюдается (рис. 19).

Тканевое дыхание печени оказалось нечувствительным к бета-адренергическим влияниям (Аргунова, 1986).

Возможно, что увеличение содержания натрия в печени, связано с тем, что она является депо для данного иона.

По данным Чесноковой (1995), при кратковременном плавании крыс в воде с температурой 33С, происходит выход калия из клеток во внеклеточную среду исследуемых тканей, благодаря которому возможно возрастание содержания калия в сыворотке крови при блокаде -адренорецепторов.

Известно, что увеличению содержания натрия способствует стимуляция адреноструктур новодрином. Введение экзогенных катехоламинов ведет к увеличению канальцевой реабсорбции натрия и повышению секреции ренина юкстагломерулярным аппаратом. Стимуляция катехоламинами реабсорбции натрия связана в почке с их прямым вмешательством в метаболические процессы в клетке канальцевого эпителия, а также путем вовлечения системы ренин-ангиотензин, которая регулирует выделение альдостерона (Лебедев, Кузьмин, 1980).

Изменений в содержании воды в тканях при плавании крыс в воде с температурой 37,5С, после введения обзидана, не наблюдается (рис. 20).

Макаров В.И. и др. (1998) установили, что разовый прием обзидана приводил к ослаблению терморегуляционного напряжения и замедлению скорости теплонакоплений в организме обследуемых. После приема обзидана уменьшались влагопотери.

Т.о., при температуре воды 37С обзидан вызывает более значительные изменения в содержании ионов натрия и калия в сыворотке крови и в исследуемых тканях, по сравнению с температурой 37,5 С.






- Р<0,05


Рис. 18. Содержание ионов натрия в тканях белых крыс (плавание при температуре воды 37,5С) после введения -адреноблокатора – обзидана






Рис. 19. Содержание ионов калия в тканях белых крыс (плавание при температуре воды 37,5С) после введения -адреноблокатора – обзидана






Рис. 20. Содержание воды (в %) в тканях белых крыс (плавание при температуре воды 37,5С) после введения -адреноблокатора – обзидана

Выводы

1. У животных, при повышении температуры воды на 0,5 ˚С, физическая нагрузка (плавание) в течение 30 дней вызывает:

а) достоверное повышение содержания ионов Na⁺ в сыворотке крови, а также понижение содержания натрия в ткани сердца;

б) достоверное снижение содержания ионов K⁺ в сыворотке крови, а также снижение его содержания в красных мышечных волокнах, белых мышечных волокнах и ткани сердца;

2. Блокада β-адренорецепторов приводит:

а) при плавании в воде 37С к достоверному повышению содержания ионов натрия в сыворотке крови, а также к снижению содержания натрия в красных мышечных волокнах, ткани сердца и почки. К уменьшению содержания ионов калия в красных мышечных волокнах и ткани сердца;

б) при плавании в воде с температурой 37,5С к повышению содержания ионов калия в сыворотке крови и повышению содержания натрия в печени;

3. Блокада β-адренорецепторов вызывает разнонаправленные изменения в содержании ионов Na⁺ и K⁺ при разных экспериментальных температурах.

4. При температуре воды 37С обзидан вызывает более значительные изменения в содержании ионов натрия и калия в сыворотке крови и в исследуемых тканях, по сравнению с температурой 37,5 С.