Background: Functional sympatholysis is determined as a tenfold increase in blood flow in the muscular arteries following the muscle contraction. This is explained by various mechanisms. However, there are no works on quantitative analysis of the pharmacokinetics and pharmacodynamics of the epinephrine effects on the arterial α-adrenergic receptors in sympatholysis before and during the cold adaptation.
Aim: To study the effect of the 30-day cold adaptation on the adrenal reactivity of muscular arterial vessels to epinephrine in the functional sympatholysis.
Material and methods: The experiments used four groups of rabbits. First group: control ( n =20); second group ( n =15): modelling of the muscle contraction by electrical stimulation in the sympatholysis; third group ( n =15): after 30-day cold adaptation; and fourth group ( n =15): modelling of the muscle contraction by electrical stimulation after 30-day cold adaptation. Adaptation to low temperatures was modeled at the daily 6-hour cooling at 10°C. A unique technique was used: blood was perfused into the limb muscles of all the rabbits via the femoral artery, after ligation of all anastomoses, using a constant flow pump. The adrenal reactivity was analyzed using the “dose-effect” response in double-reversed Lineweaver–Burk plot. This approach allowed determining the maximum pressor (Pm) response, which characterizes the number of active adrenergic receptors and the sensitivity (1/K) of the adrenergic receptors to epinephrine.
Results: The sympatholysis was proved to be present in both the cold-adapted and control rabbits, but to a lesser extent. Sympatholysis reduced the contraction of arteries in response to epinephrine solely due to the mechanisms of the 24.49-fold reduced sensitivity of adrenergic receptors from 1/Km=1.2±6.7 1/μg.kg in the control group to 1/Km = 0.049±0.0016 1/μg.kg in the sympatholysis group ( p <0.05). The number of active adrenergic receptors did not significantly change (Pm=222.0 ±6.7 in the control group, Pm=222.0 ±7.5 in the sympatholysis group). As a process of arterial dilatation, sympatholysis reduced in the rabbits after the cold adaptation due to the increased number of the pressor adrenergic receptors in the cold conditions to Рm=312.5 ±11.0 mm Hg from Pm=222.0 ±7.5 mm Hg in the no-cold sympatholysis ( p <0.05). The sensitivity of adrenergic receptors to epinephrine (1/Km) in the no-cold sympatholysis and in the cold conditions did not significantly change ( p >0.05).
Conclusion: Sympatholysis persists in the cold conditions but to a lesser extent than in the control group. As a stress hormone, epinephrine causes a greater contraction of arteries in the cold-adapted rabbits in sympatholysis than in no-cold conditions, which helps conserving heat in the body in such source of stress as the arctic cold, and improves survival.
Обоснование. Сокращение мышц приводит к увеличению кровотока в их артериях в десятки раз, что характеризуется как функциональный симпатолизис. э то объясняется различными механизмами. Но нет работ, которые бы количественно описывали фармакокинетику и фармакодинамику действия эпинефрина на α-адренорецепторы артерий при симпатолизисе до холодовой адаптации и на её фоне.
Цель работы. Изучить влияние 30-суточной холодовой адаптации на адренореактивность артериальных сосудов мышц к эпинефрину при функциональном симпатолизисе.
Материал и методы. Эксперименты были проведены в четырёх группах кроликов. Первая группа — контрольная ( n =20), вторая — на фоне симпатолизиса ( n =15) с моделированием мышечного сокращения электростимуляцией, третья ( n =15) — после 30 дней холодовой адаптации, четвёртая ( n =15) — с моделированием мышечного сокращения электростимуляцией (симпатолизис) после 30 суток холодовой адаптации. Моделирование адаптации к низким температурам проводили при ежедневном охлаждении по 6 ч при температуре –10 °C. Опыты проведены по однотипной методике, где у всех кроликов через бедренную артерию после перевязки всех анастомозов насосом постоянного расхода перфузировали кровью мышцы конечности и по реакции «доза–эффект» анализировали адренореактивность в двойных обратных координатах Lineweaver–Burk. Это позволило определить максимальную прессорную реакцию, которая характеризует количество активных адренорецепторов (Pm) и чувствительность (1/К) адренорецепторов к эпинефрину.
Результаты. Доказано, что симпатолизис функционирует у адаптированных к холоду кроликов, как и у кроликов контрольной группы, но в меньших размерах. Симпатолизис уменьшал сокращение артерий на эпинефрин исключительно за счёт механизмов снижения чувствительности адренорецепторов в 24,49 раза с 1/Km=1,2±6,7 1/(мкг/кг) в контроле до 1/Km=0,049±0,0016 1/(мкг/кг) при симпатолизисе ( p <0,05). Количество активных адренорецепторов при этом достоверно не изменилось (Pm=222,0±6,7 в контроле, Pm=222,0±7,5 при симпатолизисе). Симпатолизис как процесс расширения артерий стал меньше у кроликов после холодовой адаптации в результате увеличения количества прессорных адренорецепторов при холоде до Рm=312,5±11,0 мм рт. ст. с Pm=222,0±7,5 мм рт. ст. при симпатолизисе без холода ( p <0,05). Чувствительность адренорецепторов к эпинефрину (1/Km) при симпатолизисе до и на фоне холода достоверно ( p >0,05) не изменилась.
Заключение. Симпатолизис на фоне холода сохраняется, но меньше, чем в контрольной группе. Эпинефрин как гормон стресса у адаптированных к холоду кроликов при симпатолизисе вызывает большее сокращение артерий, чем без холода, что способствует сохранению тепла в организме при сильном холоде как источнике стресса и улучшает выживание.
背景 。 肌肉收缩时 ， 肌肉动脉的血流量会显著增加 ， 这一现象被称为功能性交感溶解。虽然这一现象的机制已有多种解释，但在功能性交感溶解条件下及寒冷适应环境中，肾上腺素对动脉 α- 肾上腺素能受体的药代动力学和药效学作用尚未被定量描述。
研究目的。 评估 30 天寒冷适应对功能性交感溶解中肌肉动脉对肾上腺素反应性的影响。
材料与方法。 实验在四组兔中进行： 1. 对照组 (n=20) ； 2. 功能性交感溶解组 (n=15) ，通过电刺激模拟肌肉收缩； 3. 经历 30 天寒冷适应组 (n=15) ； 4. 经历寒冷适应后模拟功能性交感溶解组 (n=15) 。寒冷适应通过每日在 –10°C 环境中冷却 6 小时建模。实验采用统一方法：在大腿动脉结扎所有吻合支后，通过恒定流量泵对肢体肌肉动脉进行血液灌注，并通过剂量 – 效应关系曲线在 Lineweaver–Burk 双倒数坐标下分析肾上腺素反应性。研究测定最大压力反应 (Pm) 和肾上腺素能受体的敏感性 (1/Km) 。
结果。 功能性交感溶解条件下，肾上腺素对动脉的收缩作用因肾上腺素能受体敏感性降低而减弱 (1/Km 从 1.2±6.7 降至 0.049±0.0016 1/μg·kg, p <0.05) ，但活跃肾上腺素能受体数量无显著变化 (Pm 保持在 222.0±6.7 mmHg) 。寒冷适应条件下，压力型肾上腺素能受体数量显著增加 ( 从 222.0±7.5 mmHg 增至 312.5±11.0 mmHg, p <0.05) ，导致功能性交感溶解作用减弱。然而，肾上腺素能受体的敏感性 (1/Km=0.049±0.0016 1/μg·kg) 与适应前相比无显著变化 ( p >0.05) 。
结论。 寒冷环境中，功能性交感溶解现象依然存在，但较对照组有所减弱。寒冷适应后，由于肾上腺素能受体数量增加，肾上腺素在功能性交感溶解期间引发了更强的动脉收缩反应。这种适应机制可能有助于在寒冷环境中通过增强动脉收缩维持体内热量，提高生存能力。