Актуальность изучения панкреатических протеаз, инкретируемых пищеварительными железами в кровь, имеет значение в связи с появившимся в последние годы большим количеством работ о рецепторах, активируемых протеазами. Рецепторы расположены на клеточных мембранах различных органов и тканей, через которые может осуществляться усиление или снижение функциональной активности этих органов и тканей организма под влиянием панкреатических протеаз [1, 2].
Высказывается мнение, что панкреатические протеазы в настоящее время не следует рассматривать только с традиционной точки зрения как пищеварительные ферменты, но дополнительно в качестве сигнальных молекул, которые активно участвуют в спектре физиологических и патологических состояний как желудочно-кишечного тракта, так и других систем организма. Предлагается протеазы в целом теперь рассматривать как гормоны, а формирование в связи с этим новых сигнальных путей как новые механизмы регуляции в физиологических условиях или новые патогенетические звенья в условиях патологии. Так же протеазо-активируемые рецепторы рассматриваются как привлекательный объект для разработки новых лекарственных средств [3].
Ранее в работах нашей лаборатории было показано участие печени в утилизации короткоцепочных пептидных регуляторов (пентагастрина, лейэнкефалина и ХЦК-8), что может рассматриваться как дополнительный модифицирующий фактор в пептидергических механизмах регуляции пищеварительных желез [4]. Так же в нашей лаборатории было установлено, что под влиянием внутривенного введения трипсина увеличивается ферментовыделительная деятельность желудочных желез [5]. Для нас представляло интерес изучение особенностей участия печени в утилизации короткоцепочных и длинноцепочных пептидов, а также участие трипсина в изменении утилизации печенью короткоцепочных пептидов как модифицирующего фактора в механизмах регуляции секреции пищеварительных желез.
Цель исследования: изучить у крыс изменение утилизации печенью короткоцепочного пептида – пентагастрина и длинноцепочного пептида – гастрина-17, а также влияние трипсина на степень утилизации печенью короткоцепочного пептида пентагастрина по степени изменения секреторной функции желудка.
Материалы и методы исследования
Исследования проведены на 70 крысах в 10 сериях, по 7 острых экспериментов в каждой серии. Изучали изменение желудочной секреции, в 1 серии (контрольная) при введении в портальную вену 0,3 мл физиологического раствора, во 2 серии (контрольная) при введении в периферическую вену 0,3 мл физиологического раствора. В 3 серии (опытная) вводили в портальную вену короткоцепочный пептид – пентагастрин (Г-5) 0,1 мкг/кг в 0,3 мл физиологического раствора, в 4 серии (опытная) – в периферическую вену вводили пентагастрин (Г-5) 0,1 мкг/кг в 0,3 мл физиологического раствора. В 5 серии (опытная) вводили в портальную вену длинноцепочный пептид – гастрин (Г-17) в эквимолярной дозе к пентагастрину 0,28 мкг/кг в 0,3 мл физиологического раствора, в 6 серии (опытная) вводили в периферическую вену длинноцепочный пептид – гастрин (Г-17) в эквимолярной дозе к пентагастрину 0,28 мкг/кг в 0,3 мл физиологического раствора. В 7 серии (опытная) вводили в портальную вену трипсин в дозе (300 мкг/кг) в 0,3 мл физиологического раствора, в 8 серии (опытная) вводили в периферическую вену трипсин в дозе (300 мкг/кг) в 0,3 мл физиологического раствора. В 9 серии (опытная) вводили совместно в портальную вену пентагастрин (Г-5) 0,1 мкг/кг и трипсин в дозе (300 мкг/кг) в 0,3 мл физиологического раствора. В 10 серии (опытная) вводили совместно в периферическую вену пентагастрин (Г-5) 0,1 мкг/кг и трипсин в дозе (300 мкг/кг) в 0,3 мл физиологического раствора. Исследование проводили под гексеналовым наркозом: внутрибрюшинно вводили 0,3 мл 5 %-ного раствора гексенала на 100 г массы тела. Секрецию желудочных желез исследовали методом непрерывной перфузии по Ghosh и Schild [6]. Перфузат желудка собирали 20 мин периодами, в течение 40 мин (два 20-тиминутных периода) до и 40 мин (два 20-тиминутных периода) после введения изучаемого вещества (физ. раствор, пентагастрин, гастрин – 17, трипсин, трипсин + пентагастрин).
В составе желудочного перфузата определяли: выделение протеаз по общей протеолитической активности (ОПА) спектрофотометрическим методом [7], дебит соляной кислоты титрованием перфузата NaOH [8].
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты экспериментов на крысах показали, что объем выделяемого желудочного сока под влиянием Г-5, введенного в периферическую вену (в/в), был достоверно выше, чем после введения физиологического раствора (рис. 1, А). При этом под влиянием Г-17, введенного в периферическую вену (в/в), также объем выделяемого желудочного сока был достоверно выше, чем после введения физиологического раствора, и незначительно выше, чем при введении Г-5 (рис. 1, А).
Рис. 1. Изменение показателей желудочной секреции у крыс при введении в периферическую вену (В/В) и в портальную вену (В/П) 0,3 мл физиологического раствора, пентагастрина Г-5 (0,1 мкг/кг) и гастрина Г-17 (0,28 мкг/кг). + – достоверно отличающиеся величины относительно показателей с введением физиологического раствора. о – достоверно отличающиеся величины относительно показателей с введением пентагастрина в периферическую вену
При введении Г-5 внутрипортально отмечалось достоверное увеличение выделения объема желудочного сока, по сравнению с этим показателем при внутрипортальном введении физиологического раствора. В то же время показатели при внутрипортальном введении Г-5 были достоверно ниже, чем таковые значения при введении его в периферическую вену. Внутрипортальное же введение Г-17 вызывало достоверное увеличение объема желудочного сока, по сравнению с внутрипортальным введением, как физиологического раствора, так и Г-5. При этом показатели при внутрипортальном введении Г-17 были несущественно ниже, чем при введении этого пептида в периферическую вену (рис. 1, А).
Показатели ОПА желудочного сока после введения Г-5 в периферическую вену также были достоверно выше, в сравнении с показателями после введения физиологического раствора (рис. 1, Б). При введении пептида Г-17 в периферическую вену показатели ОПА также были достоверно выше, в сравнении с данными после введения физиологического раствора и незначительно ниже, чем после введения Г-5.
Внутрипортальное введение Г-5 вызывало достоверное увеличение выделения ОПА, по сравнению с этим показателем при внутрипортальном введении физиологического раствора. В то же время показатели ОПА при внутрипортальном введении Г-5 были значительно ниже, но не достоверно, чем таковые значения при введении в периферическую вену. Внутрипортальное же введение Г-17 вызывало достоверное увеличение ОПА, по сравнению с внутрипортальным введением физиологического раствора, и Г-5. При этом показатели при внутрипортальном введении Г-17 были незначительно ниже, чем при введении этого пептида в периферическую вену (рис. 1, Б).
Показатели общей кислотности желудочного сока имели закономерности, отмеченные по выделению объема желудочного сока и ОПА. После введения в периферическую вену эффекты Г-5 были достоверно выше эффектов физраствора. Также и после введения в периферическую вену эффекты Г-17 были достоверно выше эффектов физраствора, но незначительно ниже таковых после введения Г-5. При внутрипортальном введении эффекты Г-5 были выше, чем физраствора, однако эти показатели были достоверно ниже, чем после введения его в периферическую вену. В то же время внутрипортальное введение Г-17 вызывало достоверное увеличение общей кислотности желудочного сока, по сравнению с внутрипортальным введением физиологического раствора, а также Г-5. При этом показатели при внутрипортальном введении Г-17 были незначительно ниже, чем при введении этого пептида в периферическую вену (рис. 1, В).
Результаты экспериментов на крысах показали, что объем выделяемого желудочного сока под влиянием трипсина в периферическую вену (в/в) был не достоверно выше, чем после введения физиологического раствора. А под влиянием трипсина, введенного в портальную вену (в/п), был достоверно выше, чем после введения физиологического раствора (рис. 2, А).
Рис. 2. Изменение показателей желудочной секреции у крыс при введении в периферическую вену (В/В) и в портальную вену (В/П) физиологического раствора, пентагастрина Г-5 (0,1 мкг/кг), трипсина и совместно пентагастрина Г-5 (0,1 мкг/кг) и трипсина. * – достоверно отличающиеся величины пентагастрина + трипсина относительно показателей с введением пентагастрина. о – достоверно отличающиеся величины пентагастрина относительно показателей с введением физиологического раствора. х – достоверно отличающиеся величины трипсина относительно показателей с введением физиологического раствора. + – достоверно отличающиеся величины пентагастрина внутрипортально относительно показателей с введением пентагастрина в периферическую вену
Объем выделяемого желудочного сока под влиянием Г-5, введенного как в периферическую вену, так и портальную вену, был достоверно выше таковых показателей после введения физиологического раствора. При этом показатели под влиянием Г-5, введенного в портальную вену, были достоверно ниже показателей при введении в периферическую вену. В то же время под влиянием совместно трипсина и Г-5 по сравнению с только Г-5, отмечалось недостоверное увеличение показателей при введении в периферическую вену и достоверное увеличение при введении в портальную вену (рис. 2, А).
Показатели ОПА желудочного сока после введения трипсина, как в периферическую вену, так и в портальную вену, были недостоверно выше, чем после введения физиологического раствора, но незначительно выше, чем при введении в периферическую вену.
Под влиянием Г-5, введенного как в периферическую вену, так и в портальную вену, показатели ОПА были достоверно выше, чем таковые показатели после введения физиологического раствора. При этом показатели под влиянием Г-5, введенного в портальную вену, были недостоверно ниже показателей при введении в периферическую вену. В то же время под влиянием совместно трипсина и Г-5 отмечалось недостоверное увеличение показателей при введении в периферическую вену и достоверное увеличение при введении в портальную вену по сравнению с введением только Г-5 (рис. 2, Б).
Показатели общей кислотности желудочного сока имели закономерности, отмеченные по выделению объема желудочного сока и ОПА. После введения трипсина в периферическую вену (в/в), эти показатели были недостоверно выше, чем после введения физиологического раствора. А под влиянием введения трипсина в портальную вену (в/п) были достоверно выше, чем после введения физиологического раствора.
Под влиянием Г-5, введенного как в периферическую вену, так и в портальную вену, показатели общей кислотности желудочного сока ОПА были достоверно выше, показателей после введения физиологического раствора. При этом показатели под влиянием Г-5, введенного в портальную вену, были недостоверно ниже показателей при введении в периферическую вену. В то же время под влиянием совместно трипсина и Г-5 отмечалось недостоверное увеличение показателей при введении в периферическую вену и достоверное увеличение при введении в портальную вену по сравнению с введением только Г-5 (рис. 2, В).
Представленные данные свидетельствуют, что при прохождении через печень короткоцепочного гастрина (Г-5) происходит значительное снижение секреторных эффектов, что выражается в достоверно низких показателях объема желудочного сока и общей кислотности. Однако отмечается выраженное, но недостоверное снижение показателей ферменто-выделительной деятельности желудка (показатели ОПА). При прохождении через печень длинноцепочного гастрина Г-17 происходит несущественное уменьшение секреторных эффектов, что выражается в незначительном снижении показателей объема желудочного сока, ОПА и общей кислотности. Эти данные подтверждают предположение об участии печени в утилизации короткоцепочных пептидов, но не длинноцепочных у крыс. Таким образом, печень участвует в пептидергических механизмах регуляции желудочных желез, хотя этот вопрос требует дополнительного изучения.
Введение трипсина в периферическую вену вызывало недостоверное увеличение всех учитываемых показателей по отношению к таковым показателям с введением физиологического раствора. Тогда как введение трипсина в портальную вену вызывало достоверное увеличение показателей объема желудочного сока и общей кислотности и недостоверное – показателей ОПА по отношению к таковым показателям с введением физиологического раствора.
При этом введение трипсина в периферическую вену совместно с пентагастрином вызывало недостоверное увеличение всех учитываемых показателей по отношению к таковым показателям с введением только пентагастрина. В то же время введение трипсина в портальную вену совместно с пентагастрином вызывало достоверное увеличение всех учитываемых показателей по отношению к таковым показателям с введением только пентагастрина.
Заключение
У крыс печень утилизирует короткоцепочный пептид пентагастрин. Трипсин при совместном введении с пентагастрином в портальную вену увеличивает секреторную активность желудка, по сравнению с внутрипортальным введением только пентагастрина, а также при введении в периферическую вену трипсина совместно с пентагастрином. Это показывает, что трипсин при внутрипортальном введении, снижая утилизацию пентагастрина в печени, способствует большему содержанию его в периферической крови и большей стимуляции желудочной секреции. Тем самым трипсин через уменьшение утилизации короткоцепочных пептидов в печени участвует в модификации пептидергических механизмов регуляции секреции желудочных желез.