Введение к работе
Актуальность исследования. Для понимания механизмов регуляции хронотропной и инотропной функции сердца в постнатальном онтогенезе большое значение имеет изучение чувствительности эффекторного органа к экстракардиальным нервным влияниям, гормонам, нейромедиаторам симпато-адреналовой и холинергической систем.
По состоянию адреночувствительности и
адренореактивности сердца можно судить о степени экстракардиальных нервных влияний на сердечную деятельность, а также можно предположить наличие определенных сроков функционального созревания его рецепторных структур.
В последние годы широко представлены исследования отечественных и зарубежных авторов по рецепторному аппарату сердца. Доказано, что симпатическая регуляция функций сердца осуществляется через специфические рецепторные образования: а и р-адренорецепторы (Говырин В.А., 1970; Манухин Б.Н., 1968, Roeske W.R., Wildenthal К., 1981; Sperelakis N., 1980). Установлено, что чувствительность Р-адренорецепторов растущего сердца уменьшается по мере роста и развития организма. Получены данные о реализации симпатических влияний через оц-адренорецепторы на хронотропную функцию сердца, а также ударный и минутный объемы крови растущих крыс (Миннибаев Э.Ш., 1996). Биохимические свойства а-адренорецепторов были изучены на миокарде мыши и было определено что развитие ос-адренорецепторов наступает раньше чем Р-аДРенергических рецепторов Однако при усилении развития симпатической адренергической иннервации уменьшается плотность обоих типов DeuenToooB (Roeske WR Wildenthal К 198П Показано, что имеющиеся в миокардиоцитах два подтипа щ-
адренорецепторов при связывании с норадреналином вызывают разный хронотропный эффект (del Balzo et al., 1990). Изменения плотности и активности адренорецепторов вызывают различную динамику частоты сердцебиений, изменяющуюся с возрастом (Whitsett J.A., Darovec-Beckerman С, 1981; Horn Е.М. et al., 1989; Kuznetsov V. et al., 1995). При изучении изменений активности Pi и р2 адренорецепторов в сердце у молодых и взрослых крыс показано, что плотность этих рецепторов зависит от уровня симпатической активности (FraserJ.etal.,1981).
Изучение холино- и адреночувствительности сердца растущих животных проводили при введении экзогенных катехоламинов и ацетилхолина. Показано, что высокая частота сердцебиений в онтогенезе сочетается с повышенной реактивностью сердца к адреналину и норадреналипу и низкой к действию ацетилхолина. Снижение частоты сердечных сокращений в онтогенезе закономерно сопровождается уменьшением реактивности к катехоламинам и повышением реакции сердца к ацетилхолину (Александрова Л.А., Ситдиков Ф.Г., 1983; Савин В.Ф., 1988). С возрастом снижается реакция ударного объема крови к экзогенным ацетилхолину и катехоламинам (Абзалов Р.А., 1985,1998; Гильмутдинова Р.И., 1991). Получены результаты о повышении чувствительности адрено- и холинорецепторов сердца в постнатальном онтогенезе (Розанова В.Д., 1968; Безруков В.В., 1969; Фролькис В.В., 1970; Адольф Э.Ф., 1971; Кульчицкий С.К., 1973, 1980).
Симпатическая регуляция сердечной деятельности
изучалась в работах М.Е.Райскиной, 1962, 1967;
И.И.Тахтаревой, 1964; И.А.Аршавского, 1936-1982; О.Д.Курмаева, 1966, 1970, 1973; М.Г.Удельнова, 1961, 1975; Э.Ф.Адольфа, 1971; Б.С.Кулаева, 1972; Ф.Г.Ситдикова, 1974-1999; Г.И.Косицкого, 1975; В.М.Смирнова, 1984; 1995; Р.А.Абзалова, 1985, 1998; Р.Р.Нигматуллиной, 1991, 1999;
А.С.Чинкина, 1995; Т.Г.Макаренко, 1995; M.Frick, R.EIovainio, T.Somer, 1967; Berkowit и др., 1969; Levy M.N., 1984; и т.д.
В онтогенетических исследованиях широко используются белые крысы в качестве лабораторной модели для выяснения общих закономерностей возрастной эволюции живого организма. Ряд авторов считает, что симпатические влияния формируются с 3 по 6 неделю постнатального онтогенеза (Rockson S.G. et al., 1981; Sun L.S. et al., 1988, Xiao R.P. et al., 1995), именно в этом возрасте осуществляются значительные структурно-функциональные изменения сердечно-сосудистой системы. Возрастные особенности симпатической регуляции сердечной деятельности растущих крыс остаются мало изученными. Имеется большое количество работ по изучению влияния экстракардиальных нервов на сердце, выполненных на блуждающем нерве. Влияние симпатической регуляции изучено в меньшей степени, что объясняется методическими трудностями препаровки ганглия, доступа к симпатическим нервам у лабораторных белых крыс. Имеющиеся работы в основном выполнены на щенках собаках (Аухадеев ЭИ 1968-Ситдиков Ф.Г 1974) кошках (Яшина Л П 1989; Шалковская' Л.Н., Евлахов В И., 1995; Фатеев И И 1997; Маслюков П М 1999).
Сердце находится под комплексным контролем со стороны как симпатических, так и парасимпатических нервов, а рецепторы АТФ есть как на самих кардиомиоцитах (Hansen et al., 1999), так и вегетативных нервах (McQueen et al., 1998). Следует отметить, что при стимуляции симпатических нервов выделяется как классический медиатор норадреналин, так и котрансмиттер АТФ (Burnstock G., 1999). Однако участие АТФ в регуляции сердечной деятельности исследовано недостаточно. Изучение физиологической роли АТФ в целостном организме является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования.
Целью работы является изучение возрастных особенностей чувствительности сердца на стимуляцию симпатического ганглия и реакции ударного объема крови, показателей вариабельности сердечного ритма крыс в раннем постнатальном онтогенезе.
Были сформулированы следующие задачи:
-
Определить пороговую амплитуду тока, вызывающую положительный инотропный и хронотропный эффект после электрической стимуляции звездчатого ганглия у растущих и взрослых крыс.
-
Изучить особенности реакции показателей сердечной деятельности растущих крыс на электрическую стимуляцию при увеличении частоты и амплитуды раздражителя.
-
Изучить возрастные особенности реакции сердца крыс после стимуляции звездчатого ганглия на фоне блокады Р-адренорецепторов.
-
Исследовать влияние внутривенного введения АТФ на показатели сердечной деятельности половозрелых крыс.
5. Изучить особенности влияния АТФ на сердечную
деятельность у взрослых крыс после блокады (3-
адренорецепторов и м-холинорецепторов.
Научная новизна.
Показаны особенности влияния электрической
стимуляции звездчатого ганглия на чувствительность и
реактивность сердца крыс с 21 до 100-дневного возраста.
Установлено, что пороговая амплитуда тока, вызывающая
положительную хронотропную реакцию сердца крыс после
стимуляции симпатического ганглия выше IB, а
положительную инотропную значительно ниже.
Чувствительность сердца по положительному инотропному эффекту у крыс 42 и 56-дневного возраста выше, чем у 21 и 100-дневных животных. После стимуляции надпороговым раздражителем во всех возрастных группах происходит
увеличение частоты сердечных сокращений и уменьшение ударного объема крови, при этом изменение минутного объема кровообращения не наблюдается. Период восстановления ударного объема крови после стимуляции короче, чем частоты сердечных сокращений. У 100-дневных половозрелых крыс на стимуляцию звездчатого ганглия снижение ударного объема крови, возрастание частоты сердечных сокращений сопровождается увеличением значения ДХ на 50%, что свидетельствует о нарастании парасимпатических влияний.
Стимуляция звездчатого ганглия с увеличением частоты импульсов, но пороговой амплитудой тока не вызывает изменение показателей работы сердца у растущих крыс.
После электрической стимуляции правого звездчатого ганглия надпороговым раздражителем, на фоне блокады р-адренорецепторов, минутный объем кровообращения крыс во всех исследованных возрастных группах не изменяется.
Показано, что внутривенное введение раствора АТФ 1(Г*М вызывает наибольшую положительную хронотропную реакцию сердца при неизменности ударного объема крови. Внутривенное введение экзогенного АТФ после блокады Р-адренорецепторов обзиданом, и м-холинорецепторов атропином приводит к возрастанию частоты сердечных сокращений, без изменения ударного объема крови.
Научно-практическая значимость.
Полученные результаты расширяют представление о роли симпатической нервной системы в регуляции деятельности сердца белых крыс на разных этапах постнатального онтогенеза. Полученные данные могут быть полезны исследователям, работающим на растущих крысах при подборе амплитуды тока, частоты импульсов для стимуляции симпатических нервов.
Данные о чувствительности и реактивности сердца к симпатическим влияниям представляют интерес для специалистов по нормальной и возрастной физиологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Чувствительность сердца крыс в онтогенезе на стимуляцию звездчатого ганглия зависит от амплитуды тока и частоты стимуляции.
-
Введение обзидана изменяет динамику возрастной реакции сердца крыс на надпороговую стимуляцию звездчатого ганглия.
Апробация работы
Материалы исследований доложены на итоговых
научных конференциях профессорско-преподавательского
состава, молодых ученых и специалистов Казанского
государственного педагогического университета (1997-2000),
Региональной научно-методической конференции
(Набережные-Челны, 1997), на Всероссийском симпозиуме «Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке» (Казань, 1998), на XVII съезде Всероссийского физиологического общества имени И.П.Павлова (Ростов-на-Дону, 1998), на научной конференции, посвященной 60-летию профессора Ситдикова Ф.Г. (Казань, 1998), на Всероссийской научно-практической конференций (Набережные Челны, 1999), на Международной конференции «Теоретические основы физической культуры» (Казань, 1999), на IX Международной конференции «Эколого-физиологические механизмы адаптации» (Москва, 2000), на заседании кафедры анатомии, физиологии и охраны здоровья человека Казанского государственного педагогического университета (Казань, 2000).
Структура и объем диссертации