СУСЛИКОВА Мария Игоревна ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОЦЕССА ВСАСЫВАНИЯ ГЛЮКОЗЫ И МОТОРНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО

На правах рукописи
СУСЛИКОВА
Мария Игоревна
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОЦЕССА ВСАСЫВАНИЯ
ГЛЮКОЗЫ И МОТОРНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО
ТРАКТА ПРИ ИММОБИЛИЗАЦИОННОМ СТРЕССЕ И КОРРЕКЦИЯ
ИХ АНТИОКСИДАНТНЫМ ПРЕПАРАТОМ
(экспериментальное исследование)
03.03.01 – физиология
14.03.03 – патологическая физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Чита – 2013
Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Иркутский государственный медицинский
университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Научный руководитель:
доктор медицинских наук,
профессор
Корытов Леонид Иннокентьевич
Официальные оппоненты:
Витковский Юрий Антонович – доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО
«Читинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения
Российской Федерации, заведующий кафедрой нормальной физиологии.
Савченко Андрей Анатольевич – доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО
«Красноярский государственный медицинский университет имени профессора
В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующий кафедрой физиологии им. профессора А.Т. Пшоника.
Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский
университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Томск.
Защита диссертации состоится ___ декабря 2013 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 208.118.01 при ГБОУ ВПО «Читинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 672090, г. Чита, ул. Горького, 39а.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Читинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, по адресу: 672090, г. Чита, ул. Горького, 39а.
Автореферат разослан____ ноября 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 208. 118. 01
д.м.н., профессор
И.Н. Гаймоленко
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Исследования стресс-реактивности организма и ответных реакций на стрессорные воздействия органов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ)
как висцеральных индикаторов реактивности составляют одну из актуальных проблем в
области физиологии, патофизиологии и практической медицины (Селье Г., 1960; Речкалов А.В., 2005; Маслова М.Н., 2005; Березина Т.П., Овсянников В.И., 2009; Григорьев А.И., Тоневицкий А.Г., 2009; Shepherd E.J. et al., 2004; Taché Y., Bonaz B., 2007).
В ряде исследований показано, что при остром стрессе отмечается как снижение, так и повышение всасывания глюкозы на уровне тонкой кишки (Шептицкий
В.А., 2003; Винникова С.В., 2009; Kellett G.L., 2007). Механизмы этих изменений
процесса всасывания глюкозы объясняются эффектами катехоламинов (Попану Л.В.,
2011; Ishikawa Y., 1997), ацетилхолина, ионов Са2+. Однако динамика процесса всасывания при хроническом стрессе мало исследована, недостаточно изучена медикаментозная коррекция данного физиологического процесса (Шептицкий В.А., Попану Л.В., 2011).
Отсутствуют данные о сопряженности изменений процесса всасывания глюкозы с уровнем активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) в динамике хронического иммобилизационного стресса, хотя предположения о возможной взаимосвязи
повреждения мембран и нарушения транспортных характеристик энтероцитов выдвигаются (Шептицкий В.А. с соавт., 2011; Tosco M. et al., 2011).
Результаты исследований моторной функции ЖКТ при остром и хроническом
стрессе указывают на неоднозначность стресс-реактивности гладкой мускулатуры
различных частей ЖКТ в экстремальных условиях (Березина Т.П., Овсянников В.И.,
2007, 2009; Martinez V. et al., 2002).
В ряде исследований (Овсянников В.А., 2003; Taché Y., Bonaz B., 2007) выявлено, что при остром стрессе отмечается как торможение, так и активация моторной
функции различных отделов желудочно-кишечного тракта. Из этого следует, что изменения сократительной активности различных отделов ЖКТ являются неотъемлемым компонентом стресса, однако механизмы этих изменений недостаточно изучены
(Овсянников В.И., 2003; Hansen M.B., 2003), не прослежена динамика изменений моторной функции при хроническом стрессе, ее адаптивные резервы.
3
Таким образом, исследование изменений процесса всасывания веществ в тонком кишечнике и моторики желудочно-кишечного тракта в условиях измененной реактивности организма является актуальной задачей физиологии, патологической физиологии и практической медицины, что и послужило основанием для выполнения
настоящего исследования.
Цель исследования состоит в выявлении закономерностей изменений всасывания глюкозы в тощей кишке и сократительной активности желудка, двенадцатиперстной кишки и начальной части тощей кишки при хроническом иммобилизационном стрессе и в коррекции этих изменений антиоксидантным препаратом (2-этил-6метил-3-оксипиридина сукцинат (Мексидол)).
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1. На протяжении десяти дней изучить динамику процесса всасывания глюкозы
в тощей кишке при ежедневном одночасовом иммобилизационном стрессе и выявить
влияние 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината на всасывание глюкозы в условиях хронического стресса.
2. Изучить динамику сократительной активности тела желудка, двенадцатиперстной и тощей кишки на протяжении одной недели при ежедневном одночасовом
иммобилизационном стрессе и выявить влияние 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината на моторную функцию в условиях стресса.
3. Изучить динамику ряда показателей перекисного окисления липидов (ПОЛ)
в сыворотке крови и индекса напряжения (ИН) при ежедневном одночасовом иммобилизационном стрессе.
4. Разработать способ моделирования энтероэнтероанастомоза у крыс для изучения всасывания веществ в тонком кишечнике в условиях хронического опыта.
Научная новизна работы. Впервые доказано, что в условиях хронического
стресса отмечается торможение процесса всасывания глюкозы в тощей кишке с
максимумом снижения скорости всасывания на седьмой день ежедневного одночасового иммобилизационного стресса. На основании результатов исследования, характеризующих процесс торможения всасывания глюкозы и активацию ПОЛ в
условиях хронического стресса, выявлена закономерность о сопряженности их изменений. Это является доказательством, что активация ПОЛ является одной из
причин, вызывающих торможение скорости всасывания глюкозы. Впервые уста4
новлено, что при использовании антиоксидантного препарата 2-этил-6-метил-3оксипиридина сукцинат с целью коррекции стрессорного состояния значительно
быстрее нивелируются изменения процесса всасывания глюкозы и моторной
функции желудочно-кишечного тракта, вызванные иммобилизационным стрессом.
Показано, что стресс-реактивность гладких мышц тела желудка отличается от
стресс-реактивности гладкой мускулатуры двенадцатиперстной и тощей кишки в
условиях хронического иммобилизационного стресса.
Теоретическая и практическая значимость. В результате проведенного исследования выявлены новые данные о динамике изменений всасывания глюкозы в
тощей кишке и доказано, что наибольшее снижение всасывания глюкозы отмечается
на седьмой день иммобилизации. Установлено, что для мышц тела желудка характерно снижение сократительной активности, а для мускулатуры начальных отделов тонкого кишечника – повышение этого показателя при иммобилизационном хроническом стрессе – это различие в ответных реакциях значимо для физиологии, патофизиологии и клиники. Результаты исследования дополняют знания врачей об особенностях динамики всасывания глюкозы в тонкой кишке, моторной функции желудочно-кишечного тракта в условиях стресса и иммобилизации. Предложен «Способ моделирования энтероэнтероанастомоза у мелких лабораторных животных» (приоритет
от 07.12.2012; заявка на патент РФ № 2012153031 от 19.11.2012, авторы Корытов
Л.И., Сусликова М.И.), позволяющий сохранение нормального просвета тонкой кишки при формировании энтероэнтероанастомоза «конец в конец» у мелких лабораторных животных.
Внедрение результатов работы. Результаты данного исследования внедрены в
учебный процесс кафедр нормальной физиологии, фармакологии и патологии с курсом клинической иммунологии и аллергологии ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России
в соответствующих разделах учебных дисциплин.
Апробация работы. Результаты работы доложены на IV Байкальской межрегиональной конференции «Психосоматические и соматоформные расстройства в клинической практике» (г. Иркутск, 2008); VII Сибирском съезде физиологов (г. Красноярск, 2012); конференции, посвященной 90-летию кафедры нормальной физиологии
ИГМУ (г. Иркутск, 2012); на заседании Проблемной комиссии ИГМУ «Общая патология, морфология, физиология и фармакология» (г. Иркутск, 2013).
5
Публикации: По результатам исследований опубликовано 9 работ, в том числе
5 – в рецензируемых журналах, определенных ВАК Министерства образования и
науки РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах
машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, обсуждения, выводов,
списка литературы, включающего 181 источник (из них отечественных – 131, иностранных – 50). Работа проиллюстрирована 9 таблицами и 21 рисунком, 11 фотографиями.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Всасывание глюкозы в тощей кишке при хроническом иммобилизационном
стрессе тормозится с максимумом на седьмой день иммобилизации. Активация перекисного окисления липидов является одной из возможных причин торможения всасывания глюкозы.
2. Сократительная активность мышц тела желудка тормозится, а в двенадцатиперстной и тощей кишки – активируется в условиях хронического иммобилизационного стресса; характер реакций – адаптивный.
3. 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат эффективно корригирует изменения процесса всасывания глюкозы в тощей кишке и сократительной активности желудочно-кишечного тракта в условиях хронического стресса.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальное исследование выполнено в лаборатории кафедры нормальной
физиологии, Центре лабораторной диагностики ГБОУ ВПО «ИГМУ» МЗ РФ, ОГАУЗ
«Иркутский областной клинический консультативно-диагностический центр» (ИДЦ) и
лаборатории патофизиологии репродукции «НЦ проблем здоровья семьи и репродукции
человека» СО РАМН (г. Иркутск). Эксперименты проведены в соответствии с принципами гуманного обращения с животными, которые регламентированы «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу
Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755). Работа выполнена с учетом требований Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в научных целях, и была одобрена этическим комитетом
ИГМУ.
6
Исследование процесса всасывания глюкозы включало разработку способа моделирования энтероэнтероанастомоза у крыс с формированием изолированной петли
тощей кишки. На животных, оперированных по этому способу, проведены хронические опыты по изучению динамики изменений скорости всасывания глюкозы в тощей
кишке в течение 10-ти дней при ежедневном одночасовом иммобилизационном
стрессе (1-я серия) и коррекция стресса 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинатом
(2-я серия эксперимента). Препарат 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат вводился в/м в дозе 10 мг/кг, начиная за 3 дня до иммобилизации и в течение 2-й серии эксперимента. Проведено 72 опыта на 13 крысах-самцах с анализом 298 проб перфузата
на содержание глюкозы. В качестве контрольной группы использованы эти же животные без иммобилизации. Иммобилизационный стресс моделировали жесткой фиксацией четырех конечностей животного к столику в положении на спине. Перфузию
изолированного участка тощей кишки осуществляли с помощью аппарата «Infusens»
(type 5188, Hungary) со скоростью 0,5 мл/мин.
Концентрация глюкозы в контроле, на первый, третий, седьмой и десятый день
иммобилизации в исходном растворе и в оттекающем перфузате в порциях за 15 минут в течение 1 часа определялась гексокиназным методом (Камышников В.С., 2000).
В качестве субстрата использовали глюкозу концентрацией 40 мМ. Скорость всасывания свободной глюкозы (СВГ) в контроле и при фиксации вычисляли по формуле
(Громова Л.В., Груздков А.А., 1993): J = Cвх × Vвх / 15 – Cвых × Vвых / 15.
Исследование особенностей и динамики сократительной активности гладких
мышц тела желудка, срединной части двенадцатиперстной (12-перстной) кишки,
проксимальной части тощей кишки при хроническом одночасовом иммобилизационном стрессе (1-я серия) и коррекции стресс-индуцированных изменений моторной
функции указанных выше частей ЖКТ антиоксидантным препаратом 2-этил-6-метил3-оксипиридина сукцинат в дозе 10 мг/кг в/м (2-я серия эксперимента) проведено на 8
беспородных собаках-самцах. Животным субсерозно вживлялись биполярные серебряные неполяризующие электроды. Нейтральный серебряный неполяризующий электрод подшивался к сальнику. Провода подкожно выводились на спину собаки и припаивались к штырям коллектора во фторопластовом ложе. Коллектор фиксировался к
мышцам вблизи остистых отростков грудных позвонков. Проведен анализ 800 эпох
записи каждого исследуемого отдела ЖКТ. В качестве контрольной группы исполь7
зованы эти же животные без иммобилизации. Иммобилизационный стресс моделировали жесткой фиксацией животных на животе к станку для исключения повреждения
коллектора. Длительность фиксации – 1час 5 минут ежедневно в течение 7-ми дней.
Запись миоэлектрической активности исследуемых участков желудка и кишечника проводилась на 16-канальном электроэнцефалографе EEG-16X (фирма «Микромед»; Hungary) со скоростью записи 2 мм/с и 13 мм/с, при чувствительности 100 мкВ
на 1 см отклонения пера самописца. Запись в условиях стресса проводилась на первый, третий, седьмой дни иммобилизации в следующие временные отрезки: с 1-й по
5-ю минуту, с 15-й по 20-ю минуту, с 30-й по 35-ю минуту, с 45-й по 50-ю минуту и с
60-й по 65-ю минуту.
Моторная функция исследуемых отделов оценивалась по индексу сократительной активности (ИСА) в условных единицах (Березина Т.П., Овсянников В.И., 2007).
Для определения индекса напряжения (ИН), который является надежным маркером стрессорного состояния (Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В., 2001; Баевский
Р.М., 2002), проводилась запись ЭКГ у животных во втором стандартном отведении с
последующим подсчетом этого показателя только у собак. ИН рассчитывался по
формуле (Вейн А.М., 2000): ИН = АМо / 2ВР × Мо.
Исследование ПОЛ и антиокислительной активности (АОА) сыворотки крови
включало изучение динамики показателей ПОЛ и АОА на протяжении одной недели
при ежедневном одночасовом иммобилизационном стрессе (1-я серия эксперимента)
и коррекция стресса 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинатом (2-я серия эксперимента). Препарат 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат вводился в/м в дозе
10 мг/кг, начиная за 3 дня до иммобилизации и в течение всей 2-й серии эксперимента. Опыты проведены на 42 крысах-самцах, из которых 6 крыс составили контрольную группу без иммобилизации. В сыворотке плазмы крови определяли диеновые
конъюгаты (ДК) по способу В.Б. Гаврилова и Н.И. Мишкорудной (1983), малоновый
диальдегид (МДА) – по способу В.Б. Гаврилова и соавт. (1987) и антиокислительную
активность (АОА) – по способу Г.И. Клебанова и соавт. (1988).
Результаты обрабатывали статистически с помощью пакета программ «Statistica 5» и «Statistica 6» с использованием непараметрических методов. Сравнение в выборках проводилось с помощью дисперсионного анализа по Фридману (рF) для связанных групп, при р ≤ 0,05 проводилось попарное сравнение с использованием непа8
раметрического критерия Вилкоксона (pW) для связанных выборок. Сравнение данных в несвязанных выборках проводилось с помощью U-критерия Манна – Уитни.
Корреляционные зависимости характеризовали с помощью ранговой корреляции по
Спирмену. Графики и рисунки сделаны в программе «Statistica 6» и с помощью графического редактора «Microsoft Office Excel 2007».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Процесс всасывания веществ в изолированной петле тощей кишки в эксперименте на крысах изучался с использованием собственного способа моделирования энтероэнтероанастомоза у мелких лабораторных животных. Способ позволяет сохранить нормальный просвет тонкой кишки при формировании энтероэнтероанастомоза
«конец в конец» у мелких лабораторных животных, а также интраоперационно проверить состоятельность и герметичность сформированного анастомоза.
В результате проведенного исследования процесса всасывания получены данные о снижении СВГ при остром и хроническом одночасовом ежедневном иммобилизационном стрессе.
В первый день иммобилизационного стресса отмечалось общее снижение СВГ на
20 % за один час фиксации в сравнении с контролем (р < 0,05). Наибольшее снижение
скорости транспорта глюкозы отмечалось на 30-й минуте от начала стресса. На третий
день иммобилизации сохранялось еще более выраженное торможение скорости транспорта глюкозы (на 27 %) с максимумом на 45-й и 60-й минутах. На седьмой день стресса
продолжилось падение скорости транспорта глюкозы. За первые 30 минут этого дня
фиксации у животных отмечалось наиболее значительное снижение скорости всасывания глюкозы. За часовое изучение процесса всасывания глюкозы на седьмой день снижение скорости транспорта глюкозы было максимально (около 30 %) в сравнении с контролем. На десятый день стресса наблюдалось постепенное увеличение СВГ с наибольшими значениями на 60-й минуте иммобилизации. За час скорость всасывания составила
10,33 (9,78–10,91) мкмоль/мин и достоверно превышала скорость транспорта глюкозы
седьмого дня стресса. Динамика изменения скорости всасывания глюкозы представлена
в таблице 1 в виде медианы и интерквартильного интервала.
У всех крыс при иммобилизации отмечено увеличение частоты сердечных сокращений (ЧСС) за час опыта от уровня контроля (100 %) с максимумом в первый день
9
стресса (127,7 %) и минимумом на десятый день стресса. Наиболее высокие значения частоты сердечных сокращений отмечались на первых минутах иммобилизации.
Таблица 1
Динамика скорости всасывания глюкозы (мкмоль/мин) в контроле
и в состоянии стресса (Ме, Q25–Q75)
Условия
опыта
Время забора материала
15 мин
(n = 6)
30 мин
(n = 6)
45 мин
(n = 6)
60 мин
(n = 6)
Скорость
всасывания
глюкозы за 1 час
опыта (n = 24)
Контроль
13,37
13,94
12,67
11,76
(12,90–13,59) (13,32–14,28) (12,61–13,04) (11,66–11,89)
12,89
(12,09–13,52)
1-й день
cтресса
10,89*
(10,48–11,50)
9,75*
(9,20–10,15)
10,24*
(9,89–10,67)
10,43*
(9,81–11,08)
10,34*
(9,75–10,99)
3-й день
стресса
10,01*/**
(9,52–10,56)
10,16*
(9,82–10,40)
8,23*/**
(7,51–8,89)
8,71*/**
(8,65–8,75)
9,48*/**
(8,67–10,08)
7-й день
стресса
8,54*/**
(8,27–8,73)
8,83*/**
(8,44–9,26)
9,66*/**
(9,03–10,35)
9,72*
(9,55–9,80)
9,06*/**
(8,62–9,70)
10-й день
стресса
9,63*/**
(8,75–10,00)
10,12*
(9,25–10,65)
10,48*
10,91*
(10,15–11,10) (10,45–11,25)
10,33*
(9,78–10,91)
Примечание: n – кол-во проб инфузата, взятого на анализ содержания глюкозы (в этой и
следующей серии опытов), здесь и далее: * – различия значимы (р < 0,05)
при сравнении с контролем в соответствующем временном интервале, **
– различия значимы (р < 0,05) при сравнении с первым днем стресса в соответствующем временном интервале.
Таким образом, доказано, что при ежедневном хроническом одночасовом
иммобилизационном стрессе к седьмому дню снижение СВГ достигает максимальных значений. Сохраняется и увеличение частоты сердечных сокращений, свидетельствующее об активации симпатоадреналовой системы. В течение хронического стресса значительно изменяется динамика процесса всасывания, а, следовательно, стрессорное состояние опосредованно влияет на процессы, участвующие в
транспорте глюкозы. Полученные нами факты указывают на необходимость коррекции изучаемого процесса всасывания веществ в желудочно-кишечном тракте
медикаментозными препаратами.
При изучении моторной функции желудка, двенадцатиперстной и тощей кишки
у собак по ИСА получены факты, указывающие, что сократительная активность
мышц тела желудка тормозится, а в двенадцатиперстной и тощей кишке – активируется в условиях хронического иммобилизационного стресса (табл. 2, 3).
10
Таблица 2
Динамика моторной функции тела желудка по индексу
сократительной активности в контроле и в состоянии стресса
(Ме, Q25–Q75)
Время регистрации
Условия
опыта
Контроль
1-й день
стресса
3-й день
стресса
7-й день
стресса
ИСА за
1 ч опыта
N = 16
N = 16
N = 16
N = 16
N = 16
N = 80
Индекс сократительной активности желудка в условных единицах
10,28
10,49
10,44
10,26
9,81
10,28
(9,99–
(9,03–12,00) (9,10–12,26) (9,51–12,26) (8,51–11,02)
(9,03–11,57)
10,88)
9,77
6,00*
7,30*
9,19*
10,40
9,00*
(9,11–
(5,33–6,84) (6,54–8,38) (8,53–10,32) (8,79–11,46)
(6,84–10,16)
13,75)
9,94*/**
7,40*/**
8,44*/**
9,15
9,06
9,00*
(8,84–
(6,26–9,00) (7,85–10,54) (8,37–11,16) (8,41–11,42)
(8,04–11,36)
11,76)
12,00
8,68*/**
9,56**
9,28
11,66
10,00**
(9,59–
(8,06–10,07) (8,08–10,60) (8,92–12,00) (10,01–12,50)
(8,52–12,00)
12,84)
0–5 мин
15–20 мин
30–35 мин
45–50 мин
60–65 мин
Примечание: N – количество эпох записи.
В первый день стресса у собак отмечалось наименьшее значение ИСА тела желудка в первые минуты фиксации. ИСА тела желудка приблизился к контрольным
данным только к 45-й минуте иммобилизации, на 60-й минуте опыта он достоверно
не отличался от уровня контрольного исследования. В целом, за первый день стресса,
в течение часа индекс сократительной активности тела желудка был ниже уровня
контроля на 12,5 %. На третий день стресса индекс сократительной активности тела
желудка оставался ниже уровня контрольных опытов как в среднем за час, так и в
начале часовой иммобилизации. ИСА желудка за час фиксации на третий день соответствовал уровню первого дня стресса, однако был достоверно выше на 1–5; 15–20 и
60–65-й минутах иммобилизации собак.
В первый день стресса наблюдалось увеличение ЧСС у собак на 44 % по сравнению с исходными данными. ИН в первый день стресса составил 750 (690–833) у.е., что
говорит о выраженной симпатикотонии (Вейн А.М., 2000). На третий день стресса у всех
испытуемых животных ЧСС на 30,7 % превышала контрольные данные. ИН составил
627 (483–676) у.е., что указывает на высокую и умеренную степень симпатикотонии. На
седьмой день стресса наблюдалось приближение к уровню данных контроля как ИСА,
так и частоты сердечных сокращений (73 (67–76) ударов в минуту). ИН был равен 112
11
(83–132) у.е., что соответствовало индексу напряжения в контрольных исследованиях
(106 (75–128) у.е.). Динамика ИСА тела желудка за 1 час опыта приведена на рисунке 1.
***
ИСА, усл. ед.
10,50
10,00
9,50
*
*
1-й день
стресса
3-й день
стресса
9,00
8,50
8,00
контроль
7-й день
стресса
Рис. 1. Индекс сократительной активности тела желудка за один час опыта в контроле и при
стрессе.
Таблица 3
Динамика моторной функции двенадцатиперстной и тощей кишок
по индексу сократительной активности в контроле и в состоянии
стресса (Ме, Q25–Q75)
Время регистрации
контроль
Условия
опыта
ДПК
ТК
1 день
ДПК
ТК
3 день
ДПК
ТК
7 день
ДПК
ТК
ИСА за
1 ч опыта
N = 16
N = 16
N = 16
N = 16
N = 16
N = 80
Индекс сократительной активности тощей и двенадцатиперстной кишки
в условных единицах
44,52
36,52
43,43
42,52
45,98
43,91
(38,00–46,96) (31,49–46,02) (39,00–49,00) (35,52–47,47) (37,47–59,47) (36,03–48,46)
90,50
76,51
76,51
78,00
84,52
81,48
(70,49–
(71,75–85,03) (69,98–90,48) (66,00–94,00) (80,25–91,99) (70,95–92,46)
102,50)
58,99*
59,99*
58,55*
60,00*
63,02*
60,00*
(53,52–68,96) (55,98–72,00) (55,98–67,90) (54,01–72,54) (55,31–75,54) (55,78–69,52)
109,49*
100,98*
90,54*
110,50*
113,02*
108,98*
(104,00–
(88,00–
(82,52–
(106,50–
(98,54–
(88,51–
112,49)
115,49)
114,00)
127,01)
127,01)
120,98)
63,00*
63,48*
64,98*
59,48*
56,81*
66,99*
(56,52–
(58,51–68,52) (57,98–70,50) (54,01–67,56) (54,01–62,55) (62,52–69,48)
68,94)
107,50*
102,53*
94,05*
95,10*/**
115,70*
99,99*/**
(98,98–
(85,02–
(89,50–
(87,50–
(97,99–
(90,05–
108,08)
111,99)
104,00)
104,52)
122,51)
110,99)
48,96*/**
49,98
48,96*/**
47,98**
45,49**
52,53**
(45,00–
(44,50–60,02) (45,97–57,97) (46,29–53,52) (35,50–60,48) (46,50–60,48)
56,54)
88,50*/**
88,00*/**
89,98**
83,52
76,02**
89,50**
(85,55–
(79,49–
(85,35–93,03)
(75,03–99,99) (71,61–85,71) (85,03–96,97)
100,50)
95,04)
0–5 мин
15–20 мин
30–35 мин
45–50 мин
60–65 мин
Примечание: N – количество эпох записи, ДПК – двенадцатиперстная кишка, ТК – тощая
кишка, 1, 3, 7 день – дни стресса
12
Результаты исследования моторной функции двенадцатиперстной и тощей
кишки приведены в таблице 3 в виде медианы и интерквартильного интервала.
В первый день стресса на первых минутах иммобилизации в двенадцатиперстной кишке ИСА был достоверно выше, чем в соответствующем временном
промежутке контрольного исследования. ИСА в двенадцатиперстной кишке оставался достоверно стабильно высоким в течение всего часа иммобилизации. В первый день стресса в течение часа ИСА превысил уровень контроля на 36,6 %.
В тощей кишке на первых минутах иммобилизации в первый день стресса
наблюдался высокий ИСА, но затем отмечалось снижение ИСА на 15-й и 30-й минутах стресса (р < 0,05). В последующие 30 минут фиксации животных отмечалось постепенное увеличение ИСА тощей кишки с максимальным значением на 60-й минуте.
За час опыта ИСА превысил уровень контроля на 34 %.
На третий день иммобилизационного стресса в двенадцатиперстной и тощей
кишке в течение всего опыта сохранялось достоверное увеличение уровня ИСА по
сравнению с контролем, но в тощей кишке наблюдалась тенденция к снижению ИСА
за час фиксации в отличие от двенадцатиперстной кишки. На седьмой день стресса
наблюдалось приближение ИСА исследуемых отделов кишечника к уровню контроля
практически во всех временных промежутках регистрации электромиограмм. Однако
за час иммобилизации уровень ИСА в двенадцатиперстной кишке на седьмой день
стресса достоверно превышал данные контроля на 11,5 %, а в тощей – на 8,0 %, но
при этом также достоверно отличался от первого и третьего дня стресса (рис. 2).
Рис. 2. Индекс сократительной активности двенадцатиперстной и тощей кишки за один час
опыта в контроле и при стрессе.
13
По нашим данным, вычисленный ИН указывает, что при иммобилизационном
стрессе повышается тонус симпатического отдела (СО) вегетативной нервной системы (ВНС).
Мы предположили, что в тормозном процессе всасывания глюкозы, а также в
изменениях моторной функции желудочно-кишечного тракта участвует не только активация СО ВНС, но, вполне возможно, задействованы процессы ПОЛ. Поэтому нами
проведена серия исследований с определением уровня ДК и МДА, а также АОА. Получены следующие результаты (табл. 4):
Таблица 4
Динамика уровня диеновых конъюгатов, малонового диальдегида
и антиокислительной активности в сыворотке плазмы крови
в контроле и в состоянии стресса (Ме, Q25–Q75)
Условия опыта
Контроль
1-й день стресса
3-й день стресса
7-й день стресса
ДК (мкмоль/л)
1,22 (1,19–1,25)
(n = 6)
1,86* (1,62–2,22)
(n = 6)
2,21*/** (2,16–2,34)
(n = 6)
2,40*/** (2,26–2,64)
(n = 6)
МДА (мкмоль/л)
1,50 (1,39–1,64)
(n = 6)
1,87* (1,73–1,98)
(n = 6)
1,90* (1,78–2,01)
(n = 6)
1,92* (1,87–2,06)
(n = 6)
АОА (у.е.)
12,73 (11,73–18,85)
(n = 6)
10,51* (9,52–11,29)
(n = 6)
11,47 (10,04–12,63)
(n = 6)
9,12* (8,50–10,12)
(n = 6)
Полученные результаты указывают, что во все дни иммобилизации отмечается
повышение ДК в сыворотке крови крыс, достигавшее максимума на седьмой день
ежедневного часового стресса. Уровень ДК на седьмой день повысился почти вдвое
(196,8 %) по сравнению с контролем (100 %). Снижение скорости всасывания глюкозы в этот же день стрессирования также было максимальным и составило около 30 %
от исходных данных, взятых за 100 %. Содержание МДА было достоверно повышено
во все дни стресса, однако не так значительно, как уровень диеновых конъюгатов.
Самый высокий уровень малонового диальдегида наблюдался к седьмому дню стресса и составил 128 % от уровня контрольных данных, взятых за 100 %.
Для оценки значимости полученных результатов был проведен корреляционный анализ. Выявлена сильная прямая корреляционная зависимость (r > 0,75; р <
0,05) между уровнями диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в 1-й и 3-й
день стресса. Также отмечена сильная обратная корреляционная зависимость между
уровнем диеновых коньюгатов и скоростью всасывания глюкозы на первый (r = –
14
0,94) и третий (r = –0,88) день стресса, и сильная обратная корреляционная зависимость между уровнем МДА и скоростью всасывания глюкозы во все дни иммобилизации: 1-й день r = –0,82; 3-й день r = –0,89; 7-й день r = –0,94; (р < 0,05).
В настоящее время существует большая группа веществ, обладающих в разной
степени антистрессорным действием. Одним из таких препаратов является 2-этил-6метил-3-оксипиридина сукцинат. Применение препарата за 3 дня до стресса в дозе
10 мг/кг и на протяжении всего времени иммобилизации животных приводило к изменению содержания как первичных (ДК), так и конечных продуктов (МДА) ПОЛ и
значительному повышению антиокислительной активности сыворотки (рис. 3).
Примечание
Рис. 3. Динамика уровней диеновых конъюгатов, малонового диальдегида (а) и антиокислительной активности (б) сыворотки крови в контрольных опытах и в условиях стресса без
введения препарата 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат и на фоне введения препарата: ДК 1, МДА 1, АОА 1 – в контроле и при стрессе без введения препарата 2-этил6-метил-3-оксипиридина сукцинат; ДК 2, МДА 2, АОА 2 – в контроле и при стрессе на
фоне введения препарата; здесь и далее: *** – различия значимы (р < 0,05) при сравнении между соответствующими сутками стресса без введения и на фоне введения препарата.
В первый день стресса на фоне введения препарата 2-этил-6-метил-3оксипиридина сукцинат уровень ДК составил 1,50 (1,40–1,58) мкмоль/л и достоверно
отличался от уровня ДК в контроле, но при этом был ниже, чем при стрессе без введения антиоксиданта. На третий день стресса при введении препарата уровень ДК
15
был выше, чем в первый день, и сопоставим с уровнем ДК при стрессе без введения
препарата в соответствующем временном интервале. На седьмой день стресса на
фоне курсового введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат наблюдалось
приближение уровня ДК к уровню контрольных исследований.
Уровень МДА на фоне курсового введения препарата 2-этил-6-метил-3оксипиридина сукцинат в первый день фиксации животных повысился всего на 4,7 %
и остался практически на уровне контроля. На третий день иммобилизационного
стресса уровень МДА составил 1,74 (1,71–1,92) мкмоль/л, эта величина оказалась достоверно выше в сравнении с контрольными исследованиями и при этом достоверно
не отличалась от уровня МДА при стрессе без введения препарата. На седьмой день
хронического ежедневного часового стресса на фоне введения препарата наблюдалось приближение МДА к контрольным данным.
Курсовое введение препарата 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината на
фоне стресса при изучении всасывания глюкозы вызывало приближение скорости
всасывания этого субстрата к контрольным данным в более ранние сроки. На седьмой
день иммобилизации на фоне введения препарата СВГ за час достигала уровня контрольных опытов (рис. 4).
Рис. 4. Сравнение скорости всасывания глюкозы за один час при иммобилизации без введения антиоксидантного препарата и на фоне курсового введения 2-этил-6-метил-3оксипиридина сукцината. Здесь и далее: # – различия значимы (р < 0,05) при сравнении с контролем после введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината в соответствующем временном интервале.
При хроническом иммобилизационном стрессе у собак на фоне введения 2этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината в первый день стресса отмечено снижение
индекса сократительной активности желудка в сравнении с результатами контроля.
16
ИН в первые пять минут в первый день стресса на фоне введения препарата составил
724 (650–800) у.е., а к концу часа фиксации – 493 (453–563), что можно расценивать
как умеренную симпатикотонию.
На третий день стресса на фоне введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината достоверные отличия ИСА тела желудка от контрольных данных отмечены
только на 15-й минуте опыта. ИСА тела желудка во всех остальных временных интервалах опыта и за час фиксации животных достоверно не отличался от результатов
контроля. ИН в первые пять минут опыта составил 249 (213–275) у.е., в последующие
временные интервалы ИН был на уровне контроля. На седьмой день стресса на фоне
введения препарата достоверных отличий ИСА тела желудка и ИН от контрольных
данных в течение всего времени иммобилизации не отмечалось.
Динамика индекса сократительной активности тела желудка за 1 час опыта при
стрессе без введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината и на фоне введения
препарата приведена на рисунке 5.
Рис. 5. Индекс сократительной активности тела желудка за 1 час опыта в контроле и при
стрессе без введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината и на фоне стресса с
введением препарата: ИСА 1 – в контроле и при стрессе без введения препарата 2этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат; ИСА 2 – в контроле и при стрессе на фоне
введения препарата.
На фоне введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината в первый день
иммобилизационного стресса у собак ИСА двенадцатиперстной кишки был достоверно выше контрольных опытов на 30,9 %, однако при этом достоверно ниже уровня
ИСА в первый день иммобилизации при стрессе без введения препарата. В тощей
кишке за час опыта ИСА превысил уровень контроля на 11,5 %, что значительно ниже, чем в первый день стресса без введения препарата (34 %).
17
На фоне курсового введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината на третий день иммобилизации животных в двенадцатиперстной кишке ИСА был ниже третьего дня стресса без введения антиоксидантного препарата. На седьмой день стресса
на фоне введения препарата ИСА обоих исследуемых отделов кишечника не отличался от уровня контроля. Гистограмма сравнения ИСА двенадцатиперстной и тощей
кишок при стрессе без введения 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцината и на фоне
курсового введения препарата представлены на рисунках (рис. 6а, 6б).
Рис. 6. Индекс сократительной активности двенадцатиперстной (а) и тощей (б) кишки за
один час опыта в контроле и при стрессе без введения 2-этил-6-метил-3оксипиридина сукцината и на фоне курсового введения препарата: ИСА ДПК 1, ИСА
ТК 1 – в контроле и при стрессе без введения препарата 2-этил-6-метил-3оксипиридина сукцинат; ИСА ДПК 2, ИСА ТК 2 – в контроле и при стрессе с введением препарата.
На основе совокупности полученных результатов и данных литературы мы
предлагаем схему стресс-индуцированных изменений моторной функции желудочнокишечного тракта и процесса всасывания глюкозы в тощей кишке и коррекции их антиоксидантным препаратом 2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат (рис. 7).
18
Рис. 7. Стресс-индуцированные изменения моторной функции ЖКТ и процесса всасывания
глюкозы в тонкой кишке и коррекция их антиоксидантным препаратом 2-этил-6метил-3-оксипиридина сукцинат.
ВЫВОДЫ
1. Скорость всасывания глюкозы во время иммобилизации снижается; в первый день иммобилизации на 20,0 %, на третий день – на 27,0 %, на седьмой день –
около 30,0 %, на десятый день – на 20,0 % по сравнению с контролем. Наибольшее
снижение скорости приходится на 30–45-ю минуты фиксации животных в 1-й, 3-й
день и первые 15 минут перфузии 7-го и 10-го дней стресса.
2. Снижение индекса сократительной активности тела желудка за час на первый и третий дни иммобилизации составило 12,5 %, на седьмой день – около 3,0 % по
сравнению с данными контроля. Максимальное снижение сократительной активности
отмечалось в первые минуты первого дня иммобилизации.
19
3.
Индекс сократительной активности двенадцатиперстной кишки за час им-
мобилизации в первый день повышался на 36,6 %, на третий день – на 43,5 % и на
седьмой день на 11,5 % по сравнению с контролем. Максимальное повышение сократительной активности зарегистрировано на 15-20-й минутах третьего дня иммобилизации.
4. Индекс сократительной активности тощей кишки за час иммобилизации в
первый день повышался на 34,0 %, на третий день – на 22,7 % и на седьмой день около 8,0 % с максимумом повышения на 45-50-минутах первого дня иммобилизации.
5. Стресс-реактивность функций всасывания в тонком кишечнике и моторики
гладкой мускулатуры ЖКТ различается в динамике ответных реакций; всасывание
глюкозы тормозится на протяжении всей десятидневной одночасовой иммобилизации
с максимумом на седьмой день, а сократительная активность гладкой мускулатуры
ЖКТ – к седьмому дню иммобилизации с приближением к данным контроля.
6. В торможении скорости всасывания глюкозы существенная роль принадлежит активации ПОЛ: наличие сильной обратной корреляционной зависимости между
уровнем МДА и скоростью всасывания глюкозы указывает на сопряженность этих
процессов.
7. Использование
антиоксидантного
препарата
2-этил-6-метил-3-
оксипиридина сукцинат опосредовано увеличивает скорость всасывания глюкозы в
тонкой кишке и корригирует изменения сократительной активности гладкой мускулатуры ЖКТ в условиях хронического иммобилизационного стресса.
8. Разработанный способ моделирования энтероэнтероанастомоза на крысах
может использоваться для изучения процесса всасывания веществ в тонкой кишке у
других мелких лабораторных животных.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи, опубликованные в рецензируемых научных журналах,
определенных ВАК:
1. Закономерности изменения скорости всасывания глюкозы в тонком
кишечнике при иммобилизационном стрессе (экспериментальное исследование)
/ М.И. Сусликова, И.А. Мирошниченко, Л.И. Корытов, М.И. Губина // Сибирский медицинский журнал. – 2010. – Т. 92, № 1. – С. 36–38.
20
2. Скорость всасывания глюкозы в тонком кишечнике при хроническом
стрессе и коррекция его Мексидолом (экспериментальное исследование) /
М.И. Сусликова, И.А. Мирошниченко, Л.И. Корытов [и др.] // Сибирский медицинский журнал. – 2011. – Т. 100, № 1. – С. 33–35.
3. Динамика изменений индекса сократительной активности двенадцатиперстной и тощей кишки при иммобилизационном стрессе / М.И. Сусликова,
Л.И. Корытов, Т.М. Колбовская, М.И. Губина // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. –
2012. – № 1 (83). – С. 130–134.
4. Динамика моторной функции тела желудка при иммобилизационном
стрессе / М.И. Сусликова, Л.И. Корытов, Т.М. Колбовская, М.И. Губина // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. – 2012. – № 6 (88). – С. 85-89.
5. Коррекция изменений моторной функции желудка при иммобилизационном стрессе стресс-протективным препаратом / М.И. Сусликова, Л.И. Корытов, Т.М. Колбовская, М.И. Губина // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. – 2012. –
№ 6 (88). – С. 90–93.
Работы, опубликованные в прочих изданиях:
6. Корытов, Л.И. Стресс – один из механизмов формирования психосоматической патологии / Л.И. Корытов, М.И. Сусликова // Психосоматические и соматоформные расстройства в клинической практике: материалы IV Байкальской межрегион. конф., 25–26 сентября 2008 г. – Иркутск, 2008. – С. 47–49.
7.
Корытов, Л.И. Динамика скорости всасывания глюкозы в тонком кишечни-
ке при хроническом иммобилизационном стрессе и коррекция его Мексидолом /
Л.И. Корытов, М.И. Сусликова, Т.М. Колбовская // ХХI съезд физиол. об-ва им.
И.П. Павлова: тез. докл., 19–25 сентября 2010 г., Калуга. – М. – Калуга, 2010. –
С. 301–302.
8. Сусликова, М.И. Всасывание веществ в пищеварительном тракте: механизмы, гипотезы, регуляция / М.И. Сусликова // Материалы юбилейной науч. конф., посвящ. 90-летию кафедры нормальной физиологии ИГМУ. – Иркутск, 2012. – С. 54–60.
9.
Корытов, Л.И. Динамика изменений индекса сократительной активности
тонкой кишки при хроническом иммобилизационном стрессе у собак / Л.И. Корытов,
М.И. Сусликова // VII Сибир. съезд физиологов c междунар. участием: материалы,
27–29 июня 2012 г. – Красноярск, 2012. – С. 250–251.
21
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АОА
– антиокислительная активность сыворотки
АТФ
– аденозинтрифосфат
ВНС
– вегетативная нервная система
ГИГ
– гастроинтестинальные гормоны
ДК
– диеновые конъюгаты
ДПК
– двенадцатиперстная кишка
ЖКТ
– желудочно-кишечный тракт
ИН
– индекс напряжения
ИСА
– индекс сократительной активности
МДА
– малоновый диальдегид
МЭА
– миоэлектрическая активность
ПОЛ
– перекисное окисление липидов
САС
– симпатоадреналовая система
СВГ
– скорость всасывания глюкозы
СО
– симпатический отдел
СРО
– свободнорадикальное окисление
ТК
– тощая кишка
ЧСС
– частота сердечных сокращений
ЭКГ
– электрокардиография
CRF
– кортикотропин-рилизинг фактор
NO
12перстная
– оксид азота
– двенадцатиперстная кишка
22
Подписано в печать 18.11.2013. Бумага офсетная. Формат 60х841/16.
Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 1,0
Тираж 100 экз. Заказ № 0100-13.
РИО НЦРВХ СО РАМН
(Иркутск, ул. Борцов Революции, 1. Тел 29–03–37. E-mail: arleon58@gmail.com)
23