Сократительные и эндотелийзависимые дилататорные реакции аорты при гипертиреозе

Нарушения кровообращения при дисфункциях щитовидной железы в значительной степени определяют клинику, тяжесть и исход этих заболеваний. В частности, при гипертиреозе развивается гиперфункция сердца за счет усиления сократимости миокарда и увеличения сердечного выброса |8]. Наряду с этим при тиреотоксикозе снижается общее периферическое сопротивление и угнетаются сократительные реакции кровеносных сосудов, что обусловливает увеличение периферического кровотока [ 12].

По мнению многих исследователей, при гипертиреозе увеличивается активность адренергической системы [4, 14], стимуляция 0-рецепторов которой оказывает положительное хронотропное и инотропное действие на сердце, вызывает расслабление сосудов. Еще недавно усиление 0-адренергической вазодилатации рассматривалось в качестве основной и практически единственной причины гиперемии при гипертиреозе [4]. В последние годы получены результаты, согласно которым тироксин увеличивает эндотелийзависимое расслабление, что, очевидно, также имеет важное значение в механизме возникновения реактивной гиперемии [14]. С другой стороны, в работе Lockette и соавт. 110| на изолированных препаратах аорты гипертиреоидных крыс обнаружено угнетение эндотелийзависимых и эндотелийнезависимых дилататорных реакций при действии ацетилхолина, кальциевого ионофора А23187 и нитропруссида натрия, тогда как сократительные реакции на фенилэфрин были на уровне таковых у эутиреоидных животных.

Таким образом, к настоящему времени отсутствует единая система представлений о механизмах гипертиреоидного нарушения кровообращения, что и обусловило проведение нами исследований роли эндотелия в регуляции функциональной активности сосудов при гипертиреозе.

Материалы и методы

Исследования выполнены на изолированных сегментах аорты эутиреоидных и гипертиреоидных крыс-самок. Гипертиреоз вызывали введением в рацион 2,5-месячных животных препарата "Эутирокс 100" (тироксин) из расчета 250 мкг на 1 кг массы в течение 3 нед. Животных наркотизировали тиопенталом-натрия (40 мг/кг).

Изучали сократительные и дилататорные реакции изолированных сегментов грудной части аорты с интактным эндотелием и деэндотелизованных. При приготовлении препаратов и регистрации сосудистых реакций на действие вазоактивных веществ использовали классический метод работы с изолированными сосудами в нашей модификации [2, 6]. После предварительного сокращения сосудистых сегментов, вызванного норадреналином (10~⁹—10~⁷ М), определяли дилататорные реакции аорты на агонист М-холинорецепторов карбахолин (10 ⁷—10 ⁴ М). Величину расслабления выражали в процентах от силы сокращения сегментов при действии 5 • 10~⁷ М норадреналина. Ингибирующее влияние эндотелия на величину сократительных реакций гладкомышечных клеток при действии норадреналина определяли по разнице силы сокращения интактных и деэндотелизованных сосудистых сегментов, которую выражали в процентах по отношению к силе сокращения деэндотелизованных препаратов. Количественное описание зависимости величины сосудистой реакции от концентрации агониста проводили на основании уравнения Хилла, параметры которого определены методом нелинейной регрессии. Статистическую обработку полученных результатов проводили на ПЭВМ, используя /-критерий Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Развитие гипертиреоза у экспериментальных животных оценивали прежде всего по концентрации тиреоидных гормонов в сыворотке крови. К моменту исследований в группе подопытных крыс была повышена концентрация как тироксина (132,1 ±31,0 нмоль/л против 49,1 ± 9,7 нмоль/л у контрольных животных), так и трийодтиронина (2,03 ± 0,47 и 0,95 ± 0,14 нмоль/л соответственно). Во-вторых, у гипертиреоидных крыс развивалась гипертрофия миокарда, о чем свидетельствовало увеличение отношения массы сердца к массе тела (5,80 ± 0,08 мг/г, у контрольных — 4,87 ±0,13 мг/г; р < 0,05) при одинаковой массе тела: 234,2 ± 5,9 и 247,5 ± 9,1 г соответственно.

Неспецифический агонист адренергических рецепторов норадреналин вызывает увеличение тонуса изолированных сегментов аорты, что свидетельствует о преобладании его а,-адренергических констрикторных эффектов над дилататорными, опосредуемыми а₂и р₂-адренорецепторами. У гипертиреоидных животных сократительные реакции аорты на норадреналин были снижены (рис. 1). В частности, при концентрации агониста в растворе 5 • 10'⁷ М величина констрикторного ответа изолированных сегментов аорты гипертиреоидных крыс была на 38% (р < 0,05) меньше по сравнению с соответствующими контрольными значениями. Важно отметить, что при более низких концентрациях норадреналина в растворе различия в силе сокращения препаратов эутиреоидных и гипертиреоидных животных значительно меньше (см. рис. 1).

Эти результаты согласуются с данными литературы. Известно, что при гипертиреозе прежде всего уменьшается максимальный эффект вазоконстрикторов и в меньшей степени — чувствительность сосудистых рецепторов к действию их специфических агонистов [7]. В ряде работ показано, что при гипертиреозе наступает угнетение максимальных сосудистых эффектов KCI и селективного агониста «(-адренергических рецепторов фенилэфрина |12|. Механизмы этих изменений могут заключаться в уменьшении числа «(-адренергических рецепторов [7] и угнетении кальциевого тока через а,-адренорецепторзависимые кальциевые каналы [15].

Полученные на деэндотелизованных препаратах результаты свидетельствуют не только о снижении величины максимальной реакции гладкомышечных клеток в ответ на действие норадре-

Рис. 1. Констрикторные эффекты норадреналина на препаратах аорты с эндотелием (3, 4) и без эндотелия (I, 2) у эутиреоидных (1, 3) и гипертирсоидных (2, 4) крыс.

По оси ординат — сила сокращения (в мг); по оси абсцисс — концентрация норадреналина (в моль).

налина, но и об уменьшении их чувствительности к исследуемому адреноагонисту: ЁС₅₀ для деэндотелизованной аорты гипертиреоидных крыс на 58% больше этой же характеристики эутиреоидных животных — 21,5 ± 1,9 и 13,6 ± 0,5 нмоль соответственно (р < 0,05).

Интактный эндотелий имеет специфические а₂адренорецепторы, стимуляция которых норадреналином вызывает высвобождение из эндотелиоцитов монооксида азота (NO). Эндотелиальный NO свободно диффундирует к низлежашим гладкомышечным клеткам и вызывает из расслабление, реализующееся через активацию гуанилатциклазы. Поэтому сосудистые эффекты норадреналина — результат интеграции констрикторной реакции на стимуляцию «(-адренорецепторов гладкомышечных клеток и эндотелийзависимой дилататорной реакции на стимуляцию эндотелиальных а,-адренорецепторов. Кроме этого, NO высвобождается эндотелиоцитами спонтанно, без стимуляции каких-либо рецепторов |11|. Косвенным критерием эндотелийзависимой дилататорной компоненты эффектов норадреналина является величина ингибирующего влияния эндотелия на сокращение сосудов, которую рассчитывали, сравнивая эффекты норадреналина на деэндотелизованных и интактных препаратах аорты. Из рис. 2 видно, что ингибирующее влияние эндотелия у гипертиреоидных крыс больше, чем у эутиреоидных животных.

Существуют различия в чувствительности а-адренорецепторов к действию их неспецифических агонистов в разных концентрациях — при низких концентрациях стимулируются преимущественно а₂-адренорецепторы, при более высоких а|-адренорецепторы |1|. Следовательно, при действии низких концентраций норадреналина функциональное значение имеет и спонтанное, и рецепторопосредованное высвобождение NO (через а₂-адренорецепторы), а при более высоких — в основном спонтанное.

Рис. 2. Ингибирующее влияние эндотелия (в %) на сократительные реакции аорты эутиреоидных и гипертиреоидных крыс при действии норадреналина в различных концентрациях.

По оси ординат — величина влияния эндотелия на сокращение аорты (в %); по оси абсцисс — концентрация норадреналина (в моль).

Заштрихованные столбики — контроль; светлые — гипертиреоз.

С увеличением концентрации норадреналина в растворе различия в величине ингибирующего влияния эндотелия в опытных и контрольных исследованиях возрастали: при концентрации 510^_9М они составляли 10%, при концентрации 5 • 10“⁷ М — 26%. На основании этого можно полагать, что модификация эндотелиальной регуляции сократительных реакций сосудов при гипертиреозе обусловлена усилением в меньшей степени а₂-адренорецепторстимулируемого и в большей степени спонтанного высвобождения NO. Эти данные согласуются с данными литературы, свидетельствующими о том, что при гипертиреозе наряду с модификацией сродства к агонистам а,и р-адренорецепторов наблюдается относительная устойчивость механизмов, опосредуемых а₂-адренорецепторами [5].

Усиление эндотелийзависимых реакций аорты при действии карбахолина, дилататорный эффект которого определяется высвобождением NO при стимуляции М-холинергических рецепторов, указывает на то, что при гипертиреозе подвергается модификации и М-холинорецепторстимулируемое высвобождение эндотелиального NO (рис. 3).

Определение конкретных механизмов усиления холинергических эндотелийзависимых реакций аорты при гипертиреозе требует дальнейших исследований. Тем не менее анализ собственных результатов и данных литературы позволяет высказать некоторые предположения по данному вопросу. В частности, установлено, что ингибирование синтеза NO полностью устраняет дилататорный эффект агонистов холинергических рецепторов для аорты эутиреоидных крыс, тогда как препараты аорты гипертиреоидных животных в этих условиях реализовали в среднем 20% расслабление от величины сокращения препарата на максимальную концентрацию норадреналина [12]. Именно в пределах этой величины наблюдалось усиление эндотелийзависимых вазодилататорных реакций аорты при действии карбахолина на сегменты аорты гипертиреоидных крыс в нашем исследовании (см. рис. 3). Следовательно, усиление холинергических эндотелиальных влияний при гипертиреозе происходит не только за счет NO, но и с участием других эндотелиальных медиаторов. Поскольку известно,

Рис. 3. Эндотелийзависимые дилататорные эффекты карбахолина у эутиреоидных (/) и гипертиреоидных (2) крыс.

По оси ординат — величина расслабления (в %); по оси абсцисс — концентрация карбахолина (в моль).

что простациклин не принимает участия в эндотелийзависимом расслаблении грудной аорты крысы 111 ], логично предположить, что усиление дилататорных эффектов обусловлено эндотелиальным гиперполяризующим фактором, химическая структура которого к настоящему времени не установлена [12].

Имеются отдельные сообщения о том, что эндотелиальный гиперполяризующий фактор играет определенную роль в развитии эндотелийзависимого расслабления магистральных сосудов крысы 113]. Кроме того, установлено, что эндотелиальный гиперполяризующий фактор гиперполяризует мембрану гладкомышечных клеток, активируя Na⁺, К⁺-АТФазу и открывая АТФ-чувствительныс калиевые каналы [9]. Этот факт имеет важное значение для интерпретации полученных результатов, поскольку известно, что гормоны щитовидной железы повышают эффективность Na⁺, К⁺-АТФазного насоса за счет увеличения количества составляющих его единиц [3]. В связи с этим можно предположить, что при гипертиреозе прежде всего увеличивается не количество эндотелиального гиперполяризующего фактора, а эффективность его действия за счет тироксинстимулируемого увеличения числа единиц Na⁺, К⁺-АТФазного насоса как следствие этого внутриклеточной концентрации ионов К⁺, что является необходимым условием реализации вазодилататорного эффекта эндотелиального гиперполяризующего фактора на уровне гладкомышечных клеток. Эти предположения требуют дальнейших исследований.

Таким образом, гипертиреоз вызывает угнетение констрикторыых и усиление дилататорных реакций артериальных сосудов. Наступающие изменения обусловлены, с одной стороны, уменьшением чувствительности гладкомышечных клеток сосудов к действию вазоконстрикторов (норадреналин), с другой — активацией спонтанного и рецепторопосредованного высвобождения эндотелиального релаксирующего фактора (NO) и, возможно, гиперполяризующего фактора. Данные регуляторные сдвиги являются одним из механизмов реактивной гиперемии, которая характерна для гипертиреоза.

Выводы

1. При гипертиреозе сократительные реакции аорты на норадреналин ослабевают в результате снижения чувствительности гладкомышечных клеток к данному агонисту и усиления ингибирующего влияния эндотелия на эти реакции.
2. Дилататорные эндотелийзависимые реакции изолированной аорты при гипертиреозе усиливаются. Усиление дилататорных эффектов карбахолина может быть обусловлено эндотелиальным гиперполяризующим фактором за счет повышения эффективности его действия в результате тироксинстимулируемого увеличения числа единиц Na⁺, К⁺-АТФазного насоса.
3. В механизмах гипертиреоидного нарушения кровообращения важная роль принадлежит усилению дилататорных влияний эндотелия.