Атамнах Салах Мохаммад Муфліх. ВПЛИВ АУТОКОЇДІВ ГІСТАМІНУ І СЕРОТОНІНУ НА ЖОВЧОСЕКРЕТОРНУ ФУНКЦІЮ І ТКАНИННЕ ДИХАННЯ ПЕЧІНКИ

Короткий опис

Атамнах Салах Мохаммад Муфліх. Назва дисертаційної роботи: "ВПЛИВ АУТОКОЇДІВ ГІСТАМІНУ І СЕРОТОНІНУ НА ЖОВЧОСЕКРЕТОРНУ ФУНКЦІЮ І ТКАНИННЕ ДИХАННЯ ПЕЧІНКИ"

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
На правах рукопису
Атамнах Салах Мохаммад Муфліх
УДК 612.35 + 612.357.1
ВПЛИВ АУТОКОЇДІВ ГІСТАМІНУ І СЕРОТОНІНУ НА
ЖОВЧОСЕКРЕТОРНУ ФУНКЦІЮ І ТКАНИННЕ ДИХАННЯ
ПЕЧІНКИ
03.00.13 – фізіологія людини і тварин
Дисертація на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Науковий керівник:
доктор біологічних наук,
професор
Янчук Петро Іванович
КИЇВ – 2015
2
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ…………………………….….. 4
ВСТУП……………………………………………………………………. 5
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ……………………………………... 10
1.1. Морфологічні і функціональні особливості печінки ссавців…..... 10
1.1.1. Структурно-функціональна організація печінки.……............ 11
1.1.2. Кровопостачання печінки…………………………………… 14
1.1.3. Тканинне дихання печінки………………………………….. 16
1.1.4. Жовчосекреторна функція…………………………………… 17
1.1.5. Регуляція кисневого гомеостазу, кровообігу та
жовчосекреторної функції печінки……………………………..... 20
1.2. Участь гістаміну і серотоніну в регуляції функціонування
печінки………………………………………………………………… 25
1.2.1. Вплив гістаміну і серотоніну на кровопостачання
печінки…………………………………………………………….…. 26
1.2.2. Вплив гістаміну і серотоніну на утворення і секрецію
жовчі………………………………………………………………….. 28
1.2.3. Механізми дії гістаміну і серотоніну на функціонування
гепато-біліарної системи……………………………………………. 29
РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ…………….. 36
2.1. Використані у дослідженні методичні підходи і матеріали…… 36
2.2. Реєстрація показників кровообігу в печінці щурів……………… 38
2.3. Вимірювання показників кисневого гомеостазу в печінці……… 40
2.4. Реєстрація об’ємної швидкості секреції жовчі у щурів………….. 44
2.5. Визначення жовчних кислот у жовчі щурів………….................. 45
2.6. Визначення ліпідів у жовчі щурів………………………………… 46
2.7. Оцінка якісних і кількісних характеристик жовчі
щурів…………………………………………………………………… 48
2.8. Статистична обробка отриманих результатів досліджень……… 48
3
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ 49
3.1. Вплив гістаміну на тканинне дихання, кровообіг і
жовчносекреторну функцію печінки щурів…………………………… 49
3.1.1. Зміни напруження кисню в печінці, споживання нею О2 та
кровообігу при дії гістаміну …………………………….…………. 49
3.1.2. Зміни показників кисневого балансу печінки, викликані
гістаміном, за умов блокади гістамінових рецепторів …………... 55
3.1.3. Вплив гістаміну на зовнішньосекреторну функцію печінки.. 58
3.1.4. Участь H1 гістамінових рецепторів у реалізації ефектів
печінки………………………………………………………………… 70
3.2. Вплив серотоніну на тканинне дихання, гемодинаміку і
зовнішньосекреторну функцію печінки………….…………………… 75
3.2.1. Зміни рО2 в печінці, споживання нею О2 та тиску крові в
артеріальних і ворітних судинах при дії серотоніну……………… 75
3.2.2. Участь 5-НТ2-рецепторів у реалізації дії серотоніну на
кисневий гомеостаз печінки…………………..…………………… 80
3.2.3. Ефекти серотоніну на жовчносекреторну функцію печінки
щурів…………………………………………………………………. 82
3.2.4. З’ясування ролі 5-НТ2-рецепторів у дії серотоніну на
жовчносекреторну функцію печінки…………………….……..…. 90
УЗАГАЛЬНЕННЯ …………………………………………….……….. 101
ВИСНОВКИ…………………………………………………………….. 112
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ …………………………… 114
4
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ
ВВ – ворітна вена;
ВЖК – вільні жирні кислоти;
В/п – внутрішньопортально;
ГДХК – глікодезоксихолева кислота;
ГХДХК – глікохенодезоксихолева кислота;
ГХК – глікохолева кислота;
ДХК – дезоксихолева кислота;
ЕХс – ефіри холестеролу;
КГ – коефіцієнт гідроксилювання;
КК – коефіцієнт кон’югації;
КНП – кровонаповнення печінки;
САТ – системний артеріальний тиск;
Твв – тиск у ворітній вені;
ТГ – тригліцериди;
ТК - тучні клітини;
ТХДХК – таурохенодезоксихолева кислота;
ТХК – таурохолева кислота;
ФЛ – фосфоліпіди;
ХДХК – хенодезоксихолева кислота;
ХК – холева кислота;
ХХК – холато–холестериновий коефіцієнт (індекс Ендрюса);
ХОК – хвилинний об’єм крові;
цГМФ – циклічний гуанозинмонофосфат;
ШКТ – шлунково-кишковий тракт;
L-AADC - L-аромамніодекарбоксилаза;
5-HT - 5-hydroxytryptamine;
рО2 - напруження кисню.
5
ВСТУП
Актуальність теми. Печінка відіграє надзвичайно важливу роль у
життєдіяльності організму. Вона бере активну участь у жовчосекреторному
процесі, обміні речовин, депонуванні крові, вітамінів, виконує
детоксикаційну функцію тощо. Здійснення цих функцій є можливим лише за
умов належного постачання до функціональних елементів печінки кисню та
пластичного і енергетичного матеріалу, що надходять до неї з кров’ю.
Гуморальна регуляція діяльності печінки здійснюється різними
чинниками, що синтезуються в органах тралення і з ворітною кров’ю
потрапляють в залозу, або утворюються безпосередньо в ній. До таких
факторів належать і аутокоїди серотонін та гістамін. Особливе місце цих
сполук у регуляції функціонування печінки та біліарної системи обумовлене
тим, що вони синтезуються і секретуються холангіоцитами [1, 2, 3]. Гістамін
і серотонін виявляються потужними регуляторами обмінних процесів у
печінці. Так, гістамін належить до важливих ендогенних регуляторів
ліпідного обміну [4-6]. Зокрема, H1R та H2R гістамінові рецептори
опосередковують вплив аутокоїду на перебіг ліпідного обміну при розвитку
викликаного ліпополісахаридом ураження печінки [6] та при індукованому
гіперліпідемією експериментальному неалкогольному стеатогепатиті [4, 6, 7].
Враховуючи, що у печінці активність L-гістидиндекарбоксилази (ключового
ферменту синтезу гістаміну із L-гістидину) значно вища ніж у клітинах тіла
шлунку та в панкреатичній тканині, а також оскільки вміст цього аутокоїда у
тканині печінки є досить високим [8] вважається, що гістамін є вагомим
регулятором обміну речовин у ній. Участь серотоніну в регуляції
функціонування печінки також становить значний інтерес. Переважна
більшість серотоніну в організмі (до 90%) синтезується
ентерохромафіновими клітинами у шлунково-кишковому тракті, звідки
транспортується в різноманітні ділянки тіла і, в першу чергу, по ворітній вені
6
до печінки [9]. Дія серотоніну зумовлюється експресією відповідних
рецепторів на всіх типах клітин печінки [10, 11]. Слід відзначити, що із семи
родин серотонінових рецепторів у різних клітинних популяціях печінки
найбільш інтенсивно експресуються 5-НТ2- рецептори, які опосередковують
вплив аутокоїда на метаболічні та регенеративні процеси в тканині цього
органу [12 - 15]. Поряд з цим, більшість досліджень гепатотропних ефектів
серотоніну спрямовані на з’ясування його дії на регенерацію і канцерогенез у
печінковій тканині, оскільки визнаною є роль серотоніну як мітогену для
клітин печінки [16]. Слід зауважити, що як обмін речовин, так і клітинний
поділ є процесами кисеньзалежними. Секреція жовчі, яка є результатом
узгодженого перебігу багатьох метаболічних і транспортних процесів, також
залежить від інтенсивності тканинного дихання в печінці. Разом з тим, вплив
гістаміну і серотоніну на кисневий гомеостаз та жовчосекреторну функцію
печінки лишається малодослідженим.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планам, темами.
Дисертаційна робота виконана згідно плану науково-дослідних робіт Науководослідного інституту фізіології імені академіка Петра Богача ННЦ «Інститут
біології» Київського національного університету імені Тараса Шевченка у
рамках науково-дослідної теми № 11БФ036-01 "Механізми реалізації
адаптаційно-компенсаторних реакцій організму за умов розвитку різних
патологій" (2011-2015 рр., № держреєстрації 0111U004648).
Мета і завдання дослідження. Метою роботи було дослідити вплив
гістаміну та серотоніну на тканинне дихання і жовчосекреторну функцію
печінки щурів.
Відповідно до мети дисертаційного дослідження поставлено наступні
завдання:
1) дослідити вплив гістаміну на напруження кисню в печінці,
швидкість споживання нею О2, та тиск крові у ворітній вені і сонній артерії
щурів в дослідах in vivo;
2) з’ясувати участь гістамінових рецепторів у реалізації дії гістаміну на
7
тканинне дихання печінки;
3) вивчити вплив гістаміну на зовнішньосекреторну функцію печінки;
4) з’ясувати можливі шляхи реалізації дії гістаміну на жовчосекреторну
функцію печінки;
5) дослідити дію серотоніну на споживання кисню печінкою,
напруженя О2 в ній, та тиск крові у ворітних і артеріальних судинах;
6) з’ясувати роль 5-НТ2-рецепторів у дії серотоніну на споживання
кисню печінкою;
7) вивчити ефекти серотоніну на жовчосекреторну функцію печінки
щурів;
8) визначити роль 5-НТ2-рецепторів у дії серотоніну на
жовчосекреторну функцію печінки;
Об’єкт дослідження: кисневий гомеостаз, кровообіг та
жовчносекреторна функція печінки щурів.
Предмет дослідження: регуляція гістаміном та серотоніном
тканинного дихання і жовчосекреторної функції печінки щурів.
Методи дослідження: у роботі використані фізіологічні, біохімічні та
методи математичної статистики. У гострих дослідах на щурах інвазивно
методом електроманометрії реєстрували тиск крові у ворітній вені та сонній
артерії; напруження кисню в печінці і швидкість споживання нею кисню
вивчали полярографічним методом [17, 18]; об’ємну швидкість секреції
жовчі визначали шляхом канюлювання жовчної протоки у гострих дослідах;
визначення жовчних кислот і ліпідів у жовчі щурів здійснювали за
допомогою тонкошарової хроматографії у модифікації Весельського та ін.
[19, 18], визначення білірубіну жовчі - спектрофотометрично; cтатистичну
обробку проводили з використанням пакету програм STATISTICA 6.0 (StatSoft, USA) [21, 22].
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено
комплексне дослідження впливу аутокоїдів гістаміну і серотоніну на
кисневий гомеостаз печінки, жовчнокислотний і ліпідний склад жовчі щурів.
8
Встановлено, що гістамін у дозі 8 мкг/кг пригнічує синтез і
гідроксилювання вільних первинних жовчних кислот та споживання кисню
печінкою, підвищує тиск у ворітній вені, не змінюючи при цьому рівень
напруження кисню в залозі та тиск крові в артеріальних судинах. На фоні дії
блокатора Н1 гістамінових рецепторів тавегілу ці ефекти усуваються.
Вперше продемонстровано, що гістамін викликає зростання концентрації у
жовчі фосфоліпідів, холестеролу і його ефірів. Аутокоїд посилює утворення і
надходження у жовч тауро- і глікохолатів, яке відбувається із залученням Н1-
рецепторів.
Вперше показано, що серотонін викликає зростання кон’югації вільних
холатів з таурином і гліцином, надходження фосфоліпідів і холестеролу до
жовчі, споживання кисню печінкою та тиску у її ворітному руслі, рівень
напруження кисню в органі та артеріальний тиск при цьому знижуються.
Попередня блокада 5-НТ2-рецепторів кетансерином призводить до
пригнічення впливу аутокоїда на показники холесекреції та до повного
усунення реакцій тканинного дихання. Показано, що серотонін зменшує
об’єм виділюваної жовчі, але цей ефект кетансерином не усувається
Практичне значення одержаних результатів. Відомо, що при
захворюваннях печінки порушуються її функції, зокрема, жовчосекреторна,
обміну речовин, а також кисневий гомеостаз в ній. Вивчення дії аутокоїдів
гістаміну та серотоніну на тканинне дихання печінки і холесекрецію є
важливим для з’ясування механізмів виникнення та розвитку багатьох
захворювань печінки та біліарної системи. Отримані у даній роботі
результати щодо шляхів реалізації дії аутокоїдів та вплив блокаторів
гістамінових і серотонінових рецепторів на тканинне дихання та
жовчосекреторну функцію печінки мають важливе значення для
застосування їх в медичній практиці.
Результати дисертаційної роботи можуть бути впроваджені у
навчальний процес при викладанні загальних та спеціальних курсів на
кафедрах фізіології людини та тварин факультетів біологічного профілю.
9
Особистий внесок здобувача. Автором особисто опрацьовано
першоджерела літератури, проведено експериментальну роботи, статистичну
обробку та аналіз результатів досліджень. Планування досліджень,
обговорення і аналіз отриманих результатів та формулювання висновків
здійснено разом з науковим керівником, доктором біологічних наук.
професором П.І. Янчуком.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної
роботи доповідались та обговорювалися на VII міжнародній науковій
конференції «Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології»
(Київ, 2014), Українському біохімічному з’їзді (Київ, 2014), конференції
студентів та молодих вчених «Шевченківська весна» (Київ, 2014),
конференції студентів та молодих вчених «Шевченківська весна» (Київ,
2015), ХІХ з’їзді Українського фізіологічного товариства, присвяченому 90-
річчю від дня народження академіка П.Г. Костюка (Львів, 2015).
Публікації. За результатами дисертаційного дослідження опубліковано
10 наукових праць, з яких 5 статей у вітчизняних наукових фахових
виданнях, рекомендованих Департаментом акредитації кадрів України, з них
__ до SciVerse Scopus; 5 тез наукових конференцій і форумів.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі
вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів досліджень, результатів
досліджень, узагальнень результатів досліджень, висновків, списку
використаних джерел із найменування. Робота викладена на 112 сторінках,
ілюстрована 16 рисунками і містить 19 таблиць.

Список літератури

ВИСНОВКИ
1. Внутрішньопортальне введення гістаміну (8 мкг/кг) зумовлює
пригнічення споживання кисню печінкою поряд зі звуженням її кровоносних
судин і зменшенням кровопостачання, напруження кисню в залозі при цьому
майже не змінюється. Блокатор Н1-рецепторів тавегіл (25 мг/кг) повністю
усуває реакції тканинного дихання в печінці на гістамін.
2. Гістамін пригнічує холерез, синтез і гідроксилювання холатів, та
стимулює кон’югацію жовчних кислот з таурином і гліцином, а також
впливає на метаболічні перетворення і транспорт ліпідів у клітинах печінки,
викликаючи зростання концентрації у жовчі фосфоліпідів, холестеролу і його
ефірів та зменшення вмісту вільних жирних кислот і тригліцеридів у
печінковому секреті.
3. Ефекти гістаміну на жовчосекреторну функцію печінки щурів
реалізуються за участі Н1-гістамінових рецепторів, оскільки в умовах
блокади цих рецепторів тавегілом усувається стимулюючий вплив аміну на
кон’югацію жовчних кислот з таурином та гліцином, що відображається у
зменшенні концентрації гліко- і таурокон’югатів у печінковому секреті.
4. Внутрішньопортальне введення серотоніну (10 мкг/кг) викликає
посилення споживання кисню печінкою, розширення її артеріальних та
звуження ворітних судин, рівень напруження кисню в органі при цьому
знижується. Попередня блокада 5-НТ2-рецепторів кетансерином (3 мг/кг)
призводить як до пригнічення дії ендогенного серотоніну, так і до усунення
впливу екзогенного аутокоїда.
5. Серотонін викликає зменшення об’єму секретованої жовчі щурів та
підвищує концентрацію у печінковому секреті кон’югованих жовчних
кислот, а вільних – знижує, при цьому концентрація в жовчі фосфоліпідів і
холестеролу зростає, а тригліцеридів та вільних жирних кислот –
зменшується, що свідчить про посилення кон’югації вільних холатів з
113
таурином і гліцином та стимулювання надходження фосфоліпідів і
холестеролу до жовчі.
6. Під час блокади 5-НТ2-рецепторів серотонін посилює
гіпохолеретичний ефект, а його стимулюючий вплив на кон’югацію жовчних
кислот з таурином і гліцином усувається. Тобто реалізація ефектів серотоніну
на жовчосекреторну функцію печінки відбувається частково за участі 5-НТ2-
рецепторів та, ймовірно, через серотонінові рецептори інших типів.