Глава 6. Дифференцирование осморецепторов с другими видами рецепции.

Раствор, введённый в кровоток органа, мог действовать на его рецепторный аппарат не только своей осмотической активностью, но и другими свойствами: объёмом, ионным составом, температурой и т.п. Потому, вводя раствор и наблюдая за почечной реакцией, как это описано в предыдущих разделах работы, мы не могли утверждать, что она относится к осморегулирующей, а не к другому виду реакций, обеспечивающих, например стабильность объёма жидкости, ионного равновесия, химического состава и т.п. для дифференцирования был необходим специальный цикл исследований.

Определение, каким из своих свойств раздражающий раствор оказывает действие, было построено по схеме Е.Вернея. обнаружив, что для раздражения гипоталамических рецепторов нужно ввести 2-2,5%-ный раствор хлорида натрия в сонную артерию, Верней далее попытался получить аналогичный результат на введение изоосмотичных хлориду натрия растворов сахарозы, сернокислого натрия, мочевины.

Предполагалось, что если реакция будет идентична той, которая наблюдалась при введении раствора хлорида натрия, то имеет значение не химический состав раствора, а осмотический фактор, температура или объём.

Подогревание раствора до температуры тела животного позволяло исключить температурное воздействие, введение же физиологического раствора с той же скоростью и в том же объёме исключало механический фактор.

Для дифференцирования осмотического и химического воздействий вводились изоосмотичные хлориду натрия растворы мочевины.

В опытах Вернея введение растворов различных веществ вызывало такую же реакцию, как и введение гипертонического раствора хлорида натрия. Результат, следовательно, не зависел от химической природы раздражителя. Физиологический раствор никогда не вызывал реакции. Так же действовали растворы мочевины. Последнее, как полагал Верней, особенно убедительно подтверждало осморецепторную природу реакции. Мочевина, как известно, легко проникает в ткани и клетки, не создаёт осмотического градиента и не является осмотическим раздражителем.

Используя схему Вернея, ставшую классической для решения такого рода вопросов, мы в наших опытах, наряду с наиболее часто применяемым раствором хлорида натрия, имеющим концентрацию 523 ммоль/л, вводили в кровоток органов изоосмотичные ему растворы маннита, глюкозы, мочевины и физиологический раствор. Такая схема была применена для исследования рецептивных полей печени, селезёнки, почки, лёгких, миокарда, тканей задней конечностей и т.д.

Прежде всего, следует отметить, что введение сбалансированного в ионном отношении Рингер-Локковского раствора не вызывало торможения диуреза и изменения натриуреза, т.е. не создавало условий для включения осморегулирующего рефлекса. Таких опытов было очень много, поскольку первому введению гипертонического раствора всегда предшествовало промывание зонда физиологическим раствором и наблюдение в течение 30-40 мин за тем, не вызовет ли эта процедура изменения в работе почек.

Промывание зонда обычно не вызывало почечной реакции, в то время как последующее введение гипертонического раствора сопровождалось проявлением олигурии и натриуреза. Эти результаты доказывали, что объёмные рецепторы не принимали участия в реакции.

Введение изоосмотичных хлориду натрия растворов маннита и глюкозы вызывало антидиуретические и натриуретические реакции, не отличавшиеся по своим характеристикам от реакций, проявлявшихся при введении гипертонических растворов хлорида натрия.

Эти закономерности можно проиллюстрировать на примере осморегулирующего рефлекса с печени.

При введении в воротную вену или печёночную артерию вместо раствора хлорида натрия с концентрацией 523 ммоль/л изоосмотичного ему раствора глюкозы(1070 ммоль/л) результаты одинаковы (рис.12). Такой же эффект получен и при введении маннита. Его растворы(956 ммоль/л), изоосмотичные растворам хлорида натрия(523 ммоль/л), при введении в кровоток воротной вены вызывали такую же почечную реакцию, как и гипертонические растворы хлорида натрия. Опыты этих серий дополнены экспериментами с введением мочевины.

Способность мочевины свободно проходить через биологические барьеры была неоднократно продемонстрирована. Впервые этот феномен обнаружен на эритроцитах [Hamburger,1891] и подтверждён[Wilbrandt,1938;Garrick,Chinard,1980]. Е.Конвей и Ф.Кэн[Conwey,Kane,1934], экспериментируя на лягушках, установили, что мочевина находится в равной концентрации в водной фазе всех жидкостных секторов организма. П.Эгглтон[Egglton], Л.Н.Насонов, В.Я.Александров(1940) и А.С.Трошин(1956), исследуя проницаемость для мочевины скелетных мышц и клеток других тканей, пришли к заключению, что клеточные мембраны не составляют для неё преграды.

В более поздних работах было высказано предположение о том, что мочевина легко связывается с цитоплазмой клеток или мукополисахаридно-белковыми комплексами соединительной ткани и потому не создаёт осмотического градиента [Elden, 1963; Наточин, Данскер, 1965].

Независимо от того или иного взгляда на механизм распределения мочевины можно считать доказанным факт её быстрого распространения в жидкостных секторах организма, отсутствие в связи этим осмотических сдвигов и раздражения осморецепторов. По этой причине мочевина считается удобным веществом для дифференцирования осморецепторов с другими видами рецепции. Отсутствие олигурии при введении гипертонических растворов мочевины свидетельствовали бы об осморецепторном происхождении реакции, проявление антидиуреза говорило в пользу хеморецепторного механизма.

Многочисленные опыты с введением в кровоток различных органов растворов (1010 ммоль/л) мочевины, изоосмотичных растворам хлорида натрия с концентрацией 523 ммоль/л, показали, что такие введения не сопровождаются почечной реакцией (рис.13). Окончательное подтверждение того, что реакция возникает в результате раздражения осморецепторов, было получено в электрофизиологических опытах. ½

Впервые такое исследование проведено Б.Ф.Толкуновым (1960) на кошках. Он регистрировал потенциалы нервов печени при введении в воротную вену 2, 5-10%-ных растворов хлорида натрия, бромистого и сернокислого натрия, бромистого и сернокислого натрия и изоосмотичных им растворов глюкозы и мочевины. В качестве контрольного вводился физиологический раствор.

Рис. 13. Изменение диуреза при введении в портальный кровоток 6%-ного (1010мМ/л) раствора мочевины и изоосмотичного ему 3%-ного(523мМ/л) раствора хлорида натрия. Первая стрелка – момент введения раствора мочевины, вторая – хлорида натрия.

Наиболее отчётливое изменение активности обнаружено при введении растворов, содержащих натрий, меньшее – при введении глюкозы. Введение растворов мочевины не вызывало импульсации. Полученные факты дали основание автору сделать вывод о локализации в печени не только осморецепторов, но и натриорецепторов. Последнее заключение в дальнейшем подтверждено рядом исследователей[Daly e.a.,1967;Strandnoy,Williamson,1970;Passo e.a.,1973]. В работе Б.Ф.Толкунова отведение производилось от целого нервного ствола. В таких условиях можно было отметить лишь общее увеличение биоэлектрической активности. В более поздних исследованиях японских авторов этот недостаток был устранён. Производя опыты на морских свинках, они отводили биопотенциалы от отдельных волокон печёночных нервов. Ими было с большой убедительностью показано наличие нервных проводников, реагирующих только на осмотическое раздражение и связанных, видимо, с осморецепторами[Niijima, 1960].

Достаточно подробный электрофизиологический анализ рецепторного поля печени дан в работе Е.М.Тырышкиной и Я.Д.Финкинштейна(1977). В опытах на кошках блуждающий нерв осторожно расщепляли, и отдельные волокна укладывали на электроды. Изменение при воздействии только частотной характеристики биопотенциалов без сдвигов амплитуды позволяло предположить, что отведение ведётся от отдельных нервных волокон. В воротную вену вводились гипертонические растворы маннита(600 ммоль/л), обладающие чисто осмотическим действием, растворы хлорида натрия(75, 300 и 450 ммоль/л) с осмотическим и ионным действием и хлорида калия(8 и 10,7 ммоль/л), являющиеся чисто ионными раздражителями.

Обнаружилось, что среди волокон блуждающего нерва имеются избирательно чувствительные к осмотическому и ионному раздражению, причём среди последних были натрий - и калийчувствительные проводники.

В этой работе удалось показать, что рецепторное поле печени имеет сложный состав, включает в себя специализированные осморецепторы и ионные рецепторы, избирательно чувствительные к натрию и калию.

Если подвести итог всему сказанному в предыдущих разделах, то становится ясно, что представления А.Г.Гинецинского о периферических осморецепторах и осморегулирующих рефлексах как основном функциональном звене гомеостатической системы справедливы.

Действительно, различными вариантами опытов доказано, что действие раздражителя не выходит за пределы органа. Следовательно, изменение функции почек происходит рефлекторно в результате раздражения рецепторов.

Денервация, как правило, исключает возможность получения реакции; лишь печень, у которой существуют гуморальные связи с гипоталамическими центрами, представляет исключение. Опыты со сведением растворов различной химической природы показывают, что рецепторы, на которые оказывается воздействие, с полным правом могут быть названы осморецепторами, поскольку для их раздражения существенна только осмотическая концентрация раствора.

Данные электрофизиологических опытов, дополняя ранее полученные, с введением гипертонических растворов различных веществ позволяют утвердиться в мысли о существовании периферических осморецепторов и, следовательно, осморегулирующих рефлексов. Эти опыты подтверждают реальность существования не только периферических осморецепторов, но и ионных рецепторов.