Введение 4
Глава 1 Обзор литературы 5
1.1 Синтез дофамина в организме 5
1.2 Запасание и выделение дофамина 8
1.3 Деградация дофамина 11
1.4 Рецепторы к дофамину 12
1.5 Влияние дофамина на сердечно-сосудистую деятельность.... 18
Глава 2. Методика исследования 23
2.1 Объект исследования 23
2.2 Методика регистрации сокращения полосок миокарда 26
2.3 Статистическая обработка 30
Глава 3. Результаты собственных исследований 31
3.1 Влияние экзогенного дофамина на сократимость миокарда
правого предсердия и правого желудочка крыс 21 и 100 суточного возраста 31
3.2 Доза зависимое действие дофамина при блокаде d-
рецепторов на сократимость миокарда крыс в раннем онтогенезе 34
3.3 Доза зависимое действие галоперидола на сократимость
миокарда 100 суточных крыс 38
3.4 Применение научных результатов в учебном процессе в школе 40
Выводы 45
Заключение 46
Список использованной литературы
Дофамин является одним из основных катехоламинергических медиаторов центральной нервной системы у позвоночных.
Известно, что симпатические влияния на сердце формируются с 3 по 6 неделю постнатального онтогенеза, именно в этом возрасте осуществляются значительные структурно-функциональные изменения сердечно-сосудистой
системы [Аникина Т.А. и др., 2003, Зефиров Т.Л. и др., 2015]. Физиологические реакции сердца на катехоламины, в том числе на дофамин реализуются их взаимодействием с адренорецепторами клеток миокарда.
Известно, что симпатические нервные окончания, кроме базовых медиаторов, содержат и дофамин, который воздействует на клетки-мишени как через специфические дофаминовые рецепторы, так и через кросс-связывание с а- и [3-адренорецепторами [Amenta F. 2002]. Выраженность эффекта дофамина на сократимость миокарда определяется и дозой [Билалова Г.А. и др., 2013], механизмы возрастных особенностей реагирования миокарда на дофамин не изучены. При некоторых заболеваниях (болезни Альцгеймера, Паркинсона) наблюдаются выраженные нарушения адренергической и холинергической регуляции сократимости миокарда [Леушина А.В., 2015; Мамалыга М.Л. 2014]. На досимптомной стадии болезни Паркинсона обнаружен дисбаланс вегетативной регуляции сердца, а на ранней симптомной стадии дисфункция сердца обусловлена смешением вегетативного баланса в сторону увеличения симпатических влияний и снижения парасимпатических [Мамалыга М.Л. 2014]. На досимптомной стадии паркинсонизма концентрация дофамина снижается в желудочках и несколько повышается в предсердиях, а в ранней клинической стадии наоборот, концентрация дофамина в желудочках увеличивается и снижается в предсердиях [Колачева А.А., 2014], что определяет актуальность изучения дофаминергической регуляции миокарда.
Цель исследования - изучение особенностей сократимости миокарда при действии дофамина разной концентрации, галоперидола разной концентрации у крыс 21- и 100 суточного возраста.
Таким образом, было выявлено, что низкие концентрации дофамина (10'9М) вызывают усиление силы сокращений полосок миокарда, вероятно, в этом и проявляется его влияние на дофаминовые рецепторы. После выключения d-рецепторов дроперидолом положительная реакция сократимости миокарда предсердий и желудочков у 21-дневных крыс наблюдалась при действии дофамина только в высокой концентрации (10‘ 5М). У 100-дневных крыс на фоне блокады дофаминовых рецепторов увеличение силы сократимости миокарда предсердий и желудочков наблюдается во всех исследованных концентрациях дофамина (10'9-10'5М). Возможно, дофамин в высоких концентрациях (10'5М) участвует в регуляции сократимости миокарда через активацию адренорецепторов после формирования симпатической регуляции сердца. У 100 - суточных животных антагонист дофаминовых рецепторов галоперидол вызывает дозозависимое сокращение миокарда предсердий и желудочков крыс в диапазоне концентрации 10'6-10'4 М. При этом увеличение силы сократимости миокарда предсердия и желудочка 100 суточных крыс регистрировалось в концентрации 10'6М и 10'5М. Полученные результаты свидетельствуют участие дофаминовых рецепторов и адренорецепторов в регуляции сердечной деятельности зависит от дозы вещества и возраста животных.
1. Аникина, Т.А. Влияние блокады [3-адреноблокаторов на сердечную деятельность крыс в постнатальном онтогенезе [Текст]/ Т. А. Аникина, Г. А. Билалова, Ф. Г. Ситдиков // Бюл. экспер. биол. и медицины. 2003. Том 136. №9. С. 265-268.
2. Аршавский, И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития [Текст] - М.: Наука, 1982. - 270 с.
3. Билалова, Г.А. Инотропное действие дофамина на сердце крыс в постнатальном онтогенезе [Текст] / Г. А. Билалова, Л. М. Казанчикова, Т. Л. Зефиров, Ф. Г. Ситдиков // Бюл. экспер. биол. и медицины. 2013. Том 156. №8. С. 136-139.
4. «Гусель, В.А. [Текст] / В. А. Гусель, А. К. Хаджидас, Э. К. Цибульский // Вопросы охраны материнства и детства. — 1990, N1, с. 17 - 20.
5. Западнюк, И. П. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте [Текст] / И. П. Западнюк, В. И. Западнюк, Е. А. Захария, Б. В. Западнюк // 3-е изд., перераб. и доп. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1983. - 383 с.
6. Зефиров, Т.Л. «Лекции по возрастной физиологии сердца» [Текст] / Т. Л. Зефиров, Ф. Г. Ситдиков, 2006. - 102 с.
7. Зефиров, Т.Л. Возрастные особенности холинергической регуляции сердца крысы [Текст] / Т. Л. Зефиров, Н. И. Зиятдинова, И. И. Хабирахманов, А. Л. Зефиров // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2015. Т. 101. № 2. С. 189-199.
8. Колачева, А.А. Экспериментальное моделирование болезни Паркинсона [Текст] / А. А. Колачева, Е. А. Козина, Г. Р. Хакимова, В. Г. Кучеряну, В. С. Кудрин, Р. Р. Нигматуллина, А. С. Базян, Г. А. Григорьян, М. В. Угрюмов // Нейродегенеративные заболевания: от генома до целостного организма. В 2-х томах. Том 1 // Под ред. М.В. Угрюмова. - М.: Научный мир, 2014. - 356-422 с.
9. Косицкий, Г. И. Физиология человека, М. Медицина, 1985. - 544 с.
10. Катков, Е.В. Фармакология и токсикология [Текст] / Е. В. Катков, А. В. Сапожков // - 1988, N7, с. 41 - 43.
11. Леушина, А.В. Адренергические механизмы регуляции сократимости миокарда в генетической модели болезни Альцгеймера [Текст] / А. В. Леушина, Л. Ф. Нуруллин, Е. О Петухова, А. Л. Зефиров, М. А. Мухамедьяров //Казанский мед. ж. - 2015. - Т. 96. - №1. - С.50-55.
12. Махинько, В.И. и др., Лабораторные животные [Текст], 1975
13. Малая, Л.Т. [Текст] / Л. Т. Малая, М. Д. Машковский, Р. И. Абсава и соавт. // Клиническая медицина. - 1988, т. 66, N4, с. 22-27.
14. Мамалыга, М.Л. Регуляция сердечного ритма у мышей с досимптомной и симптомной моделями болезни Паркинсона [Текст] // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2014, № 2.-С.33- 36.
15. Сергеев, П.В. Рецепторы [Текст] / П. В. Сергеев, Н. Л. Шимановский, В. И. Петров // Москва-Волгоград, 1999, - 638с.
16. Покровский, В.М. «Физиология человека»/ В.М. Покровский, Г.Ф. Коротько // М., Медицина, 2003.
17. Тереньтьев, П.В. «Лабораторные животные», М., 1950.
18. Шмидт, Р. «Физиология человека»/ Р. Шмидт, Г. Тевс // М., Мир, 1996.
19. Amenta, F. The peripherals dopaminergic system: morphological analysis, functional and clinical applications [Text] / F. Amenta, A. Ricci, S. K. Tayebati, D. Zaccheo // Ital. J. Anat. Embryol. 2002. Vol. 107. №. 3. P. 145-167.
20. Arbogast, L. Ontogeny of tyrosine hydroxylase mRNA signal levels in central dopaminergic neurons: development of a gender difference in the arcuate nuclei [Text] / L. Arbogast, J. Voogt // Dev. brain res. - 1991. - Vol. 63, N. l.-P. 151-161.
21. Borisova, N. A. Ontogenesis of the hypothalamic catecholaminergic system in rats: synthesis, uptake and release of catecholamines [Text] / N. A. Borisova, A. Y. Sapronova, E. V. Proshlyakova, et al. // Neuroscience. - 1991. - Vol. 43.-N. l.-P. 223-229.
22. Boulton, A. A. Catecholamines bridging basic science with clinical medicine [Text] / D. S. Goldstein, G. Eisenhofer, R. McCarty. - Academic Press, New York. - 1998. - P. 273-292.
23. Ben-Jonathan, N. Dopamine as a prolactin (PRL) inhibitor [Text] /
N. Ben-Jonathan, R. Hnasko // Endocr Rev. - 2001. - Vol. 22. - N. 6. -P. 724-763.
24. Brady, S. Basic neurochemistry: molecular, cellular and medical aspects [Text] / Brady, S., Siegel, G., Albers, R. W. et al. // Academic Press. - 2005.
25. Castillo, S. O. Dopamine biosynthesis is selectively abolished in substantia nigra/ventral tegmental area but not in hypothalamic neurons in mice with targeted disruption of the Nurrl gene [Text] / S. O. Castillo, J. S. Baffi, M. Palkovits, et al. //Mol. Cell. Neurosci. - 1998. - Vol. 11. -N. l.-P. 36-46.
26. Christenson, J. G. Preparation and properties of a homogeneous aromatic L-amino acid decarboxylase from hog kidney [Text] / J. G. Christenson, W. Dairman, S. Udenfriend // Arch Biochem Biophys- 1970. - Vol. 141. - N. 1. - P. 356-367.
27. Coyle, J. T. Catecholamines in fetal and newborn rat brain [Text] / J. T. Coyle, D. Henry // JNeurochem- 1973. - Vol. 21. -N. l.-P. 61-67.
28. Elsworth, J. D. Dopamine synthesis, uptake, metabolism, and receptors: relevance to gene therapy of Parkinson's disease [Text] / J. D. Elsworth, R. H. Roth // Exp Neurol. - 1997. - Vol. 144. - N. 1. - P. 4-9.
29. Ershov, P. V. Neurons possessing enzymes of dopamine synthesis in the mediobasal hypothalamus of rats: topographic relations and axonal projections to the median eminence in ontogenesis [Text] / P. V. Ershov, M. V. Ugrumov, A. Calas, et al. // J. Chern. Neuroanat. - 2002. - Vol. 24. - N. 2. - P. 95-107.
30. Fiszman, M. L. Dopamine synthesis precedes dopamine uptake in embryonic rat mesencephalic neurons [Text] / M. L. Fiszman, A. Zuddas, M. I. Masana, et al. // JNeurochem. - 1991. - Vol. 56. -N. 2. -P. 392-399.
31. Fitzpatrick, P. F. The aromatic amino acid hydroxylases [Text] / P. F. Fitzpatrick // Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol. - 2000. - Vol. 74. - P. 235- 294.
32. Gomez MDE, J. [Text] / J. Gomez MDE, G. Rousseau, R. Nadeau, R. Berra, G. Flores, J. Suarez // Functional and autoradiographic characterization of dopamine D2-like receptors in the guinea pig heart. // Can J Physiol Pharmacol. - 2002. - Vol. 80.-P. 578-587.
33. Glitsch, M. D. Spontaneous neurotransmitter release and Ca 2+— How spontaneous is spontaneous neurotransmitter release? [Text] / M. D. Glitsch / Cell Calcium. - 2008. - T. 43. - №. 1. - C. 9-15.
34. Hansson, S. R. Hoffman B. J., Mezey E. Ontogeny of vesicular monoamine transporter mRNAs VMAT1 and VMAT2: I. The developing rat central nervous system 1 Published on the World Wide Web on 3 August 1998.1 [Text] / S. R. Hansson, B. J. Hoffman, E. Mezey. //Dev. brain res.. - 1998 a. - T. 110.-№. l.-C. 135-158.
35. Iversen, L. L. The catecholamines [Text] / L. L. Iversen // Nature. - 1967.-Vol. 214,-P. 8-14.
36. Iversen, L. L. Dopamine handbook [Text] / L. L. Iversen // Oxford University Press. - 2010.
37. Jackson, D. M. Dopamine receptors: molecular biology, biochemistry and behavioural aspects [Text] / D. M. Jackson, A. Westlind-Danielsson // Pharmacol. Ther. - 1994. - Vol. 64. - N. 2. - P. 291- 370.
38. Jaeger, С. B. Aromatic 1-aminoacid decar ylase in the rat brain: Immunocytochemical localization during prenatal development [Text] / С. B. Jaeger//Neuroscience. - 1986. - Vol. 18.-N. l.-P. 121-150.
39. Kedzierski, W. Quantitative study of tyrosine hydroxylase mRNA in catecholaminergic neurons and adrenals during development and aging [Text] / W. Kedzierski, J. C. Porter//Mol. Brain Res. - 1990. - Vol. 7. -N 1. -P. 45-51.
40. Kollar, A. Dopamine Receptor and Hypertension [Text]/ A. Kollar, V. Kenesi, A, Jahasz-Nagy, 1991.
41. Kumer, S. C. Intricate regulation of tyrosine hydroxylase activity and gene expression [Text] / S. C. Kumer, К. E. Vrana // J Neurochem. - 1996. - Vol. 67.-N. 2.-P. 443-462.
42. Levitt, M. Elucidation of the rate-limiting step in norepinephrine biosynthesis in the perfused guinea-pig heart [Text] / M. Levitt, S. Spector, A. Sjoerdsma et al. // J Pharmacol Exp Ther. - 1965. - Vol. 148. - N. 1. - P. 1-8.
43. Lohr, К. M. Increased vesicular monoamine transporter enhances dopamine release and opposes Parkinson disease-related neurodegeneration in vivo [Text] / К. M. Lohr, A. I. Bernstein, K. A. Stout//PNAS. -2014. - Vol. 111. -N. 27.-P. 9977-9982.
44. Luque, J. M. Cellular expression of mRNAs encoding monoamine oxidases A and В in the rat central nervous system [Text] / J. M. Luque, S. W. Kwan, C. W. Abell, et al. / J Comp Neurol - 1995. - Vol. 363. - N. 4. - P. 665- 680.
45. Meister, B. Dopamine-and cAMP-regulated phosphoprotein (DARPP-32) and dopamine DAI agonist-sensitive Na+, K+-ATPase in renal tubule cells [Text] / B. Meister, J. Fryckstedt, M. Schalling et al. // PNAS. - 1989. - Vol. 86. - N. 20. - P. 8068-8072.
46. Millhorn, D. E. Chemical messengers and their coexistence in individual neurons [Text] / D. E. Millhom, T. Hokfelt // Physiology. - 1988. - Vol. 3.-N. l.-P. 1-5.
47. Missale, C. Dopamine receptors: from structure to function [Text] / C. Missale, S. R. Nash, S. W. Robinson et al. // Physiol Rev. - 1998. - Vol. 78. - N. l.-P. 189-225.
48. Nagatsu, T. Catecholamine synthesis and release. Overview [Text] / T. Nagatsu, L. Stjarne // Adv. Pharmacol. - 1998. - Vol. - N. 42. - H. 1-14.
49. Nagatsu, T. Regulation of pteridine-requiring enzymes by the cofactor tetrahydrobiopterin [Text] / T. Nagatsu, H. Ichinose // Mol Neurobiol. - 1999,-Vol. 19.-N. l.-P. 79-96.
50. Okamura, H. Comparative topography of dopamine-and tyrosine hydroxylase-immunoreactive neurons in the rat arcuate nucleus [Text] / H. Okamura, K. Kitahama, I. Nagatsu, et al. // Neuroscience letters. - 1988. - Vol. 95. -N. l.-P. 347-353.
51. Raiteri, M. Dopamine can be released by two mechanisms differentially affected by the dopamine transport inhibitor nomifensine [Text] / M. Raiteri, F. Cerrito, A. M. Cervoni, et al. // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1979. - Vol. 208.-N. 2,-P. 195-202.
52. Sales, N. Ontogeny of dopaminergic D-2 receptors in the rat nervous system: characterization and detailed autoradiographic mapping with [125 I] iodosulpride [Text] / N. Sales, M. P. Martres, M. L. Bouthenet // Neuroscience. - 1989. - Vol. 28. - N. 3. - P. 673-700.
53. Saucedo-Cardenas, O. Nurrl is essential for the induction of the dopaminergic phenotype and the survival of ventral mesencephalic late dopaminergic precursor neurons [Text] / O. SaucedoCardenas, J. D. Quintana-Hau, W. D. Le, et al. // PNAS. - 1998. - Vol. 95. - N.7. - P. 4013- 4018.
54. Schambra, U. B. Ontogeny of D 1A and D 2 dopamine receptor subtypes in rat brain using in situ hybridization and receptor binding [Text] / U. B. Schambra, G. E. Duncan, G. R. Breese, et al. // Neuroscience. - 1994. - Vol. 62. - N. l.-P. 65-85.
55. Schutz, B. Vesicular amine transporter expression and isoform selection in developing brain, peripheral nervous system and gut [Text] / B. Schutz, M. К. H. Schafer, L. E. Eiden, et al. // Dev. brain res. - 1998. - Vol. 106. - N.l.-P. 181-204.
56. Sibley, D. R. Molecular biology of dopamine receptors [Text] / D. R. Sibley, F. J. Monsma // Trends Pharmacol Sei. - 1992. - Vol. 13. - P. 61-69.
57. Smidt, M. P. How to make a mesodi encephalic dopaminergic neuron [Text] / M. P. Smidt, J. P. H. Burbach // Nature Rev. Neurosci. - 2007. - Vol. 8. -
N. l.-P. 21-32.
58. Smits, S. M. Involvement of Nurrl in specifying the neurotransmitter identity of ventral midbrain dopaminergic neurons [Text] / S. M. Smits, T. Ponnio,
O. M. Conneely, et al. // European J. Neurosci. - 2003. - Vol. 18. -N. 7. - P. 1731-1738.
59. Tank, A. W. Regulation of tyrosine hydroxylase activity by muscarinic agonists in rat adrenal medulla [Text] / A. W. Tank, C. A. Osterhout, C. R. Sterling // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 1998. Vol. 286. -N.2. - P 848-854.
60. Teitelman, G. Expression of amino acid decarboxylase in proliferating cells of the neural tube and notochord of developing rat embryo [Text] / G. Teitelman, С. B. Jaeger, V. Albert, et al. // J Neurosci. - 1983. - Vol. 3. -N. 7.-P. 1379-1388.
61. Ugrumov, M. V. Development of the suprachiasmatic nucleus in rats during ontogenesis: serotonin-immunopositive fibers [Text] / M. V. Ugrumov, A.
P. Popov, S. V. Vladimirov et al. //Neuroscience. - 1994. - Vol.58. -P. 161-165.
62. Ugrumov, M. V. Dopamine synthesis by non-dopaminergic neurons expressing individual complementary enzymes of the dopamine synthetic pathway in the arcuate nucleus of fetal rats [Text] / M. V. Ugrumov, V. I. Melnikova, A. V. Lavrentyeva, et al. // Neuroscience. - 2004. - Vol. 124. - N. 3. - P. 629-635.
63. Ugrumov, M. V. Brain neurons partly expressing dopaminergic phenotype: location, development, functional significance, and regulation [Text] / M. V. Ugrumov// Adv. Pharmacol. -2013. - Vol. 68. -P. 37-91.
64. Van Tol, «The Dopamine D4 Receptor» [Text] / Associate Professon Departments of Psychiatry and Pharmacology University of Toronto, 1994.
65. Vitalis, T. Developmental expression of monoamine oxidases A and В in the central and peripheral nervous systems of the mouse [Text] / T. Vitalis, C.
Fouquet, C. Alvarez, et al. / J. Comp. Neurol. - 2002. - Vol. 442. - N. 4. - P. 331- 347.
66. Yoon, J.H. Differential effects of interleukin-1 beta and S100B on amyloid precursor protein in rat retinal neurons. Clin ophthalmol. [Text] / J. H. Yoon, С. M. Ko et al., S. Gentleman et al. // 3:235-242, 1991.
67. Zetterstrom, R. H. Dopamine neuron agenesis in Nurrl-deficient mice [Text] / R. H. Zetterstrom, L. Solomin, L. Jansson, et al. // Science. - 1997. Vol. - 276. N. - 5310. - P. 248-250.