КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Толстанова Ганна Миколаївна

УДК 612.323+612.32.015+612.328+612.821.8

ШЛЯХИ ВПЛИВУ ГІСТАМІНУ НА ШЛУНКОВУ СЕКРЕЦІЮ

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2003

Дисертація є рукопис

Робота виконана у НДІ фізіології імені академіка Петра Богача біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Науковий керівник: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Берегова Тетяна Володимірівна

Київський національний університет імені Тараса

Шевченка, завідувач відділу фармако-фізіології біологічного

факультету

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Шаповал Людмила Миколаївна,

Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАН України,

провідний науковий співробітник відділу фізіології кровообігу

доктор медичних наук, професор

Скляров Олександр Якович,

Львівський медичний університет ім. Данила Галицького МОЗ України,

завідувач кафедри біологічної хімії

Провідна установа:

Львівський національний університет імені Івана Франка (кафедра фізіології людини і тварин), м. Львів

Захист відбудеться 07.05.2003 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 при Київському національному університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, Київ-22, пр. акад. Глушкова, 2, біологічний факультет.

Поштова адреса 01033, Київ, вул. Володимирська, 64, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, біологічний факультет

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий 04.04.2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 О.В. Цимбалюк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Механізми регуляції секреторної функції шлунка, як і розробка нових терапевтичних засобів, що здатні коригувати секреторний процес, знаходяться в центрі уваги фізіології та патофізіології травлення. Це пов’язано, насамперед, з тим, що порушення секреторної функції шлунка лежить в основі патогенезу ряду захворювань органів травної системи, в тому числі і виразкової хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки [Цыммерман, 1992, Аруин, 1993, Хендерсон, 1999]. Сучасні антивиразкові препарати [Силивончик и соавт., 1996, Юрочко, 2000, Хендерсон, 1999, Kent et al.,1994,] не дають 100% ефекту і не вирішують проблеми лікування виразкової хвороби [Рысс, Звартау, 1998]. Це обумовлює необхідність поглиблення досліджень в напрямку фізіології секреторного процесу, в якому на сьогодні пріоритетним стало вивчення механізму дії гістаміну на секреторний апарат шлунка.

Відомо, що гістамін відіграє провідну роль в стимуляції шлункової секреції. Він збуджує 4 типи ГР, три з яких беруть участь в секреторному процесі. Результатом збудження Н2-ГР є синтез та виділення соляної кислоти [Black et al., 1972]. Ряд питань механізму дії гістаміну та ролі різних типів ГР залишається нез”ясованим. Дослідники не прийшли до єдиної думки, щодо механізму гальмівного впливу гангліоблокаторів [Бабиченко и соавт., 1974, Берегова, 2000, Федоров и соавт., 1973, Magee, 1970] та блокаторів мускаринових ацетилхолінових рецепторів на гістамінову шлункову секрецію [Bohman et al., 1980, Pendleton et al., 1987]. Що стосується участі Н1-ГР в регуляції шлункової секреції, то дані літератури суперечливі. Ряд авторів вважає, що між Н1- та Н2-ГР існують реципрокні взаємовідношення [Carter et al., 1978, Durant et al., 1977, Parsons et al., 1977]. За даними інших авторів Н1-ГР участі в регуляції шлункової секреції не беруть [Береговая и соавт., 1990, Берегова, 2000, Бертацини, 1981, Haggstrom et al., 1984, Impicciatore et al., 1978, Gerber et al., 1982]. На рівні припущення залишається питання участі Н3-ГР в реалізації гістаміном тонічного впливу на шлункову секрецію [Soldani et al., 1994]. Вивчення участі Н3-ГР в регуляції секреції пепсину головними клітинами шлунка присвячена лише одна робота [Baroccelli et al., 1995].

Описане вище стало основою для формулювання мети та постановки задач дослідження дисертаційної роботи.

Зв”язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках наукової теми відділу фармако-фізіології Науково-дослідного інституту фізіології імені академіка Петра Богача біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка “Дослідження ролі нехолінергічних факторів (гістамін, мотилін, ендотеліальні фактори) у регуляції функціонального стану шлунково-кишкового тракту”, № держреєстрації 0101U002485. Тема дисертаційної роботи затверджена на засіданні Вченої ради Науково-дослідного інституту фізіології імені академіка Петра Богача Київського національного університету імені Тараса Шевченка, протокол № 06 від 3 жовтня 2000 р.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було дослідити шляхи впливу гістаміну на шлункову секрецію у собак та вивчити участь різних типів ГР в цьому процесі.

Відповідно до мети перед нами були визначені наступні завдання:

1)

шлункову секрецію у собак з селективною ваготомією шлунка (СВ);

2)

гістаміну на шлункову секрецію у собак;

3)

гістаміну на шлункову секрецію у собак;

4)

нервовою системою (ІНС) та з СВ;

5) з”ясувати локалізацію Н3-ГР, що беруть участь в реалізації тонічного пригнічуючого впливу гістаміну на інтенсивність соковиділення та секрецію кислоти шлунком у собак;

6) дослідити роль Н3-ГР в регуляції секреції пепсину головними клітинами шлунка собак.

Об”єкт досліджень – механізми регуляції секреторної функції шлунка.

Предмет дослідження – рівень секреції шлункового соку та його основних неорганічного (соляна кислота) та органічного (пепсин) компонентів під впливом агоністів і антагоністів різних типів ГР.

Методи дослідження. Шляхи впливу гістаміну на шлункову секрецію досліджували в умовах хронічного експерименту на безпородних собаках (11- з ІНС, 4 – з СВ) з фістулами, вживленими в фундальний відділ шлунка та дванадцятипалу кишку за Басовим і Павловим. Вивчали наступні показники шлункової секреції: інтенсивність соковиділення, кислотність шлункового соку [Гройсман и соавт., 1988] та вміст в ньому пепсину [Hunt, 1948].

Наукова новизна одержаних результатів. Робота містить нові дані про механізм дії гістаміну на шлункову секрецію та участь різних типів ГР у цьому процесі.

Показано, що існують два шляхи стимулюючого впливу гістаміну на шлункову секрецію: прямий, загально відомий, через збудження Н2-ГР парієтальних клітин, непрямий – ацетилхолінозалежний, через збудження Н2-ГР холінергічних інтернейронів підслизового сплетення ентеральної нервової системи. Відкриття ацетилхолінозалежного шляху впливу гістаміну дозволило вперше пояснити механізм гальмівного впливу блокаторів мускаринових ацетилхолінових рецепторів на гістамінову шлункову секрецію. З’ясовано, що Н1-ГР не беруть участі в регуляції шлункової секреції у собак. Вперше показано, що активація Н3-ГР не залежить від тонічних впливів, які передаються по блукаючих нервах з центральної нервової системи (ЦНС) до парієтальних клітин. Встановлено, що через Н3-ГР здійснюється тонічний пригнічуючий вплив гістаміну на інтенсивність соковиділення та кислотність шлункового соку. Доведено, що у собак в цьому процесі беруть участь Н3-ГР ентерохромаффіноподібних клітин (ECL-клітини), які за механізмом негативного зворотного зв’язку регулюють секрецію гістаміну цими клітинами. Встановлено, що периферичні та центральні Н3-ГР не беруть участі в регуляції секреції пепсину головними клітинами шлунка.

Практичне значення роботи. Одержані результати поглиблюють розуміння фізіології гістамінової секреції та ролі різних типів ГР в регуляції шлункової секреції. Вони впроваджені у навчальний процес кафедри нормальної фізіології Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Горбачевського, кафедри фізіології людини і тварин Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Встановлений стимулюючий ефект бетагістина дигідрохлорида (Бєтасєрк) на гістамінову шлункову секрецію, який в клініці використовується при синдромі і хворобі Меньєра і вестибулопатії, слід враховувати при його призначенні хворим, у яких супутньою патологією є виразкова хвороба шлунка та дванадцятипалої кишки та інші патологічні стани, пов’язані з гіперсекрецією соляної кислоти.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто виконано весь обсяг експериментальних досліджень шлункової секреції в Інституті фізіології імені академіка Петра Богача біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, проведено статистичне опрацювання одержаних результатів, самостійно підібрана та проаналізована наукова література за темою дисертації. Планування напрямків досліджень, обговорення їх результатів, формулювання висновків здійснено за участю наукового керівника. Автор брав безпосередню участь у виконанні хірургічних втручань пов’язанних з накладанням фістул на шлунок та дванадцятипалу кишку. У виконанні СВ надавали допомогу висококваліфіковані хірурги – проф., д.м.н. Полінкевич Б.С., д.м.н. А.І. Суходоля. Внутрішньовенне введення речовин та дослідження впливу ІЕМ-1678 на гістамінову шлункову секрецію у собак виконано за участю інженера ІІ к., що проводить НТР, Колосовської Л.О., біохімічне дослідження компонентів шлункового соку – за участю провідного інженера, що проводить НТР, Куровської Л.Ф. Студентка Мазур Т.В. допомогала в цілодобовому післяопераційному догляді за тваринами.

Профессор С. Сабо (Каліфорнійскій університет, м. Ірвін, США), к.б.н. В. Гміро (Інститут експериментальної медицини РАМН, м. Санкт-Петербург, Россія) та бізнесмен М.М. Самохін (м. Волгоград, Россія) сприяли в забезпеченні певними препаратами (ІЕМ-1678, пентамін, R-б-?етилгістамін (R-?-МЕГ), тіопірамід) для виконання експериментальної частини дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались та обговорювались на: XI Всесвітньому конгресі гастроентерологів (Відень, Австрія, 1998); ІІ Європейському конгресі фармакологів (Будапешт, Угорщина, 1999); Науковій конференції присвяченій 165-річчю Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, 1999); Науковій конференції Інституту фізіології імені академіка Петра Богача “Богачівські читання” (Київ, 1999); Міжнародній науковій конференції для студентів та молодих лікарів (Львів, 1999); 101 Щорічному саміті Американської гастроентерологічної ассоціації (Сан Дієго, США, 2000); ІІІ Міжнародному конгресі по цито- та органопротекції (Лонг Біч, США, 2000); Науковій конференції студентів та молодих вчених Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця з міжнародною участю (Київ, 2000); Міжнародній конференції присвяченій 75-річчю з дня народження А.М. Уголєва “Механізми функціонування вісцеральних систем” (Санкт-Петербург, Россія, 2001); І Міжнародному медичному саміті для студентів медиків та молодих науковців (Загреб, Хорватія, 2001); Всеукраїнській науковій конференції „Актуальні проблеми гастроентерології” (Київ, 2001); ІІ Львівсько-Люблінській конференції з експериментальної та клінічної біохімії (Люблін, Польща, 2002); XIV Всесвітньому фармакологічному конгресі (Сан-Франциско, США, 2002).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 14 наукових праць (4 статті у фахових виданнях відносно вимог ВАК України, 10 тез – у матеріалах вітчизняних та міжнародних конференцій).

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів досліджень, 3 розділів з викладом отриманих результатів, розділу присвяченому аналізу і узагальненню результатів, висновків, списку використаної літератури, який складається із 256 найменувань. Матеріали дисертаційної роботи викладені на 150 сторінках (основна частина 110 сторінок), ілюстрована 13 рисунками і 14 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи досліджень

Дослідження проводились в умовах хронічного експерименту на 2 групах безпородних собак масою 10-18 кг, яким були вживлені фістули в фундальний відділ шлунка та дванадцятипалу кишку за методом Басова - Павлова. І група - собаки з ІНС (11 тварин), ІІ - собаки з СВ (4 тварини). Тварин утримували в стандартних умовах віварію. Вони отримували стандартну лабораторну їжу та воду.

Оперативні втручання виконували під загальним знечуленням з використанням нембуталу (35 мг/кг, внутрішньовенно) чи тіопенталу (35 мг/кг, внутрішньовенно). Накладання фістул на шлунок та дванадцятипалу кишку, а також передопераційну підготовку та післяопераційний догляд за тваринами здійснювали за схемами, описаними в посібнику Шалімова С.О. [1989]. Експерименти починались через 14-15 днів після оперативного втручання.

Кожний експеримент починався вранці натщесерце, при відсутності базальної секреції та при наявності лужного вмісту шлунка. Шлункову секрецію стимулювали підшкірним введенням гістаміну, агоніста Н1-, Н2 Н3 та Н4-ГР, в дозі 0,05 мг/кг (Фармацевтична фірма “Здоров”я”, Україна), внутрішньовенним введенням дімаприту, селективного агоніста Н2-ГР, в дозі 0,09 мг/кг (Sigma Chemichal Co, USA), внурішньом”язовим введенням інсуліну (Lilly France S.A., Франція) в дозі 0,5 од./кг, підшкірним введенням карбахоліну, невибіркового агоніста мускаринових ацетилхолінових (М-АХ) рецепторів, в дозі 0,005 мг/кг та метилфурметидом, агоністом М2-АХ рецепторів (0,005 мг/кг, підшкірно). Впродовж всього періоду стимулюючої дії гістаміну, дімаприту, метилфурметиду, карбахоліну (1,5 години) та інсуліну (3,5-4 години) в півгодинних пробах вираховували об”єм шлункового соку в міллілітрах, електротитрометрично визначали кислотність [Гройсман и соавт., 1988] та концентрацію пепсину [Hunt, 1948]. Після цього вираховували об’єм шлункового соку, що виділився за весь дослід, обчислювали дебіт кислоти та концентрацію і дебіт пепсину - в кожній пробі та за весь дослід.

Для дослідження механізму непрямого стимулюючого шляху впливу гістаміну на шлункову секрецію були використані наступні препарати: блокатори нікотинових ацетилхолінових рецепторів [бензогексоній (1,6-6,4 мг/кг, підшкірно) (об"єднання "Здоров’я" міністерства медичної промисловості, Україна), пентамін (3,2 мг/кг, підшкірно) (Ленінградське виробниче хіміко-фармацевтичне об”єднання “Октябрь”, Росія), парагангліолітик –децилтрансбутиламоній гідрохлорид (ІЕМ-1678) [Пат. 2014074 RU CI]], невибірковий блокатор мускаринових ацетилхолінових рецепторів атропін (0,05 мг/кг, пішкірно) (Дослідний завод ГНЦЛС, м. Харків), блокатор Н1-ГР – дімедрол (0,6 мг/кг, підшкірно) (АТ “Галичфарма”, Україна), блокатор Н3-ГР тіопірамід (0,07 мг/кг, внутрішньовенно) (Sigma Chemical Co, США).

З метою вивчення участі Н3-ГР в регуляції шлункової секреції в наших експериментах застосовувались: антагоністи Н3-ГР (тіопірамід (0,07 мг/кг, внутрішньовенно) (Sigma Chemical Co, США), бетагістин (1,2 мг/кг, внутрішньокишечно) (Solvay Pharmaceuticals B.V., Weesp, Holland)), агоніст Н3-ГР R-б-?етилгістамін (R-?-МЕГ) (0,2 мг/кг, внутрішньовенно) (Sigma Chemical Co, США).

Статистичну обробку даних проводили за методами варіаційної статистики з використанням t-критерію Стьюдента в їх комп”ютерній версії за програмою Microsoft Excel 97.

Результати досліджень та їх обговорення

Дослідження непрямого стимулюючого шляху впливу гістаміну на шлункову секрецію. За даними літератури СВ, при якій досягається повна екстрамуральна парасимпатична денервація шлунка, не впливає на гальмівний ефект бензогексонію на фоні гістамінової шлункової секреції, на відміну від пентагастринової, карбахолінової і метилфурметидної шлункової секреції [Берегова, 2000, Федоров и соавт., 1973, Magee, 1970], що ставить гістамін в особливе положення по відношенню до інших секреторних агентів та вказує на можливість існування другого шляху стимуляції шлункової секреції, а саме через збудження нейронів в ентеральній нервовій системі (ЕНС). В наших експериментах блокада нікотинових ацетилхолінових рецепторів бензогексонієм в дозі 1,6-6,4 мг/кг статистично вірогідно пригнічувала шлункову секрецію, стимульовану гістаміном, у собак з ІНС. СВ не знімала пригнічуючого впливу бензогексонію, що підтверджує дані одержані раніше іншими авторами [Берегова, 2000, Федоров и соавт., 1973, Бабиченко и соавт., 1974, Limbosch et al., 1968, Magee, 1970]. Інший гангліоблокатор пентамін і вибірковий гангліоблокатор парасимпатичної нервової системи - децилтрансбутиламоній гідрохлорид (ІЕМ-1678), справляли однонаправлений з бензогексонієм вплив на гістамінову шлункову секрецію у собак з СВ (рис. 1).

Рис. 1 Вплив гангліоблокаторів пентаміну (3,2 мг/кг) [2], ІЕМ-1678 (0,03 мг/кг) [3] і

бензогексонію (3,2 мг/кг) [4] на шлункову секрецію, стимульовану гістаміном

[1], у собак з селективною ваготомією шлунка (*** - p<0,001, відносно

контролю).

Наші результати свідчать, що властивість пригнічувати гістамінову шлункову секрецію у собак з СВ притаманна всім гангліоблокаторам. Так як ІЄМ-1678 характеризується властивістю не впливати на нікотинові ацетилхолінові рецептори симпатичних гангліїв, ми постулювали незалежність даного ефекту від блокади цих рецепторів.

Виникають питання, який же механізм пригнічуючого впливу гангліоблокаторів на гістамінову шлункову секрецію та де місце прикладання їх дії. Загально відомо, що гістамін реалізує свою стимулюючу дію на шлункову секрецію через збудження Н2-ГР парієтальних клітин, а гангліоблокатори впливають на функції шлунково-кишкового тракту через блокаду нікотинових ацетилхолінових рецепторів, локалізованих на гангліонарних нейронах. На сьогодні встановлено, що гістамін шляхом активації холінергічних інтернейронів інтрамуральних гангліїв ЕНС викликає скорочення гладеньких м”язів кишечника [Лаврова и соавт., 1985, Овсяников и соавт., 1982, Павлов и соавт., 1988, Sakai, 1979], бере участь в регуляції секреції та епітеліальному транспорті хлоридів [Wang et al., 1990]. Нами було запропоновано, що гістамін, крім відомої прямої дії на Н2-ГР парієтальних клітин, яка приводить до стимуляції шлункової секреції, має ще один шлях стимуляції, а саме через збудження гістамінчутливих холінергічних інтернейронів підслизового сплетення ЕНС, аксони яких направляються до ефекторних нейронів. Аксони цих нейронів в свою чергу прямують до ефектора - парієтальної клітини. Введення гангліоблокатора розриває шлях між гістамінчутливим інтернейроном та парієтальною клітиною.

На першому етапі ми вивчали тип ГР інтернейронів ЕНС, що опосередковує ацетилхолінозалежну дію гістаміну на шлункову секрецію. В умовах блокади Н1-ГР дімедролом (0,6 мг/кг) та Н3-ГР тіопірамідом (0,07 мг/кг) бензогексоній (3,2 мг/кг) продовжував пригнічувати гістамінову шлункову секрецію у собак. Це свідчить, що на інтернейронах в підслизовому сплетенні ЕНС якщо і локалізовані Н1-ГР і Н3-ГР, то участі в регуляції гістамінової шлункової секреції вони не беруть. У собак з СВ бензогексоній (3,2 мг/кг) статистично вірогідно пригнічував об”єм (p<0,001), дебіт кислоти (p<0,001) та дебіт пепсину (p<0,05) шлункового соку, стимульованого вибірковим агоністом Н2-ГР дімапритом (0,09 мг/кг) (рис. 2). Тобто в умовах, коли збудженні лише Н2-ГР, також спостерігався пригнічуючий ефект бензогексонію, це

Рис. 2 Вплив бензогексонію (3,2 мг/кг) [2] на шлункову секрецію, стимульовану

дімапритом (0,09 мг/кг) [1], у собак з селективною ваготомією шлунка (* -

p<0,05; ***-p<0,001, відносно контролю)

свідчить, що ГР підслизового сплетення ентеральної нервової системи, що опосередковує ацетилхолінозалежний вплив гістаміну на шлункову секрецію, є Н2-ГР. Наш висновок підтверджується даними електрофізіологічних досліджень за якими в підслизовому сплетенні Н2-ГР локалізовані на нейронах АН-типу [Frieling et al., 1993], збудження їх викликає повільний збуджуючий постсинаптичний потенціал [Скок, Иванов, 1989] для якого одним з нейротрансміттерів є ацетилхолін [Nemeth et al., 1984].

Ведення бензогексонію (3,2 мг/кг) не викликало статистично вірогідного поглиблення пригнічуючого впливу атропіну (0,05 мг/кг) на гістамінову шлункову секрецію у собак (рис. 3), це доводить, що кінцевим медіатором рефлекторної дії гістаміну на шлункову секрецію є ацетилхолін, який активує парієтальну клітину через збудження мускаринових ацетилхолінових рецепторів.

Рис. 3 Вплив бензогексонію (3,2 мг/кг) [Б] на гістамінову шлункову секрецію (0,05

мг/кг) [Г], в умовах блокади мускаринових ацетилхолінових рецепторів,

атропіном (0,05 мг/кг) [А] (***-p<0,001, відносно контролю; #-p>0,05,

відносно гістамін+атропін)

Таким чином, існують два шляхи стимулюючого впливу гістаміну на шлункову секрецію: перший шлях – прямий, загально відомий, через збудження Н2-ГР парієтальних клітин; другий, постульований нами - через збудження Н2-ГР холінергічних інтернейронів підслизового сплетення. На закінченнях аксонів цих інтернейронів виділяється нейромедіатор ацетилхолін і збуджує нікотинові ацетилхолінові рецептори ефекторних нейронів. Аксони цих нейронів прямують на периферію до парієтальних клітин. На їх закінченнях виділяється також ацетилхолін, який взаємодіє з мускариновими ацетилхоліновими рецепторами цих клітин, що також робить свій внесок в загальну секреторну відповідь на гістамін.

Отримані нами дані поглиблюють розуміння механізму потенціюючої взаємодії ацетилхоліну і гістаміну в регуляції шлункової секреції, вперше описаного Soll A.H. та Walsh J.H. [1979], який може бути представлений результатом двох складових: по-перше, впливу ацетилхоліну на продукцію гістаміну ECL-клітинами шлунка [Kobayashi et al., 2000, Okabe et al., 2002, Sandor et al., 1996], а по-друге, включення додаткового, описаного нами, ацетилхолінозалежного шляху впливу гістаміну на шлункову секрецію, через збудження Н2-ГР інтернейронів ЕНС.

Дослідження ролі Н3-гістамінових рецепторів в регуляції інтенсивності соковиділення та секреції кислоти шлунком у собак. Результати досліджень, проведених на різних групах тварин з метою з”ясування локалізації Н3-ГР та механізму дії гістаміну, що здійснюється через ці рецептори, в регуляції шлункової секреції, суперечливі [Bado et al., 1995, Ballabeni et al., 2002, Coruzzi et al., 1991, 1992, Soldani et al., 1994, 1996]. Тому завданням наших подальших досліджень було вивчення ролі Н3-ГР в регуляції шлункової секреції. В наших експериментах блокада Н3-ГР тіопірамідом і бетагістином статистично вірогідно збільшувала показники об”єму та дебіту кислоти гістамінової шлункової секреції у собак (рис. 4). Аналогічні дані були отримані іншими авторами [Soldani et al., 1994].

Рис. 4 Вплив блокаторів Н3-ГР тіопіраміду (0,07 мг/кг) і бетагістину (1,2 мг/кг) на

шлункову секрецію, стимульовану гістаміном, у собак з інтактною нервовою

системою (**-p<0,01, відносно контролю, який прийнятий за 100%)

Введення селективного агоністу Н3-ГР R-?-метилгістаміну (0,2 мг/кг) не впливало на показники шлункової секреції, стимульованої дімапритом (0,09 мг/кг), агоністом Н2-ГР. Так як блокада Н3-ГР стимулює шлункову секрецію, а активація не впливає ми дійшли висновку, що збільшення антагоністами Н3-ГР шлункової секреції є результатом блокади гальмівних, активованих ендогенним гістаміном Н3-ГР. До також висновку прийшли інші дослідники [Soldani et al., 1992].

Виникає питання через Н3-ГР, якої локалізації (ЦНС, пресинаптичних закінчень блукаючих нервів, парієтальних чи ECL-клітин) гістамін здійснює тонічний пригнічуючий вплив на шлункову секрецію у собак? Для вивчення участі центральних Н3-ГР в цьому процесі ми провели дослідження впливу антагоніста Н3-ГР бетагістину, для якого характерний переважний вплив на Н3-ГР ЦНС [Fossati et al., 2001], на шлункову секрецію, стимульовану інсуліном. Бетагістин (1,2 мг/кг) не впливав на шлункову секрецію, стимульовану інсуліном (0,5 од./кг), це дозволило нам виключити участь центральних Н3-ГР в механізмі тонічного пригнічуючого впливу гістаміну в регуляції шлункової секреції у собак. Ідентичні результати були отримані в дослідах на інших видах ссавців (коти [Coruzzi et al., 1991], щури [Barocelli et al., 1995]).

Далі ми вивчали залежність участі Н3-ГР в регуляції шлункової секреції від тонічних впливів з ЦНС, що передаються по блукаючих нервах. У собак з СВ, тобто в умовах його повної екстрамуральної парсимпатичної денервації, блокада Н3-ГР тіопірамідом вірогідно збільшувала показники шлункової секреції, стимульованої гістаміном. Між ефектами, викликаними тіопірамідом, у собак з ІНС та СВ статистично вірогідної різниці не було (табл. 1). Виходячи з отриманих результатів, можна зробити висновок, що ефекти, викликані активацією Н3-ГР, не залежать від цілосності блукаючих нервів, а значить і тонічних впливів, що передаються по ним до парієтальних клітин. Якби стимулюючий вплив блокади Н3-ГР на гістамінову шлункову секрецію був пов”язаний із зменшенням негативного тонічного впливу пресинаптичних Н3-ГР на вивільнення ацетилхоліну, то СВ повинна була знімати цей ефект. Так як ми не спостерігали цього, можна зробити висновок, що, на відміну від регуляції моторної функції [Poli et al., 1991], в регуляції шлункової секреції не беруть участі гальмівні тонічно активні пресинаптичні Н3-ГР закінчень блукаючих нервів.

Таблиця 1

Вплив тіопіраміду (0,07 мг/кг) на гістамінову шлункову секрецію (0,05 мг/кг) у собак з інтактною нервовою системою та селективною ваготомією шлунка, (M+m)

Показники шлункової секреції | Гістамін | Гістамін+тіопірамід | Інтактна нервова система | селективна ваготомія | Об”єм соку (%%) | 100,0+5,0

n=23 | 167,9+14,0**

n=11161,5+11,0**/#

n=10 | Дебіт кислоти (%%) | 100,0+6,0

n=23 | 207,8+18,0**

n=11 | 190,8+18,0**/#

n=10 | Примітка: **-p<0,01, відносно контролю; #-p>0,05, відносно показників шлункової секреції у собак з інтактною нервовою системою.

Це свідчить про те, що Н3-ГР, які реалізують тонічний пригнічуючий вплив локалізовані в межах шлунка: чи безпосередньо на його секреторних клітинах, чи на ECL-клітинах, де вони регулюють вивільнення гістаміну. В наших дослідах блокада Н3-ГР тіопірамідом (0,07 мг/кг) вірогідно збільшувала показники шлункової секреції, стимульованої невибірковим агоністом мускаринових ацетилхолінових рецепторів (М-АХ) карбахоліном (0,005 мг/кг) (рис. 5) і не впливала на рівень секреторної відповіді і дебіт кислоти шлункової секреції, викликаної метилфурметидом (0,005 мг/кг), селективним агоністом М2-АХ.

Рис. 5 Вплив блокатора Н3-ГР тіопіраміду (0,07 мг/кг) [2] на шлункову секрецію,

стимульовану карбахоліном (0,005 мг/кг) [1] (*-p<0,05; ***-p<0,001, відносно

контролю)

Так як на парієтальних і ECL-клітинах шлунка локалізовані різні за типом М-АХ, відповідно М2/М3 та М1 типу [Chang et al., 1996], а блокада Н3-ГР тіопірамідом не впливала на показники шлункової секреції, стимульованої збудженням М2-АХ парієтальних клітин, то ефект викликаний тіопірамідом на фоні дії карбахоліну очевидно пов”язаний з блокадою Н3-ГР ECL-клітин. На користь зробленого нами висновку є результати експериментів, проведених іншими авторами [Bado et al., 1992, Kidd et al., 1996, Soldani et al., 1996].

Отже, у собак Н3-ГР через які здійснюється тонічний пригнічуючий вплив на інтесивність соковиділення та кислотність шлункової секреції локалізовані на EСL-клітинах, які за механізмом негативного зворотного зв”язку регулюють вивільнення гістаміну. Тобто, в природних умовах, Н3-гістамінові ауторецептори ECL-клітин знаходяться в постійно активованому стані, за рахунок ендогенного гістаміну, який секретується цими клітинами, тому введення антагоністів усуває гальмівний тонічний вплив і збільшує шлункову секрецію.

Роль Н3-гістамінових рецепторів в регуляції секреції пепсину головними клітинами шлунка. З моменту відкриття Н3-ГР існує лише єдина робота [Barocelli et al., 1995] де досліджувалась роль Н3-ГР в регуляції секреції пепсину, тому завданням наших подальших експериментів було вивченя участі Н3-ГР в регуляції продукції пепсину.

В результаті проведених досліджень встановлено, що ні агоніст Н3-ГР R-?-метилгістамін (0,2 мг/кг) ні антагоніст цих рецепторів тіопірамід (0,07 мг/кг) не впливали на показники концентрації та дебіту пепсину шлункового соку, стимульованого відповідно дімапритом (0,09 мг/кг) і гістаміном (0,05 мг/кг).

Введення тіопіраміду (0,07 мг/кг) не справляло статистично вірогідних змін в показниках концентрації та дебіту пепсину шлункового соку, стимульованого карбахоліном (0,005 мг/кг), синтетичним аналог ацетилхоліну, найпотужнішого природнього стимулятора секреції пепсину [Lanas et al., 1994]. Це свідчить, що гістамін не справляє тонічного впливу на секрецію пепсину, опосередкованого Н3-ГР.

Так як агоністи та антагоністи Н3-ГР, окрім периферичної дії, проникають крізь гематоенцефалічний бар”єр [Taylor et al., 1992] і збуджують Н3-ГР ЦНС, можна зробити висновок, що в регуляції секреції пепсину не беруть участі як периферичні так і центральні Н3-ГР. Це підтверджує дані інших авторів про роздільну регуляцію парієтальних і головних клітин слизової оболонки шлунка [Basson et al., 1988]

ВИСНОВКИ

У дисертації, відповідно до поставленої мети, вирішене актуальне наукове

завдання, що стосується участі різних типів гістамінових рецепторів в регуляції шлункової секреції у собак та зроблені наступні висновки:

1. Гістамін стимулює шлункову секрецію двома шляхами: прямим – через збудження Н2-гістамінових рецепторів парієтальних клітин та непрямим ацетилхолінозалежним – через збудження Н2-гістамінових рецепторів інтернейронів ентеральної нервової системи. Непрямий ацетилхолінозалежний шлях дії гістаміну пояснює механізм пригнічуючого впливу мускаринових холінолітиків на гістамінову шлункову секрецію.

2. Кінцевим медіатором непрямого шляху впливу гістаміну на парієтальні клітини є ацетилхолін, що взаємодіє з мускариновими ацетилхоліновими рецепторами.

3. Гангліоблокатори пригнічують гістамінову шлункову секрецію у собак з інтактною нервовою системою та селективною ваготомією шлунка. Цей вплив не пов’язаний з гальмуванням нікотинових ацетилхолінових рецепторів гангліїв симпатичної нервової системи і стимуляцією гістаміном Н1- і Н3-гістамінових рецепторів.

4. Блокада Н3-гістамінових рецепторів посилює інтенсивність соковиділення та секрецію кислоти шлункової секреції, стимульованої гістаміном, у собак з інтактною нервовою системою та селективною ваготомією шлунка. Активація Н3-гістамінових рецепторів не залежить від тонічних впливів, які передаються по блукаючих нервах з центральної нервової системи до парієтальних клітин.

5. Через Н3-гістамінові рецептори опосередковується тонічний пригнічуючий вплив гістаміну на інтенсивність соковиділення та секрецію кислоти шлунком. У собак в цьому процесі не беруть участі Н3-гістамінові рецептори центральної нервової системи, пресинаптичних закінчень блукаючих нервів та парієтальних клітин. Н3-гістамінові рецептори ентерохромаффіноподібних клітин опосередковують тонічний пригнічуючий вплив гістаміну на інтенсивність соковиділення та секрецію кислоти шлунком, і регулюють, за механізмом негативного зворотного зв’язку, секрецію гістаміну цими клітинами.

6. Збудження та блокада Н3-гістамінових рецепторів не впливає на концентрацію та дебіт пепсину шлункової секреції, стимульованої гістаміном, дімапритом і карбахоліном, що є доказом відсутності участі периферичних та центральних Н3-гістамінових рецепторів в регуляції секреції пепсину головними клітинами шлунка.

7. Гістамін стимулює шлункову секрецію двома шляхами: прямим – через збудження Н2-гістамінових рецепторів парієтальних клітин та непрямим ацетилхолінозалежним – через збудження Н2-гістамінових рецепторів інтернейронів ентеральної нервової системи. Н1-гістамінові рецептори в регуляції шлункової секреції участі не беруть. Через Н3-гістамінові рецептори локалізовані на ентерохромаффіноподібних клітинах гістамін справляє тонічний пригнічуючий вплив на секрецію гістаміну цими клітинами.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Берегова Т.В., Гончар Г.М. Дослідження механізму пригнічувального впливу бензогексонію на шлункову секрецію в собак, стимульовану гістаміном // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Фізіологія. Проблеми регуляції фізіологічних функцій. – 1999. – Вип. 5. – С. 4-7. (Здобувач - проведення експерименту та статистична обробка результатів, підготовка матеріалу до друку, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування).

2. Гончар Г.М. Берегова Т.В. Вивчення рефлекторного шляху стимулюючої дії гістаміну на шлункову секрецію // Вісник проблем біології і медицини. – 2000. - № 4. – С. 25-28. (Здобувач - проведення експерименту, графічне забезпечення, підготувка матеріалу до друку, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування).

3. Толстанова Г. М., Берегова Т.В. Роль Н3-гістамінових рецепторів в регуляції шлункової секреції (оглядова стаття) // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2002. -№2. – С. 7-11. (Здобувач - літературний пошук, аналіз літературних даних, підготовка матеріалу до друку, Берегова Т.В. – загальне редагування).

4. Beregova T., Tolstanova G., Kurovska L., Mazur T. Peculiarities of regulation of gastric secretion by histamine H3 receptors in the dog // Annales Universitatis Mariae Curie-Sklodowska. – 2002. – Vol. 15, N 37, Sec. DDD. – P. 417-422. (Здобувач - проведення експерименту, літературний пошук, аналіз і інтерпретація результатів, графічне забезпечення, підготовка матеріалу до друку, Берегова Т. – загальне редагування, Куровська Л. – біохімічне дослідження компонентів шлункового соку, Мазур Т. – студент).

5. Beregova T.V., Gonchar G.M. Two pathways of histamine stimulatory action on gastric secretion // XI World Congress of Gastroenterology. – Vienna (Austria). - Digestion.- 1998.- Suppl.59(3). –P. 237. (Здобувач - проведення експерименту та статистична обробка результатів, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування).

6. Beregova T. Gonchar G. About the reflectoral action of histamine on gastric acid secretion // 2nd European Congress of Pharmacology. – Budapest (Hungary). - Fundamental & Clinical Pharmacology.- 1999.-Vol. 13, Suppl. 1. –P. 303s. (Здобувач - проведення експерименту, статистична обробка і аналіз результатів, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування).

7. Gonchar G., Beregova T. About the mechanism of histamine stimulatory action on gastric acid secretion // International Congress of students and young physicians. – Lviv (Ukraine). - 1999. – P. 118. (Здобувач - проведення експерименту, статистична обробка результатів, підготовка матеріалів до друку, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування).

8. Колосовська Л., Гончар Г. Дослідження ролі симпатичної нервової системи в регуляції гальмівних впливів бензогексонію на шлункову секрецію // Тези Наук. конференції студентів та молодих вчених Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця з міжнародною участю. – Київ.- 2000. – С. 11-12. (Здобувач - проведення досліджень впливу бензогексонію на гістамінову шлункову секрецію у собак, статистична обробка результатів, підготовка матеріалів до друку, Колосовська Л. - дослідження впливу ІЕМ-1678 на гістамінову шлункову секрецію у собак).

9. Gonchar G., Beregova T. Pharmacoligical analysis of stimulation action of histamine on gastric secretion // Digestive Disease Week. – San Diego (USA). - Gastroenterology. - 2000. – Vol. 118, N. 4, Suppl. 2, Pr. 1 of 2. – P. A1174. (Здобувач - проведення експерименту та статистична обробка результатів, підготовка матеріалів до друку, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування).

10. Gonchar G., Kolosovska L., Gmiro V., Beregova T.The mechanism of oppressive action of ganglioblockres on stimulated gastric secretion in dogs // 3rd Intrenational Symposium on Cell/ Tissue Injury and Cytoprotection/ Organoprotection. - Long Beach (USA). - Experimental Biology and Medicine. – 2000. – Vol. 225, N 2. – P. 163. (Здобувач - проведення експерименту, статистична обробка та аналіз результатів, інтерпретація даних, підготовка матеріалів до друку, Колосовська Л. - дослідження впливу ІЕМ-1678 на гістамінову шлункову секрецію у собак, Гміро В. – синтез ІЕМ-1556, ІЕМ-1678, тідазину, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування).

11. Толстанова А.Н., Береговая Т.В., Колосовская Л.А., Сабо С., Суходоля А.И., Гмиро В.Е. Пути и механизмы угнетающего влияния ганглиоблокаторов на гистаминовую желудочную секрецию // Тез. докл. Международной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения А.М. Уголева “Механизмы функционирования висцеральных систем. - Санкт-Петербург (Россия).- 2001. – С. 365-366. (Здобувач - проведення експерименту, статистична обробка та аналіз результатів, підготовка матеріалів до друку, Берегова Т.В. – ідея дослідження, загальне редагування, Колосовська Л.О. – підготовка тварин до досліду та технічне забеспечення його виконання, Сабо С. – надання антагоністу Н3-гістамінових рецепторів, тіопіраміду, Суходоля А.І. – допомога у виконанні селективної ваготомії шлунка, Гміро В. – синтез ІЕМ-1678).

12. Tolstanova G. Pharmacological and surgical analyze of H3-Histamine receptors in the regulation of gastric secretion // 1st Zagreb International Medical Summit for Medical Students and Young Doctors.- Zagreb (Croatia). - 2001. – P. 11.

13. Толстанова Г.М., Берегова Т.В. Дослідження ролі Н3-гістамінових рецепторів у регуляції шлункової секреції // Тези доповідей Всеукраїнської наукової конференції „Актуальні проблеми гастроентерології”. – Київ. - 2001. – С. 50. (Здобувач - проведення експерименту, статистична обробка та аналіз результатів, підготовка матеріалів до друку, Берегова Т.В. – загальне редагування).

14. Beregova T.V., Tolstanova G.M., Preobrazhenska T.D. Pharmacological analysis of the H3-histamine receptors in the regulation of the gastric secretion in dogs // XIVth World Congress of Pharamacology.–San Francisco (USA).- Pharamacologist– 2002 – Vol. 44, N 2, Suppl. 1.–P. A34. (Здобувач - проведення експерименту, аналіз і інтерпретація результатів, підготовка матеріалів до друку, Берегова Т.В. – загальне редагування, Преображенська Т.Д. – редагування тез англійською мовою).

АНОТАЦІЯ

Толстанова Г.М. Шляхи впливу гістаміну на шлункову секрецію. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини і тварин, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003.

Дисертація присвявена вивченню шляхів впливу гістаміну на шлункову секрецію та участі різних типів гістамінових рецепторів (ГР) в цьому процесі. Показано, що у собак з селективною ваготомією шлунка бензогексоній пригнічує шлункову секрецію, стимульовану селективним агоністом Н2-ГР дімапритом, та не впливає на показники гістамінової шлункової секреції, в умовах блокади мускаринових ацетилхолінових рецепторів атропіном. Зроблено висновок, що гістамін, крім прямої дії на парієтальні клітини, стимулює шлункову секрецію також через активацію Н2-ГР холінергічних інтернейронів підслизового сплетення. Кінцевим медіатором непрямої стимулюючої дії гістаміну на шлункову секрецію є ацетилхолін. З’ясовано, що Н1-ГР не беруть участі в регуляції шлункової секреції у собак. У собак, через Н3-ГР здійснюється тонічний пригнічуючий вплив гістаміну на інтенсивність соковиділення та кислотність шлункового соку. Н3-ГР ентерохромаффіноподібних клітин опосередковують цей вплив, і регулюють, за механізмом негативного зворотного зв’язку, секрецію гістаміну ентерохромаффіноподібними клітинами. В регуляції секреції пепсину головними клітинами шлунка периферичні та центральні Н3-ГР участі не беруть.

Ключові слова: шлунок, секреція, регуляція, блукаючи нерви, ентеральна нервова система, ентерохромаффіноподібні клітини, гістамін, рецептори.

АННОТАЦИЯ

Толстанова А.Н. Пути влияния гистамина на желудочную секрецию.– Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 – физиология человека и животных, Киевский национальный университет имени Тараса Шевченка, Киев, 2003.

Дисертация посвящена изучению путей влияния гистамина на желудочную секрецию и участия разных типов гистаминовых рецепторов (ГР) в этом процессе. Исследование проведены в условиях хронического эксперимента на беспородных собаках (I группа – собаки с интактной нервной системой, II группа – с селективной ваготомией (СВ) желудка) с фистулами желудка и двенадцатиперстной кишики по Басову и Павлову. Показано, что механизм угнетающего влияния бензогексония на гистаминовую желудочную секрецию у собак с СВ, не связан с индивидуальными свойствами бензогексония, как периферического парасимпатолитика, а также с блокадой никотиновых ацетилхолиновых рецепторов симпатической нервной системы. Бензогексоний угнетает желудочную секрецию, стимулированную селективным агонистом Н2-ГР димапритом, у собак с СВ и не влияет на показатели гистаминовой желудочной секреции, в условиях блокады мускариновых ацетилхолиновых рецепторов атропином. Сделан вывод, что существуют два пути стимулирующего влияния гистамина на желудочную секрецию: прямой, через возбуждение Н2-ГР париетальных клеток желудка и непрямой, ацетилхолинозависимый – через возбуждение Н2-ГР холинергических интернейронов подслизистого сплетения энтеральной нервной системы. На окончании их аксонов выделяется ацетилхолин и возбуждает никотиновые ацетилхолиновые рецепторы эффекторных нейронов, аксоны этих нейронов направляется на периферию к париетальной клетке, на их окончаниях выделяется ацетилхолин и возбуждает мускариновые ацетилхолиновые рецепторы этих клеток. Открытие непрямого ацетилхолинозависимого пути влияния гистамина на желудочную секрецию впервые объяснило механиз угнетающего влияния блокаторов мускариновых ацетилхолиновых рецепторов на желудочную секрецию, стимулированну гистамином в условиях in vivo.

Показано, что блокада Н1-ГР димедролом не увеличивает показатели желудочной секреции, стимулированной гистамином. Это является доказательством того, что не существует реципрокных взаимотношений между Н2- и Н1-ГР в регуляции желудочной секреции.

В работе показано, что блокада Н3-ГР (тиопирамид, бетагистин) увеличивает интенсивность сокоотделения и кислотность желудочного сока, стимулированного гистамином. СВ не снимает данный эффект. Активация Н3-ГР (R-б-метилгистамин) не влияет на