ВЛИЯНИЕ рН СРЕДЫ НА НЕЙРОГЕННУЮ РЕАКТИВНОСТЬ ВНУТРЕННЕЙ СОННОЙ АРТЕРИИ КРЫСЫ НА ФОНЕ ДЕЙСТВИЯ НОРАДРЕНАЛИНА В.Н. Ярцев
PDF

Ключевые слова

внутренняя сонная артерия крысы
норадреналин
стимуляция электрическим полем
pH
ацидоз
алкалоз

Как цитировать

Ярцев, В. Н. (2019). ВЛИЯНИЕ рН СРЕДЫ НА НЕЙРОГЕННУЮ РЕАКТИВНОСТЬ ВНУТРЕННЕЙ СОННОЙ АРТЕРИИ КРЫСЫ НА ФОНЕ ДЕЙСТВИЯ НОРАДРЕНАЛИНА В.Н. Ярцев. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 105(10), 1316–1328. https://doi.org/10.1134/S0869813919100145

Аннотация

В опытах на сегментах внутренней сонной артерии крысы изучалось влияние рН среды на нейрогенную констрикторную реакцию этих сегментов, вызванную их стимуляцией электрическим полем с частотой 1, 3, 10 и 40 Гц до и на фоне действия норадреналина в концентрации от 0.01 до 10 мкМ. Показано, что в условиях ацидоза (рН 6.6) и отсутствия норадреналина происходит снижение этой реакции, наиболее значительное при высоких частотах электростимуляции, в то время как на фоне действия норадреналина ацидоз скорее повышал, а алкалоз (рН 7.6) снижал данную реакцию, и это снижение было статистически значимым и наиболее выраженным при низких частотах электростимуляции. Реакция артерии на норадреналин во всех концентрациях кроме 10 мкМ под действием ацидоза имела тенденцию к возрастанию. Норадреналин потенцировал нейрогенную вазоконстрикцию, причем наибольшее потенцирование наблюдалось при концентрации норадреналина 0.5-10.0 мкМ, увеличивалось на фоне ацидоза и уменьшалось на фоне алкалоза. Обнаруженное увеличение сократительной способности внутренней сонной артерии при сдвиге рН в кислую сторону может иметь значение для предотвращения повышения артериального давления в головном мозге при мышечной работе, сопровождающейся значительным ростом кровяного давления, ацидозом и повышением концентрации норадреналина.

https://doi.org/10.1134/S0869813919100145
PDF

Литература

Rhoades R.A., Bell D.R Medical physiology: principles for clinical medicine (4th ed.). Philadelphia. PA. Wolters Kluwer, Lippincott Williams & Wilkins. 2012.

Borovsky V., Herman M., Dunphy G., Caplea A., Ely D. CO2 asphyxia increases plasma norepinephrine in rats via sympathetic nerves. Am. J. Physiol. 274(1 Pt 2): R19-R22. 1998.

Omerovic E., Bollano E., Mobini R., Kujacic V., Madhu B., Soussi B., Fu M., Hjalmarson Å., Waagstein F., Isgaard J. Growth hormone improves bioenergetics and decreases catecholamines in postinfarct rat hearts. Endocrinology. 141 (12): 4592-4599. 2000.

Pacak K., Palkovits M., Yadid G., Kvetnansky R., Kopin I.J., Goldstein D.S. Heterogeneous neurochemical responses to different stressors: a test of Selye's doctrine of nonspecificity. Am. J. Physiol. 275(4 Pt 2): R1247-R1255. 1998.

Atkinson J., Boillat N., Fouda A. K., Guillain H., Sautel M., Sonnay M. Noradrenaline inhibits vasoconstriction induced by electrical stimulation. Gen. Pharmacol. 18(3): 219-223. 1987.

Medina P., Segarra G., Peiro M., Flor B., Martinez-Leon J.B., Vila J.M., Lluch S. Influence of nitric oxide on neurogenic contraction and relaxation of the human gastroepiploic artery. Am. J. Hypertens. 16 (1): 28-32. 2003.

Nelson S.H., Steinsland O.S., Johnson R.L., Suresh M.S., Gifford A., Ehardt J.S. Pregnancy-induced alterations of neurogenic constriction and dilation of human uterine artery. Am. J. Physiol. 268(4 Pt 2): H1694-H1701. 1995.

Su C. Potentiative effects of alpha agonistic sympathomimetic amines on vasoconstriction by adrenergic nerve stimulation. J. Pharmacol. Exp. Ther. 215(2): 377-381. 1980.

Ярцев В.Н., Караченцева О.В., Дворецкий Д.П. Эффекты экзогенного норадреналина и мелатонина на нейрогенную вазореактивность. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 90(11): 1363-1369. 2004. [Yartsev V.N., Karachentseva O.V., Dvoretsky D.P. Effects of noradrenaline and melatonin on the neurogenic vasoreactivity. Russ. J. Physiol. 90(11): 1363-1369. 2004. (In Russ.)].

Baretella O., Xu A., Vanhoutte P.M. Acidosis prevents and alkalosis augments endothelium-dependent contractions in mouse arteries. Pflugers Arch. 466(2): 295-305. 2014.

Celotto A.C., Restini C.B., Bendhack L.M., Evora P.R. Acidosis induces relaxation mediated by nitric oxide and potassium channels in rat thoracic aorta. Eur. J. Pharmacol. 656(1-3): 88-93. 2011.

Boedtkjer E., Hansen K.B., Boedtkjer D.M., Aalkjaer C., Boron W.F. Extracellular HCO3- is sensed by mouse cerebral arteries: Regulation of tone by receptor protein tyrosine phosphatase γ. J. Cereb. Blood Flow Metab. 36(5): 965-980. 2016.

Kokubun S., Fukuda S., Shimoji K., Sakamoto H., Gamou S., Ogura M., Yunokawa S., Morita S. Differential responses of porcine. Crit. Care. Med. 37(3): 987-992. 2009.

Dabertrand F., Nelson M.T., Brayden J.E. Acidosis dilates brain parenchymal arterioles by conversion of calcium waves to sparks to activate BK channels. Circ. Res. 110(2): 285-294. 2012.

Chen L.Q., Shepherd A.P. Role of H+ and alpha 2-receptors in escape from sympathetic vasoconstriction. Am. J. Physiol. 261(3 Pt 2): H868-H873. 1991.

Davis T.R., Wood M.B. The effects of acidosis and alkalosis on long bone vascular resistance. J. Orthop. Res. 11(6): 834-839. 1993.

Kawasaki H., Eguchi S., Miyashita S., Chan S., Hirai K., Hobara N., Yokomizo A., Fujiwara H., Zamami Y., Koyama T., Jin X., Kitamura Y. Proton acts as a neurotransmitter for nicotine-induced adrenergic and calcitonin gene-related peptide-containing nerve-mediated vasodilation in the rat mesenteric artery. J. Pharmacol. Exp. Ther. 330(3): 745-755. 2009.

Roloff E.V., Tomiak-Baquero A.M., Kasparov S., Paton J.F. Parasympathetic innervation of vertebrobasilar arteries: is this a potential clinical target? J. Physiol. 594(22): 6463-6485. 2016.

Sato K., Sadamoto T., Hirasawa A., Oue A., Subudhi A.W., Miyazawa T., Ogoh S. Differential blood flow responses to CO2 in human internal and external carotid and vertebral arteries. J. Physiol. 590 (14): 3277-3290. 2012.

Ярцев В.Н. Потенцирующее действие норадреналина на вызванное электромагнитной стимуляцией нейрогенное сокращение внутренней сонной артерии крысы. Биомед. радиоэлектроника. (11): 40-47. 2018. [Yartsev V.N. Noradrenaline-induced potentiation of the electrical field-evoked neurogenic contraction of the rat internal carotid artery. Biomed. Radioelectronics. (11): 40-47. 2018. (In Russ.)].

Ярцев В.Н. Сравнение действия ацидоза на реактивность внутренней сонной и хвостовой артерий крысы с применением электромагнитного стимулятора. Биомед. радиоэлектроника. (1): 63-65. 2019. [Yartsev V.N. Comparison of the effect of acidosis on the reactivity of the rat internal carotid and the tail artery with application of an electromagnetic neurostimulator. Biomed. Radioelectronics (1): 63-65. 2019. (In Russ.)].

Ootsuka Y., McAllen R.M. Interactive drives from two brain stem premotor nuclei are essential to support rat tail sympathetic activity. Am. J. Physiol. 289(4): R1107-R1115. 2005.

Dvoretsky D.P., Yartsev V.N., Karachentseva O.V., Granstrem M.P. Changes in reactivity of rat arteries subjected to dynamic stretch. Acta Physiol. Scand. 169(1): 13-20. 2000.

Mohammed R., Provitera L., Cavallaro G., Lattuada D., Ercoli G., Mosca F., Villamor E. Vasomotor effects of hydrogen sulfide in human umbilical vessels. J. Physiol. Pharmacol. 68(5): 737-747. 2017.

Karachentseva O.V., Yartsev V.N., Dvoretskii D.P. Noradrenaline can restore decreased neurogenic vasoreactivity. Neurosci. Behav. Physiol. 39 (2): 161-166. 2009.

Yartsev V.N., Karachentseva O.V. Noradrenaline-induced restoration of acidosis-inhibited neurogenic vasoreactivity at using different electrical stimulation frequencies. Neurosci. Behav. Physiol. 47(2): 179-185. 2017.

Yartsev V.N., Karachentseva O.V., Dvoretsky D.P. Effect of pH changes on reactivity of rat mesenteric artery segments at different magnitude of stretch. Acta Physiol. Scand. 174(1): 1-7. 2002.

Tateishi J., Faber J.E. Inhibition of arteriole α2- but not α1-adrenoceptor constriction by acidosis and hypoxia in vitro. Am. J. Physiol. 268 (5, Pt 2): H2068-H2076. 1995.

Jensen P.E., Hughes A., Boonen H.C.M., Aalkjaer C. Force, membrane potential, and [Ca2+]i during activation of rat mesenteric small arteries with norepinephrine, potassium, aluminum fluoride, and phorbol ester. Effects of changes in pHi. Circ. Res. 73 (2): 314-324. 1993.

Li Y., Horiuchi T., Murata T., Hongo K. Mechanism of alkalosis-induced constriction of rat cerebral penetrating arterioles. Neurosci. Res. 70(1): 98-103. 2011.

Ives S.J., Andtbacka R.H., Noyes R.D., Morgan R.G., Gifford J.R., Park S.Y., Symons J.D., Richardson R.S. α1-Adrenergic responsiveness in human skeletal muscle feed arteries: the impact of reducing extracellular pH. Exp. Physiol. 98(1): 256-267. 2013.

Handy J.M., Soni N. Physiological effects of hyperchloraemia and acidosis. Br. J. Anaesth. 101(2): 141-150. 2008.

Mohanty I., Suklabaidya S., Parija S.C. Acidosis reduces the function and expression of α1D-adrenoceptor in superior mesenteric artery of Capra hircus. Indian J. Pharmacol. 48(4): 399-406. 2016.

Boedtkjer E. Acid-base regulation and sensing: Accelerators and brakes in metabolic regulation of cerebrovascular tone. J. Cereb. Blood Flow Metab. 38(4): 588-602. 2018.

Rohra D.K., Saito S.Y., Ohizumi Y. Strain-specific effects of acidic pH on contractile state of aortas from Wistar and Wistar Kyoto rats. Eur. J. Pharmacol. 476(1-2): 123-130. 2003.

Ma Z., Qi J., Fu Z., Ling M., Li L., Zhang Y. Protective role of acidic pH-activated chloride channel in severe acidosis-induced contraction from the aorta of spontaneously hypertensive rats. PLoS One. 8(4): e61018. 2013.

Horai Y., Furukawa K., Iwata S., Ohizumi Y. Changes in pH increase perfusion pressure of coronary arteries in the rat. J. Pharmacol. Sci. 97(3): 400-407. 2005.

Niu L., Liu Y., Hou X., Cui L., Li J., Zhang X., Zhang M. Extracellular acidosis contracts coronary but neither renal nor mesenteric artery via modulation of H+, K+-ATPase, voltage-gated K+ channels and L-type Ca2+ channels. Exp. Physiol. 99(7): 995-1006. 2014.

Willie C.K., Macleod D.B., Shaw A.D., Smith K.J., Tzeng Y.C., Eves N.D., Ikeda K., Graham J., Lewis N.C., Day T.A., Ainslie P.N. Regional brain blood flow in man during acute changes in arterial blood gases. J. Physiol. 590(Pt 14): 3261-3275. 2012.

Hoiland R.L., Tymko M.M., Bain A.R., Wildfong K.W., Monteleone B., Ainslie P.N. Carbon dioxide-mediated vasomotion of extra-cranial cerebral arteries in humans: a role for prostaglandins? J. Physiol. 594(12): 3463–3481. 2016.

Coverdale N.S., Lalande S., Perrotta A., Shoemaker J.K. Heterogeneous patterns of vasoreactivity in the middle cerebral and internal carotid arteries. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 308(9): H1030-H1038. 2015.

Verbeuren T.J., Janssens W.J., Vanhoutte P.M. Effects of moderate acidosis on adrenergic neurotransmission in canine saphenous veins. J. Pharmacol. Exp. Ther. 206(1): 105-114. 1978.

Akanji O., Weinzierl N., Schubert R., Schilling L. Acid sensing ion channels in rat cerebral arteries: Probing the expression pattern and vasomotor activity. Life Sci. 227 : 193-200. 2019.

Capellini V.K., Restini C.B., Bendhack L.M., Evora P.R., Celotto A.C. The effect of extracellular pH changes on intracellular pH and nitric oxide concentration in endothelial and smooth muscle cells from rat aorta. PLoS One. 8(5): e62887. 2013.

Bao J.X., Gonon F., Stjarne L. Kinetics of ATP- and noradrenaline-mediated sympathetic neuromuscular transmission in rat tail artery. Acta Physiol. Scand. 149(4): 503-519. 1993.

Potter E.K., Tripovic D. Modulation of sympathetic neurotransmission by neuropeptide Y Y2 receptors in rats and guinea pigs. Exp. Brain Res. 173(2): 346-352. 2006.