Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 13
1.1. Морфологические основы симпатической иннервации сердца и их становление в онтогенезе 13
1.2. Процессы перекисного окисления липидов в миокарде 16
1.3. Хронотропная функция сердца белых крыс и ее становление в онтогенезе 20
1.4. Изменения гистоструктуры симпатических ганглиев и функционального состояния сердца при формировании дефицита симпатических нервных влияний 22
1.4.1. Морфофизиологические проявления деструктивных и компенсаторных изменений симпатической иннервации после химической десимпатизации крыс 22
1.4.2. Морфологические и метаболические изменения в миокарде при дефиците симпатических нервных влияний 26
1.4.3. Хронотропная функция сердца крыс при формировании дефицита симпатических нервных влияний 28
1.5. Влияние а-токоферола на физиологические процессы в организме 31
1.6. Влияние физической тренировки на состояние симпатоадреналовой системы и показатели сердечной деятельности белых крыс 37
1.6.1. Состояние симпатоадреналовой системы при адаптации к систематической физической нагрузке .37
1.6.2. Перекисное окисление липидов и особенности метаболизма миокарда при адаптации к систематической физической нагрузке 38
1.6.3. Хронотропная функция сердца при адаптации к систематической физической нагрузке 41
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования 44
2.1. Общая характеристика экспериментов 44
2.2. Методика химической десимпатизации животных 48
2.3. Методика физической тренировки животных 48
2.4. Методика стрессирования животных 50
2.5. Методика регистрации и анализа электрокардиограмм 51
2.6. Гистологические и морфометрические методы исследования функционального состояния нейронов звездчатых симпатических ганглиев 54
2.7. Морфометрические методы исследования сердца 55
2.8. Методика исследования перекисного окисления липидов в миокарде 55
ГЛАВА 3. Исследование гистоструктуры звездчатых ганглиев и морфометрических характеристик симпатических нейронов при формировании дефицита симпатических нервных влияний, введении а-токоферола, физической тренировке и их сочетании 57
3.1. Изменение гистоструктуры симпатических ганглиев и морфометрических показателей симпатических нейронов крыс при формировании дефицита симпатических нервных влияний, введении а-токоферола и их сочетании в онтогенезе 57
3.2.Изменение гистоструктуры симпатических ганглиев и морфометрических показателей симпатических нейроцитов в условиях физической тренировки и её проведения на фоне дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания 65
ГЛАВА 4. Исследование морфологических и биохимических показателей функционального состояния сердца крыс при дефиците симпатических нервных влияний, введении а-токоферола, физической тренировке и их сочетании 71
4.1. Изменения морфологических и биохимических показателей функционального состояния сердца крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания в онтогенезе 71
4.2. Изменения морфологических и биохимических показатели функционального состояния сердца крыс в условиях физической тренировки и ее проведения на фоне дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания 78
4.3. Исследование постстрессорных изменений перекисного окисления липидов в миокарде крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введении а- токоферола, физической тренировке и их сочетании 84
ГЛАВА 5. Исследование хронотропнои функции сердца крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола, физической тренировки и их сочетания 91
5.1. Изменение хронотропной функции сердца крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания в онтогенезе 91
5.2. Исследование хронотропной функции сердца крыс в условиях физической тренировки и ее проведения на фоне дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания 100
5.3. Исследование постстрессорных изменений хронотропной функции сердца крыс при формировании дефицита симпатических нервных влияний, введении а-токоферола, физической тренировке и их сочетании 107
ГЛАВА 6. Обсуждение результатов 120
Выводы 150
Указатель литературы 152
Приложения 194
- Процессы перекисного окисления липидов в миокарде
- Изменение гистоструктуры симпатических ганглиев и морфометрических показателей симпатических нейронов крыс при формировании дефицита симпатических нервных влияний, введении а-токоферола и их сочетании в онтогенезе
- Изменения морфологических и биохимических показателей функционального состояния сердца крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания в онтогенезе
- Изменение хронотропной функции сердца крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания в онтогенезе
Введение к работе
Актуальность темы. Имеющийся к настоящему времени обширный экспериментальный и клинический материал позволяет считать одной из главных причин нарушений сердечной деятельности избыточную активность симпатической нервной системы (Абрайтис Р.И. и соавт., 1980; Меерсон Ф.З., 1984, 2001; Пшенникова М.Г. и соавт., 1996, 2001; Маслов Л.Н., Лишманов Ю.Б. и соавт., 2001 и другие).
Необходимость углубленного исследования симпатических влияний на сердце и другие эфферентные системы организма в норме и при патологии обусловила разработку различных моделей дефицита симпатических нервных влияний от применения хирургического вмешательства (Кеннон, 1928; Лепёхина Л.М., 1984) до введения различных химических веществ, вызывающих деструкцию симпатических нейроцитов в ганглиях вегетативной нервной системы (Ярыгин В.Н., 1973; Борисов М.М. и соавт., 1975; Родионов И.М., Ярыгин В.Н., Мухаммедов А.А.,1988; Herskovits М.С., Singh I.J.,1982; Chad D., Bredley W.G. et al., 1983; Schmidt R.E. et al., 1990).
При большом количестве экспериментальных работ, выполненных с применением таких моделей, представления о физиологии организма с дефицитом симпатических нервных влияний остаются в значительной мере фрагментарными. Данные о регуляции хронотропной функции сердца у крыс с дефицитом симпатических влияний порой противоречат друг другу. С одной стороны, есть указания на отсутствие изменений частоты сердцебиений при моделировании гипофункции симпатической нервной системы (Barron В.А., Van-Loon G.R., 1989; Julien С. et al., 1990; Slotkin T.A. et al., 1995). С другой стороны, имеются сведения о формировании тахикардии в покое и изменении процесса возрастного урежения частоты сердцебиений у таких животных (Абзалов Р.А., Ситдиков Ф.Г., 1986; Савин В.Ф.,1988; Нигматуллина P.P., Абзалов Р.А.,1993, 1994). Практически не изучены процессы перекисного окисления липидов в миокарде животных с дефици- том симпатических нервных влияний, за исключением единичных работ (Toleikis P.M., Godin D.V., 1995).
В связи с этим актуальным является проведение комплексного исследования регуляции сердечной деятельности при хроническом дефиците симпатических нервных влияний и выявление факторов, способных модулировать формирование этого дефицита, влиять на компенсаторные процессы, возникающие в этих условиях. Представляет интерес исследование роли известного мембранного протектора а-токоферола, данные об эффектах которого при дефиците симпатических нервных влияний в доступной нам литературе отсутствуют. При этом широко обсуждается роль а-токоферола как модулятора процессов перекисного окисления липидов (Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г., 1989; Меерсон Ф.3.,1984; Куница Н.И.,1993; Сорокина И.В., Крысин А.П. и соавт.,1997; Бурлакова Е.Б., 1998), энергетического обмена (Донченко Г.В. и соавт.,1983; Артамонов С.Д. и соавт., 1988), преимущественно, в условиях гиперфункции симпатической нервной системы (в ситуации физической нагрузки, эмоционального стресса). Показано влияние а-токоферола на процессы пролиферации и апоптоза клеток (Slater et al., 1995; Chan P.,1996; Qin F. et al., 2001),
Требует дальнейшего исследования влияние физической тренировки на экстракардиальные механизмы регуляции у животных с дефицитом симпатических нервных влияний, так как, согласно данным В.Ф.Савина (1988), у таких животных возможно формирование адаптации к физической нагрузке, а согласно Р.Р.Нигматуллиной и соавт. (2002), крысы с дефицитом симпатических нервных влияний к этому не способны.
В этой связи нами поставлена цель - изучить влияние а-токоферола, физической тренировки и их сочетания на экстракардиальные механизмы регуляции сердечной деятельности, метаболические процессы в миокарде и их постстрессорные изменения при формировании дефицита симпатических нервных вляний в онтогенезе белых крыс.
Для достижения поставленной цели нами были определены следующие задачи : в условиях формирования дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола, физической тренировки и их сочетания изучить особенности экстракардиальной регуляции хронотропной функции сердца, выявить особенности перекисного окисления липидов в миокарде, исследовать состояние хронотропной функции сердца и показателей перекисного окисления липидов в миокарде после острого стресса, изучить особенности гистоструктуры и морфометрические характеристики нейроцитов звёздчатых симпатических ганглиев крыс.
Научная новизна. Впервые изучено влияние а-токоферола и его сочетания с физической тренировкой на изменения экстракардиальной регуляции сердца у крыс с дефицитом симпатических нервных влияний. Получены новые данные о возрастном урежение частоты сердечных сокращений (ЧСС) у крыс с дефицитом симпатических нервных влияний не только в результате физической тренировки, но и при введении а-токоферола, и показана возможность снижения ЧСС до уровня возрастной нормы при сочетании этих воздействий в онтогенезе.
Впервые на модели формирования гипофункции симпатической нервной системы исследованы влияния а-токоферола, физической тренировки и их сочетания на процессы перекисного окисления липидов в миокарде и показано, что модулирующее влияние а-токоферола состоит в снижении высокого уровня перекисного окисления липидов в миокарде неполовозрелых крыс с дефицитом симпатических нервных влияний и повышении в тех же условиях сниженного уровня пероксидации у половозрелых животных. Установлена интенсификация перекисного окисления липидов в миокарде крыс с дефицитом симпатических нервных влияний в результате дополнительных мышечных нагрузок и показана нормализация уровня перекисного окисления при сочетанном действии физической тренировки и а-токоферола.
Установлено, что при остром стрессе у крыс с хронической гипофункцией симпатической системы не происходит характерного для ин-тактных животных усиления симпатических влияний, повышения частоты сердечных сокращений и интенсификации перекисного окисления липидов в миокарде.
Впервые получены сведения о формировании постстрессорных изменений ЧСС и параметров перекисного окисления липидов в миокарде животных с дефицитом симпатических нервных влияний, развивавшихся в условиях периодического введения а-токоферола, физической тренировки, а при их сочетании в онтогенезе таких животных реакция на стресс носит наиболее умеренный характер.
Установлена (по результатам исследования гистоструктуры звездчатых ганглиев) принципиальная возможность модификации процесса формирования дефицита симпатических нервных влияний у крыс с помощью введения витамина Е, физической тренировки и их сочетания.
Основные положения, выносимые на защиту.
У крыс с дефицитом симпатических нервных влияний периодическое введение а-токоферола и физическая тренировка независимо друг от друга ускоряют формирование возрастного урежения ЧСС, а их сочетание в онтогенезе приводит у таких животных к нормализации ЧСС в покое.
Формирование дефицита симпатических нервных влияний приводит к усилению свободнорадикальных процессов в миокарде 6-недельных крыс, но с наступлением половой зрелости интенсивность перекисного окисления липидов снижается. а-Токоферол и, особенно, систематическая физическая нагрузка повышают содержание продуктов перекисного окис- ления липидов в миокарде крыс с дефицитом симпатических нервных влияний, сочетание же а-токоферола и физической тренировки нормализует процессы перекисного окисления липидов.
Постстрессорные изменения показателей хронотропной функции сердца и перекисного окисления липидов в миокарде половозрелых крыс с дефицитом симпатических нервных влияний отсутствуют. Периодическое введение а-токоферола и физическая тренировка в процессе развития животных с гипофункцией симпатической нервной системы обусловливают формирование постстрессорных изменений хронотропной функции сердца, а при сочетании этих воздействий формируется наиболее оптимальная реакция на острый стресс. Постстрессорное усиление перекисного окисления липидов возникает у тех животных с гипофункцией симпатической системы, которые испытывали в онтогенезе мышечные нагрузки.
Формирование дефицита симпатических нервных влияний при введении а-токоферола, физической тренировке и их сочетании характеризуется повышением числа сохранившихся нейронов в звездчатых ганглиях, что может рассматриваться в качестве важного фактора нормализации ре-гуляторных влияний на сердце животных.
Теоретическая и практическая значимость. Проведенные исследования расширяют представления об изменениях экстракардиальной регуляции хронотропной функции сердца и метаболических процессов в миокарде крыс с дефицитом симпатических нервных влияний в условиях покоя и острого стресса.
Теоретическая значимость работы заключается в расширении представлений об эффектах а-токоферола на механизмы экстракардиальной регуляции, биохимические и морфофизиологические показатели функционального состояния сердца. Полученные результаты свидетельствуют о формировании возрастного урежения ЧСС в условиях ДСНВ не только под влиянием дополнительных мышечных нагрузок, но и периодического введения а-токоферола.
Практически важным является установление принципиальной возможности влиять на формирование дефицита симпатических нервных влияний с помощью введения а-токоферола, физической тренировки и их сочетания. Существенным для планирования экспериментов на животных с дефицитом симпатических нервных влияний является подтверждение факта урежения ЧСС в результате адекватного режима тренировочных нагрузок.
Материалы диссертации включены в курс «Физиология человека и животных» и магистерскую программу «Современные аспекты нейрогор-мональной регуляции функций» Астраханского государственного университета.
Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на секционных заседаниях Всероссийской конференции «Эколого-биологические проблемы Волжского региона и Северного Прикаспия» (Астрахань, 2000-2002), на итоговых научных конференциях студентов, аспирантов и преподавателей Астраханского государственного педагогического университета (Астрахань, 2002, 2003), расширенном заседании кафедры анатомии и физиологии человека и животных АТУ (май, 2003); опубликованы в материалах X и XI международных симпозиумах «Эколо-го-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2001, 2003), Всероссийского симпозиума «Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке» (Казань, 2002), в 4-м и 5-м номерах журнала «Естественные науки» (Астрахань, 2002). По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 195 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения и обсуждения результатов собственных исследований, выводов и приложения. Список цитированной литературы включает 395 источников, в том числе ПО иностранных. Диссертация иллюстрирована 15 таблицами и 16 рисунками.
Процессы перекисного окисления липидов в миокарде
Из всех процессов, связанных с обменов липидов в тканях наибольшее внимание исследователей привлекает перекисное окисление липидов (ПОЛ). По мнению авторов (Бурлакова, 1981, 1998; Бурлакова, Храпова, 1989; Васильева Е.М., Зябкина А.Г., 1989; Сорокина И.В. и соавт., 1997; Дубинина Е.Е., 2002; Atalay М. et al., 2000 и другие), ПОЛ является одним из ключевых регуляторных механизмов, обеспечивающих функционирование мембран. Благодаря поддержанию определенного уровня ПОЛ происходит обновление липидов мембран. Для реализации этих процессов на физиологически адекватном уровне в клетках функционирует система антиоксидантной защиты, которая поддерживает в тканях стационарно низкую концентрацию липоперекисей, а также гибко регулирует ферментативное перекисное окисление, изменяя его интенсивность в соответствии с физиологическими потребностями организма (Сорокина И.В. и соавт., 1997).
Нормально функционирующее сердце по сравнению с печенью характеризуется более низким стационарным уровнем ПОЛ: период индукции пероксидации для миокарда вдвое длиннее, а уровень диеновых конь-югатов и малонового диальдегида гораздо ниже. В субклеточных фракциях миокарда интенсивность процессов ПОЛ несколько выше, чем в гомогенатах, что объясняется локализацией в них электронотранспортных цепей. Пониженная способность интактного миокарда к генерации липидных перекисей сочетается с высоким уровнем в нём жиро- и водорастворимых антиоксидантов (Кубатиев А.А., Андреев СВ., 1981; Каган В.Е. и соавт., 1983 г; Хачатурьян М.Л., Гукасов В.М. и соавт., 1996).
К числу растворимых компонентов антиоксидантной системы миокарда относятся глутатионпероксидаза, супероксиддисмутаза, каталаза, активность которых максимальна в цитозольной фракции. К мембраносвя-занным антиоксидантам относится природный ингибитор ПОЛ - а-токоферол. В кардиомиоцитах концентрация а-токоферола достигает максимума в мембранах саркоплазматического ретикулума. Как отмечается В.Е.Каганом и соавт.(1983 г), по содержанию а-токоферола мембраны СПР сердечных мышц занимают первое место среди других тканей и органов. По мнению авторов, такая преимущественная локализация а-токоферола имеет важное физиологическое значение. Являясь стабилизатором белок-липидных и липид-липидных взаимодействий в биомембранах, а-токоферол снижает утечку Са через липопротеидные комплексы Са-АТФазы в мембранах СПР.
Сравнительная оценка ПОЛ в левом и правом желудочках сердца показала, что продуктов ПОЛ в миокарде правого желудочка в 1,5 раза больше, чем в миокарде левого, при этом активность супероксиддисмута-зы, глутатионпероксидзы и каталазы выше в левом желудочке. Более высокая мощность АОС миокарда левого желудочка обусловлена высоким потреблением кислорода этим отделом сердца и высокой вероятностью образования активных форм кислорода (Каган В.Е., Архипенко Ю.В. и со-авт., 1984).
Известно, что деятельность антиоксидантной системы ткани зависит от фонда атомов водорода, который пополняется в процессе дегидрирования энергетических субстратов (гликолиз, Р-окисление жирных кислот, цикл Кребса, пентозофосфатный цикл). Достаточный уровень ферментативного катаболизма обеспечивает оптимальное функциональное состояние и эффективность антиоксидантной системы. Поскольку в сердечной мышце пентозофосфатный цикл неактивен, основным источником водорода для антирадикальных ингибиторов и антиоксидантных ферментов является НАДФН, образующийся преимущественно в аэробных циклах катаболизма жирных кислот и углеводов. Поэтому даже кратковременные ише-мические состояния создают опасность для усиления свободнорадикаль-ных процессов в миокарде (Бобырев В.Н., Почерняев В.Ф. и соавт., 1994).
Регуляция липидного обмена в миокарде находится под контролем вегетативной нервной и эндокринной систем. В частности, известно, что КА и тироксин в физиологических дозах стимулируют окисление жирных кислот (Гацура В.В., 1993). Адреналин, стимулируя окисление фосфоли-пидов, повышает отношение окисленного и восстановленного НАДФ, отношение АТФ/АДФ (Викторов А.П.,1981). НА через активацию липаз и фосфолипаз ускоряет обмен фосфолипидов сарколеммы и саркоплазмати-ческого ретикулума, интенсифицирует окисление ненасыщенных жирных кислот (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Абидова С.С. и соавт., 1987; Антипенко А.Е. и соавт., 1992).
Медиаторы и гормоны симпатоадреналовой системы не только стимулируют процессы ПОЛ при взаимодействии с адренорецепторами миокарда (Меерсон Ф.З., Голубева Л.Ю. и соавт., 1981; Меерсон Ф.З., 1984; Коган А.Х. и соавт., 1997; Rupp Н. et al., 1994; Tappia P.S. et al., 2001), но и активизируют работу компонентов АОС, в частности, ферментов системы глутатиона, которые, обеспечивают генерацию аскорбат-анионов, необходимых для восстановления феноксильных радикалов (по Балашовой Т.С. и соавт., 1990; Сорокиной И.В. и соавт., 1997).
Избыток КА и продуктов их неполного окисления в условиях стресса рассматривается в качестве одного из главных факторов усиления свободно-радикального окисления в тканях (Меерсон Ф.З., Каган В.Е., Прилипко Л.Л., 1979; Меерсон Ф.З., 1984, 2001; Барабой В.А., Брехман И.И., и соавт., 1992), что сопровождается нарушением целостности и проницаемости клеточных мембран (Владимиров Ю.А., Арчаков А.И., 1972; Каган В.Е. и соавт., 1983 а,б,в,г; Владимиров Ю.А., 1987, 1998, 2000), деструкцией белковых молекул (Арчаков А.И., Мохосоев И.М., 1989; Вьюшина А.В. и соавт., 2002), и в конечном итоге, гибелью клеток. Деструктивные изменения проявляются вследствие дисбаланса оксидантного гомеостаза, который определяется отношением процессов СРО и антиоксидантной активностью организма (Сорокина И.В. и соавт., 1997).
Изменение гистоструктуры симпатических ганглиев и морфометрических показателей симпатических нейронов крыс при формировании дефицита симпатических нервных влияний, введении а-токоферола и их сочетании в онтогенезе
В литературе нам удалось обнаружить достаточно большое количество моделей создания эмоционального стресса. В частности Ф.З.Меерсон и соавт. (1979, 1981а,б, 1983, 1984, 1985, 1986) воспроизводили модель 6-часового невроза тревоги, разработанную O.Desiderato et al.(1974). Модель стресса ожидания разработали и успешно применяли в своих исследованиях Ф.П.Ведяев и Т.М.Воробьёва (1983). Однако перечисленные модели не позволяют осуществить регистрацию ЭКГ сразу после завершения стрес-сирования, поскольку все они предполагают формирование эмоционального стресса на фоне агрессивного поведения. При этом у животных, согласно описаниям авторов, отмечается сильное перевозбуждение, повышение мышечного тонуса, выраженная агрессивность.
В недавних исследованиях стресс-реактивности надпочечников (Перцов С.С., Коплик Е.В. и соавт.,1997), гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (Самохвалова Т.Н., 1998) была применена модель создания эмоционального стресса путем иммобилизации крыс в сочетании с апериодическим электрокожным раздражением хвоста. Данная модель сочетает в себе 3 стрессирующих фактора. Первый фактор - это иммобилизация животного, которая вызывает значительную активацию симпато-адреналовой системы с последующим нарастанием концентрации катехоламинов в миокарде и плазме крови (Кветнанский Р. и соавт., 1981; Судаков К.В.,1981; Ажипа Я.И., 1990а). Второй фактор - это электрическое раздражение животных. Еще в 1969 году С.В.Аничковым и соавторами было показано, что сочетание иммобилизации с одновременным сильным раздражением током значительно ускоряет развитие язв желудка у крыс. Электризация иммобилизованных крыс вызывала у них состояние сильного возбуждения и агрессии (цит. по Ажипа Я.И.,1990 а). Третий фактор -это апериодичность нанесения электроболевого раздражения. Использование фактора апериодичности раздражения лишает животное возможности прогнозировать ситуацию (Судаков К.В., 1981; Ведяев Ф.П., Воробьёва Т.М.,1983) и ускоряет развитие стрессового состояния, что позволяет сократить общее время стрессирования до 1 часа.
Кроме того, один из названных выше факторов, в частности, иммобилизация животных в тесном пенале, создает возможность сразу по завершении стрессирования в течение 5-10 минут зарегистрировать ЭКГ.
Таким образом, мы сочли возможным применить названную модель создания эмоционального стресса в своей работе. Животное помещалось в тесный плексигласовый пенал, ограничивающий его движения и лишающий возможности избегания болевого раздражения, на 1 час. Электрокожное раздражение наносили в области хвоста по стохастической схеме пороговыми значениями переменного тока, напряжением 4-6 В, частотой 50 Гц, длительностью импульса 1 мс. Продолжительность каждой стимуляции составляла 30 сек, количество нанесенных раздражений в течение часа - 5. Стимуляция осуществлялась с помощью электростимулятора ЭСЛ-2.
В качестве критериев развития у животных стрессорной реакции использовались следующие показатели: 1) изменение количества эозинофи-лов в периферической крови (Ронин B.C., Старобинец Г.М.,1989); 2) изменение относительной массы надпочечников. Регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) у животных производилась на электрокардиографе ЭКТ-02М со скоростью движения ленты 50 мм/сек с помощью разъемного электродного устройства (Савин В.Ф.,1988). Запись осуществлялась во II стандартном отведении, для этого булавочные электроды крепились на проксимальной части левого и правого плеча и на спине у основания хвоста путем чрезкожной фиксации. Электроды соединялись через проводники с трехконтактным разъемом штекера, а тот в свою очередь - с электрокардиографом. Фиксация электродов осуществлялась быстро, с нанесением животному минимального болевого раздражения. Кроме того, за 2-3 недели до проведения острого опыта животных специально адаптировали к условиям записи ЭКГ, проделывая все операции, начиная с фиксации электродов и заканчивая регистрацией пробной электрокардиограммы. После закрепления электродов животное помещалось в небольшой лоток с опилками, в котором оно могло относительно свободно передвигаться. Через 10-20 минут адаптированное животное успокаивалось, подвижность его уменьшалась, тонус скелетных мышц снижался, стабилизировалось дыхание и ЧСС. Регистрация ЭКГ осуществлялась в момент наименьшей подвижности животного. Для анализа брали электрокардиограммы, зарегистрированные у 6-недельных и 15-недельных крыс за сутки до острого опыта, а также зарегистрированные сразу после завершения процедуры стрессирования. Математический анализ динамических рядов кардиоинтервалов R-R проводили по методу Р.М.Баевского (1979, 1984), который имеет достаточно широкое применение как в экспериментальных исследованиях на животных (Баевский P.M., 1979, 1984; Савин В.Ф., 1988; Зефиров Т.Л и со-авт., 1991, 1997; Гиззатуллин А.Р. и соавт., 2002; Зиятдинова Н.И. и соавт., 2002), так для исследования функционального состояния организма человека в различных условиях и в клинике (Клецкин С.З., 1979; Желтова О.П., Назарова В.Г.,1987; Жаринов О.И., 1992; Явелов И.С. и соавт., 1999; Баевский P.M., 2002; Ситдиков Ф.Г. и соавт., 2002; Смирнова А.В. и соавт., 2002). Для оценки функционального состояния автономного контура регуляции сердечного ритма Р.М.Баевский предложил использовать три параметра кривой распределение признака (R-R интервалов): моду (Мо) - наиболее часто встречающееся значение кардиоинтервала; амплитуду моды (АМо) - количество кардиоинтервалов, соответствующих модальному классу, выраженное в процентах от общего объема выборки; вариационный размах или степень вариативности значений кардиоинтервалов (АХ) -разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов в исследуемой выборке.
Изменения морфологических и биохимических показателей функционального состояния сердца крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания в онтогенезе
Анализ массы тела животных показал достоверную задержку роста крысят с дефицитом симпатических нервных влияний (ДСНВ) по сравнению с животными, имевшими интактную симпатическую иннервацию (ИСИ) (табл. 4). Средняя масса тела 6-недельных крысят группы Д составила 63% (Р 0,001) от средней массы интактных животных того же возраста. Введение а-токоферола не повлияло на массу тела крысят с ИСИ, у крыс с ДСНВ, получавших а-токоферол, масса тела составила до 76% от контроля. По мнению Л.В. Лепёхиной (1984), нарушение симпатической иннервации тормозит продукцию соматотропного гормона передней долей гипофиза и тиреоидных гормонов щитовидной железой, поскольку данные эндокринные железы имеют в норме обильную симпатическую иннервацию.
С возрастом различия между нормально развивавшимися животными и крысами с ДСНВ сократились, и на момент острого опыта масса тела 15-недельных крыс из группы Д составила 80% от контроля (Р 0,001), в то время как в группе ДТФ она от контроля уже практически не отличалась (табл. 4).
По сравнению с контролем у крысят с ДСНВ абсолютная масса сердца составляла 73-74% (Р 0,001). Введение а-токоферола не влияло на величину абсолютной массы сердца в условиях интактной симпатической иннервации, но у крысят с ДСНВ при введении а-токоферола отклонение абсолютной массы сердца от контрольного уровня было несколько меньшим. Так, показатели группы ДТФ составили 79-81% (Р 0,001) от контроля (табл. 4). С возрастом различия между животными с ИСИ и ДСНВ стали менее выраженными, и у половозрелых крыс группы Д абсолютная масса сердца составила уже 79% (Р 0,001) от контрольного уровня, а в группе ДТФ - 90,7% (Р 0,01). При этом различия между группами животных с ДСНВ по абсолютной массе сердца были достоверны как в 6-недельном (Р 0,05), так и в 15-недельном возрасте (Р 0,01). Дисперсионный анализ показал, что изменчивость абсолютной массы сердца 6-недельных животных на 95% была обусловлена формированием дефицита симпатических нервных влияний и с возрастом выраженность этого влияния существенно не изменилась (Приложение 1).
При расчете сердечного индекса (СИ) выявлено, что этот показатель у опытных животных группы Д значительно превысил возрастную норму. Но как можно видеть из таблицы 4, высокий СИ в данном случае определялся снижением массы тела животных, а не увеличением массы сердца. У крысят с ДСНВ, получавших а-токоферол, значимых отклонений СИ от возрастной нормы не отмечено. Формирование ДСНВ, введение а-токоферола и их сочетания не привели к достоверным изменениям СИ у 15-недельных крыс.
Согласно данным дисперсионного анализа в группе 6-недельных крыс разнообразие значений СИ определялось на 59,9% формированием ДСНВ. К 15-недельному возрасту влияние этого фактора снизилось до 0,38%, следовательно, влияние организованных факторов на данный показатель по мере роста и развития животных исчезает (Приложение 2). Очевидно, благодаря компенсаторно-приспособительным процессам, установились нормальные соотношения между массой тела и массой сердца у животных, имевших дефицит симпатических нервных влияний. Важно отметить, что введение а-токоферола крысам с ДСНВ не привело к полной нормализации анализируемых показателей, но способствовало уменьшению процента их отклонения от контрольных значений.
Известно, что активация перекисного окисления липидов является одним из наиболее частых последствий нарушения баланса гормонов и медиаторов в организме (Балашова Т.С. и соавт., 1990; Дюмаев К.М. и соавт., 1995; Сорокина И.В. и соавт., 1997). В связи с этим, на следующем этапе исследований мы изучили интенсивность этого процесса в миокарде 6- и 15-недельных животных с ИСИ и с ДСНВ при введении а-токоферола.
Результаты исследований представлены в таблице 5. Они согласуются с данными о низком уровне пероксидации в миокарде неполовозрелых животных (Сауля А.Я., Меерсон Ф.З., 1990; Pazak H.F., Scholz R.W.,1996). На этом фоне формирование ДСНВ привело к повышению концентрации МДА в миокарде 6-недельных крыс на 50% (Р 0,001), скорости спонтанного ПОЛ (Сп-ПОЛ) в гомогенатах миокарда - на 95,9% (Р 0,001), скорость аскорбатзависимого ПОЛ (Аз-ПОЛ) - на 150% (Р 0,001).
Введение а-токоферола не оказало существенного влияния на концентрацию эндогенного МДА в гомогенатах миокарда крысят с ИСИ, но привело к снижению скорости Сп-ПОЛ на 13,7% (Р 0,01). При формировании ДСНВ а-токоферол способствовал снижению концентрации МДА в гомогенатах миокарда на 49% (Р 0,001), скорости Сп-ПОЛ - на 55% (Р 0,001) и скорости Аз-ПОЛ - на 76% (Р 0,001) по сравнению с показателями группы Д, а по сравнению с контролем концентрация МДА в гомогенатах миокарда оказалась сниженной на 23,6% (Р 0,001), скорость Сп-ПОЛ - на 11,9% (Р 0,05), скорость Аз-ПОЛ - на 41% (Р 0,01). Таким образом, введение а-токоферола привело к снижению интенсивности ПОЛ в миокарде 6-недельных крыс при формировании ДСНВ.
У нормально развивавшихся крыс концентрация эндогенного МДА в гомогенатах миокарда с возрастом существенно не изменилась. Однако увеличилась скорость спонтанного ПОЛ (на 54,8%, Р 0,001) и особенно скорость аскорбатзависимого ПОЛ (на 83%, Р 0,001), что указывает на возрастную перестройку окислительных процессов и рост напряжения в системе антирадикальной защиты миокарда, состояние которой характеризуется наличием зависимости от гормонального статуса организма (Ани-щенко Т.Г. и соавт., 1995).
Изменение хронотропной функции сердца крыс в условиях дефицита симпатических нервных влияний, введения а-токоферола и их сочетания в онтогенезе
Введение крысам с ДСНВ а-токоферола привело к ослаблению парасимпатических влияний на 35% (Р 0,01) и вызвало тенденцию к повышению симпатических нервных влияний на 17,8% (0,1 Р 0,05) по сравнению с показателями группы Д. Сопоставление значений АМо с контролем не выявило её снижения, характерного для одной десимпатизации (рис. 9). Только при сопоставлении данных группы ДТФ6 с соответствующими показателями группы ТФ6 (табл. 10) было выявлено снижение симпатических нервных влияний у крыс с ДСНВ на 21,5% (Р 0,01) и ИН на 21,2% (0,1 Р 0,05), что свидетельствовало о проявлении эффекта десимпатизации и в том случае, когда опытным крысятам гуанетидин вводился одновременно с введением а-токоферола. Вместе с тем, у крысят с ДСНВ, получавших а-токоферол, также как у животных групп Д6 и ТФ6 произошло повышение ЧСС (на 13,5%, Р 0,001) и снижение Мо (на 14,7%, Р 0,001) по сравнению с возрастной нормой (табл. 10, рис. 9).
Анализ корреляционных связей между показателями СР у животных группы ДТФ6, показал, так же как и в группе ТФ6, достоверные и сильные корреляции ЧСС с уровнем тонических влияний симпатических нервов (г = -0,704, Р 0,01). Кроме того, в данном варианте опытов обнаружилась зависимость ЧСС от ИН (табл. 11). Таким образом, введение а-токоферола способствовало ослаблению парасимпатических нервных влияний и росту напряжения в центральном контуре регуляции ЧСС у 6-недельных крысят с ДСНВ, при этом снижение АМо не достигло статистической значимости по сравнению с контролем.
Итак, моделирование ДСНВ, введение а-токоферола и их сочетание вызывают рост ЧСС и ослабление гуморальных влияний на водитель ритма сердца у крыс 6-недельного возраста. Особенности экстракардиальной регуляции при формировании ДСНВ состоят в снижении симпатических нервных влияний и в появлении тенденции к усилению парасимпатических влияний. Введение а-токоферола, напротив, и у крысят с ИСИ, и у крысят с ДСНВ вызывает снижение парасимпатических влияний и тенденцию к повышению роли симпатических влияний в регуляции ЧСС в покое. Очевидно, по этой причине ослабление симпатических нервных влияний при моделировании ДСНВ в сочетании с введением а-токоферола не достигает статистической значимости по сравнению с контролем.
К 15-недельному возрасту у крыс экспериментальных групп произошли изменения в регуляции хронотропной функции сердца. В состоянии покоя у половозрелых самцов контрольной группы ЧСС составила 363 уд/мин (табл. 10), то есть по сравнению с 6-недельным возрастом она снизилась на 18,2% (Р 0,001), соответственно, значение Мо увеличилось на 23,5% (Р 0,01). При этом сохранилась сильная корреляционная связь ЧСС и Mo (г = -0,969, Р 0,01). Неуклонное урежение ЧСС является хорошо известным фактом возрастной физиологии. Оно обусловлено усилением тонических влияний блуждающего нерва на лабильность водителя ритма (Аршавский И.А.,1968; Ситдиков Ф.Г.,1974, 1981, 1992; Панова Н.А.,1979; Беренштейн Г.Ф. и соавт.,1988; Коркушко и соавт.,1991) и снижением симпатических влияний (Ситдиков Ф.Г.,1974, 1981, 1992; Савин В.Ф., 1988; Абзалов Р.А., 1994). Действительно, к 15-недельному возрасту уровень парасимпатических влияний повысился на 37% (Р 0,001), в тоже время симпатические влияния снизились на 27% (Р 0,01). Значения АМо/АХ и ИН (табл. 10) указывали на сбалансированность симпатических и парасимпатических влияний и низкую активность центрального контура управления хронотропной функцией сердца половозрелых крыс в состоянии покоя. Результаты корреляционного анализа свидетельствовали об отсутствии достоверных корреляционных связей ЧСС с показателями, отражающими состояние экстракардиальных нервных каналов регуляции (табл. 11).
У крыс с ДСНВ хронотропная функция характеризовалась слабо выраженной возрастной динамикой: к 15-недельному возрасту ЧСС существенно не изменилась по сравнению с 6-недельным возрастом и продолжала оставаться на высоком уровне, превышающем возрастную норму на 30% (Р 0,001), в свою очередь Мо находилась в области низких значений, отличаясь от контрольной на 26% (Р 0,001) (рис. 9). По сравнению с показателями группы Д6 возрастная перестройка экстракардиальных влияний у крыс с ДСНВ состояла в повышении АМо (Р 0,05), ИВР (Р 0,05) и ИН (Р 0,001) (табл. 10). В результате у 15-недельных крыс группы Д АМо превысила контрольный уровень на 29,2% (Р 0,05), ИВР - на 86,2% (Р 0,05), ИН-на 181,7% (Р 0,05) (рис. 9)
Корреляционный анализ (табл. 11), показал существование сильных корреляций между всеми показателями сердечного ритма. Следовательно, у крыс с ДСНВ регуляция ЧСС в состоянии покоя требует существенного напряжения всех каналов регуляции, высокой степени согласованности их друг с другом, а также значительной централизации управления.
У крыс с ИСИ, периодически получавших а-токоферол, в 15-недельном возрасте показатели хронотропной функции сердца не отличались от нормы (табл. 10; рис. 9). Можно отметить, что на фоне введения а-токоферола имела место тенденция к ослаблению симпатических влияний на 14% (0,1 Р 0,05). Структура корреляционных связей не отличалась от контроля (табл. 11).
Таким образом, введение а-токоферола оказало разнонаправленное влияние на экстракардиальные механизмы регуляции ЧСС у крыс с ИСИ в 6- и 15-недельном возрасте. У 6-недельных крысят оно вызвало ослабление парасимпатических влияний и тенденцию к усилению симпатических нервных влияний на ЧСС, а в 15-недельном возрасте, напротив, только тенденцию к снижению симпатических нервных влияний.
Из таблицы 10 видно, что развитие крыс с ДСНВ в условиях периодического введения а-токоферола характеризовалось усилением парасимпатических влияний (Р 0,001), снижение симпатических влияний (Р 0,01), ростом гуморальных влияний на ЧСС по сравнению с 6-недельным возрастным этапом. В 15-недельном возрасте у животных данного варианта опытов по сравнению с показателями группы Д усиление парасимпатических влияний произошло на 44,6% (Р 0,05), снижение симпатических нервных влияний на 20,1% (Р 0,05) и падение Мо кардиоинтервалов на 11,8% (Р 0,01). В результате ЧСС снизилась на 11,5% (Р 0,01), что дает основание говорить о формировании возрастного урежения ЧСС у животных группы ДТФ в процессе онтогенеза раньше, чем у крыс, развивавшихся в условиях одного ДСНВ.
Однако наличие сильных корреляционных связей между всеми показателями СР (табл. 11) указывает на высокое напряжение в системе регуляции хронотропной функции сердца таких животных, и по сравнению с возрастной нормой (К 15) ЧСС осталась выше на 16,8% (Р 0,001), а Мо -ниже на 17,3% (Р 0,001) (табл. 10, рис. 9).
