На правах рукописи
Салман Мохаммед Абдулла Хуссейн
ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ α-АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ
НА ХРОНОТРОПИЮ СЕРДЦА КРЫС В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ
03.03.01 - физиология
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата биологических наук
Казань 2010
Работа выполнена на кафедре анатомии и физиологии государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет»
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Чинкин Абдулахат Серазетдинович
доктор биологических наук, профессор
Нигматуллина Разина Рамазановна
Ведущая организация: Чувашский государственный педагогический университет им.
Защита состоится «___»________________2010 г. в _______часов на заседании Диссертационного совета Д 212.078.02. при ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» г. Казань, ул. Татарстан, 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» по адресу:
г. Казань, ул. Татарстан, 2.
Автореферат разослан «____»_______________2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
д. м.н., профессор
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Более двух веков огромное количество исследователей изучают механизмы регуляции сердечной деятельности ( 1883; , 1966; , , 1968; 1998; 1975; , 1986; 1988; 1999, Weber, 1846, Choate J. K. et al., 2008; Mangoni M. E., Nargeot J. 2008).
Классическими являются представления о том, что определяющее значение в становлении и регуляции сердечного ритма играют симпатический и парасимпатический отделы автономной (вегетативной) нервной системы (, 1971; , 1974; Levy M. N., 1984; Robinson R. B. et al., 2003; Choate J. K., Feldman R. 2003, Mori T., et al., 2004; Weiergraber M., et al., 2005; Bucchi A. et al., 2007; Protas L, Robinson R. B., 2008; Mann K. D. et al., 2010). Особый интерес физиологов вызывают механизмы определяющие частоту сердечных сокращений на разных этапах онтогенеза (, 1982; , , 1981; , 1999; и др., 2003; Pauza D. H. et al., 2000; Cribbs L. L. et al., 2001; Protas L. et al., 2001; Batulevicius D., et al., 2003; Abramova M. A. et al., 2007; Choate J. K. et al., 2008; Christoffels V. M. et al., 2010). При этом ряд исследователей считает, что возрастная брадикардия сердца связана с усилением парасимпатических и ослаблением симпатических влияний на сердце (, 1967; , 1971). Другие авторы полагают, что, напротив, симпатическая иннервация сердца развивается позже, чем парасимпатическая и именно она определяет изменение сердечной деятельности в постнатальном онтогенезе (Mackenzie E., Standen N. B., 1980; Sun L. S. et al., 1988, , 2002). Однако, никто не отрицает главенствующее значение симпато-парасиматических взаимоотношений в регуляции работы сердца. В настоящее время описано несколько типов симпато-парасимпатических взаимодействий - антагонизм, взаимокомпенсация, акцентированный антагонизм (, , 1971; Levy M. N., 1984). Исследование взаимовлияний отделов вегетативной нервной системы продолжает оставаться актуальным и в настоящее время.
Определенное значение в регуляции работы сердца играют внутрисердечные рефлекторные механизмы или кардиальная часть метасимпатической нервной системы (, 1983, 1995; , 1984). В настоящее время считается, что возрастные особенности деятельности сердца связаны с изменением синтеза, локализации и активности различных рецепторных структур сердца, а также изменениями систем вторичных посредников в атипичных и рабочих миокардиоцитах (Heath B. M. et al., 2000; Wang H. et al., 2001; Protas L. et al., 2003; Boyett M. R. et al., 2006; Bogdanov K. Y. et al., 2006; Schnee P. M. et al., 2008). Поэтому, изучение механизмов, регулирующих хронотропную функцию сердца в постнатальном онтогенезе, является весьма актуальным.
В настоящее время исследования механизмов регуляции сердечной деятельности проводятся с применением фармакологических агентов позволяющих стимулировать или блокировать различные типы и подтипы как пресинаптических, так и постсинаптических рецепторов сердце ( 1982; Ланге C. З. 1982; , 1986; , 1995; , , 1998; 2006; Brodde O. E., Michel M. C., 1999; Ino M. et al., 2001; Koschak A. et al., 2001; Snapir A. et al., 2003, Gros D. et al., 2010).
В настоящее время наиболее распространенными млекопитающими экспериментальными животными являются мелкие грызуны. В то же время в литературе имеются данные о наличии видовых особенностей реакции мышей и крыс на различные экспериментальные воздействия ( и др., 1982; , 1989; McWilliam P. N., Wolley D. C., 1987, , 2006). Так, некоторые авторы ставят под сомнение наличие тонуса блуждающего нерва у крыс (, 1980, , 2007). Поэтому изучение механизмов, определяющих возрастные особенности регуляции сердца крыс, наиболее распространенных, в настоящее время, экспериментальных млекопитающих, является весьма актуальным.
Симпатические влияния на сердце реализуются через воздействия катехоловых аминов на различные адренорецепторы клеток сердца (Protas L. et al., 2003; Qu J., Robinson R. B., 2004; Oktar S. et al., 2008). Адренорецепторы присутствуют во всех органах и тканях. Они участвуют в регуляции обмена веществ, секреции, артериального давления, мышечного сокращения (Petrashevskaia N. N. et al., 1999; Frisbee J. C., 2004; Haug S. J., Segal S. S., 2005; Hassan N. A. et al., 2005; McBride B. F., White C. M., 2005; Liukaitis V., 2005; Schnee P. M. et al., 2008). В настоящее время различают α- и β-адренорецепторы, детально изучены их структуры и функции. Выявлены G-белки и системы вторичных посредников, которые модулируются при взаимодействии КА с адренорецепторами (Salameh A. et al., 2008; Lakatta E. G. et al., 2010) Следует отметить, что функциональное значение β-адренорецепторов в сердце изучено гораздо лучше. Роль α-адренорецепторов, которые также присутствуют в сердце, до сих остается объектом дискуссий (Sosunov E. A. et al., 2004). Показано, наличие двух подтипов α-адренорецепторов: α1-АР и α2-АР (Brodde O. E., Michel M. C., 1999). Однако, в дальнейшем было показано, что α1-АР в свою очередь также делятся на подтипы. На основании современных исследований можно считать доказанным наличие, как минимум трех подтипов α1-АР в сердце млекопитающих - α1А-АР, α1B-АР, α1D-АР. В то же время, функциональное значение разных подтипов адренорецепторов в сердце крыс остается мало изученным. Вопрос о роли разных подтипов α1-АР в формировании механизмов регуляции сердечной деятельности на разных этапах постнатального онтогенеза является практически не изученным
Многочисленные противоречивые данные, полученные в экспериментах по изучению возрастных и видовых особенностей симпатической регуляции деятельности сердца, делают настоящее исследование весьма актуальным.
Цели и задачи исследования
Целью работы является изучение возрастных особенностей блокады разных типов и подтипов α-АР на сердечную деятельность крыс.
В соответствии с целью были поставлены следующие конкретные задачи:
1. Исследовать влияние неселективной блокады α-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
2. Изучить влияние блокады β-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
3. Провести исследования влияния блокады α1-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
4. Провести исследования влияния блокады α2-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
5. Изучить влияние блокады α1А-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
6. Изучить влияние блокады α1D-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
7. Провести сравнительный анализ влияния селективной блокады α1-адренорецепторов и М3-холинорецепторов на сердечную деятельность крыс.
Научная новизна
Впервые показаны существенные изменения возрастной динамики параметров вариационной пульсограммы сердца крыс при избирательной блокаде α1-адренорецепторов. Выявлены возрастные особенности реакции сердца крысят молочного периода развития на избирательную блокаду α2-адренорецепторов. Показано наличие особенностей динамики показателей вариабельности сердечного ритма при развитии брадикардии в ответ на блокаду α2-адренорецепторов у 1-но и 3-х недельных крысят.
Приоритетным является выявление разнонаправленной динамики величины среднего кардиоинтервала при селективной блокаде α1А-адренорецепторов у крыс на разных этапах раннего постнатального онтогенеза. Впервые показана противоположная реакция частоты сердечных сокращений новорожденных крысят при введении WB 4101. Впервые выявлены существенные особенности динамики параметров вариационной пульсограммы у крыс разного возраста при блокаде α1D-адренорецепторов. Выявлены существенные особенности реакции сердца крыс разного возраста на селективную блокаду разных подтипов α1-адренорецепторов.
Научно-практическая значимость
Полученные результаты расширяют представления о роли симпатического отдела вегетативной нервной системы в регуляции хронотропной функции сердца крыс, позволяют уточнить механизмы изменения параметров вариационной пульсограммы сердца данных лабораторных животных на разных этапах раннего постнатального онтогенеза. Результаты экспериментов свидетельствуют о существенном значении α-адренорецепторов в регуляции хронотропной функции сердца крыс.
Полученные данные необходимо использовать для правильной трактовки результатов фармакологических и физиологических исследований на сердечно-сосудистой системе крыс в зависимости от их возраста.
Результаты экспериментов на 1-но и 3-х недельных животных свидетельствуют о наличии важных особенностей адренергических регуляторных механизмов сердца на данном этапе раннего постнатального онтогенеза.
Полученные нами результаты представляют безусловный интерес для фармакологов, изучающих влияние различных адреноблокаторов на ритм сердца с использованием крыс в качестве экспериментальных животных.
Материал исследований представляет интерес для специалистов по возрастной и нормальной физиологии, фармакологии и кардиологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Блокада α1А - и α1D-адренорецепторов оказывает существенное влияние на хронотропию сердца крыс.
2. Реакция хронотропии сердца на блокаду разных типов и подтипов α-адренорецепторов имеет возрастную зависимость.
3. Эффект действия α-адреноблокаторов на сердце крыс зависит от селективности их действия.
Апробация работы
Материалы диссертации представлены на итоговых научных конференциях молодых ученых и преподавателей Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета (); четвёртой всероссийской школе-конференции по физиологии кровообращения, Москва, 2008; IХ всероссийской конференции «Физиологические механизмы адаптации растущего организма», посвященной юбилею проф. , Казань-Яльчик, 2008; всероссийской научно-практической конференции «Инновационные подходы к естественнонаучным исследованиям и образованию», посвященной юбилею ЕГФ, Казань, 2009; международной конференция, посвященной 65-юбилею института возрастной физиологии, Москва, 2009; V, VII всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 160-летию со дня рождения , Санкт-Петербург, 2007, 2009.
Публикации:
Автором опубликовано 19 печатных научных работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале (из списка ВАК).
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 153 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора научной литературы, описания методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 376 наименования, в том числе 123 отечественных и 253 зарубежных литературных источника. Работа иллюстрирована 25 таблицами и 12 рисунками.
Список используемых сокращений
А – адреналин, АХ – ацетилхолин, КА – катехоламины, НА – норадреналин, α-АР – α –адренорецепторы, b-АР – b-адренорецепторы, М-ХР – М-холинорецепторы, мес. – месяц, нед. – неделя, мин. – минута, ЧСС - частота сердечных сокращений , АЦП - аналого-цифровой преобразователь, ВНС – вегетативная нервная система, Хср - средний кардиоинтервал, Мо – мода, АМо - амплитуда моды, DХ - вариационный размах, d - среднее квадратическое отклонение, ИН - индекс напряжения, ИВР – индекс вегетативного равновесия, ВПР – вегетативный показатель ритма, ПАПР – показатель адекватности процессов регуляции, УОК – ударный объем крови, табл. – таблица, рис. – рисунок, усл. ед. - условная единица, мс – миллисекунда, цАМФ – циклический аденозинмонофосфат, МИФ-клетка - мелкая интенсивно флюоресцирующая клетка, МГ-клетка - мелкая гранулярная клетка
Методы исследования
Работа выполнена на 204 белых беспородных крысах 1-но, 3-х, 6-ти и 20-ти недельного возраста. Для наркоза использовали 25% раствор уретана, вводимый внутрибрюшинно в количестве 800 мг/кг массы животного. После инъекции уретана животное фиксировали на специальном операционном столе. В ходе всего эксперимента, начиная с момента фиксации крысы на операционном столе, проводилась постоянная регистрация электрокардиограммы с получением усредненных значений параметров вариационной пульсограммы, сегментов ЭКГ. Для введения фармакологических агентов на внутренней поверхности правой нижней конечности выстригали шерстный покров, обрабатывали кожу растворами йода и спирта, а затем производили кожный разрез, открывая доступ к правой бедренной вене. В экспериментах использовались - пропранолол, являющийся неспецифическим блокатором b-адренорецепторов, фентоламин - неселективный блокатор a-адренорецепторов, празозин - селективный блокатор a1-адренорецепторов, йохимбин, являющийся специфическим антагонистом a2-адренорецепторов, WB 4101 – селективный блокатор a1А-АР, BMY 7378 – селективный блокатор a1D-АР, 4-DAMP – селективный блокатор М3-холинорецепторов. Для инъекций использовали 0,1% раствор обзидана из расчета 0,8 мг/кг массы животного. Фентоламин вводили в дозе 10 мг/кг, празозин - в дозе 0,1 мг/кг, 4-DAMP - в дозе 0,02 мг/кг, йохимбин, WB 4101 и BMY 7378 вводили в дозе 1 мг/кг массы животного. Статистическая обработка и определение достоверности различий результатов исследований проводили с использованием т-тест, основанном на t-критерии Стьюдента в редакторе Microcoft Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Исследования влияния неселективной блокады α-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
Внутривенное болюсное введение неселективного блокатора α-адренорецепторов фентоламина крысам 20 недельного возраста не вызывало достоверных изменений показателей вариационной пульсограммы. На первой минуте после введения препарата величина Хср практически не менялась. Через 5 минут после инъекции значение среднего кардиоинтервала возрастало с 172,6±8,3 мс до 204,8±27,4 мс. Однако, данное увеличение параметра было недостоверным. Через 15 минут величина Хср снижалась до 193,8±16,4 мс, а через 30 минут составляла 187,6±13,9 мс. Следует отметить, что в данной серии экспериментов введение фентоламина разным животным порою приводило к противоположным результатам. Так, у животных с исходным значением Хср менее 200 мс наблюдалось урежение сердцебиений, а у крыс с исходным Хср более 200 мс – учащение работы сердца. Неселективная блокада α-адренорецепторов у животных 6-ти недельного возраста так же, как и у взрослых крыс, не приводила к достоверным изменениям показателей сердечного ритма. На первой минуте наблюдений мы зафиксировали уменьшение значения Хср с 154,7±6,5 мс до 148±7,5 мс. В отличие от взрослых животных далее на протяжении 30 минут увеличения Хср не наблюдалось, а его величина была ниже исходного значения. У крысят 3-х недельного возраста введение фентоламина также не вызывала достоверных изменений величины среднего кардиоинтервала. На первой минуте после инъекции значение Хср снижалось с 171,2±13,8 мс до 165,8±9,8 мс. В дальнейшем на протяжении 30 минут наблюдалось плавное незначительное возрастание величины данного показателя. До 176,8±15,4 мс. Неселективная блокада α-адренорецепторов не оказывала выраженного влияния на частоту сердцебиений крысят 1-но недельного возраста. На первой минуте наблюдений мы зафиксировали некоторое увеличение значений Хср. Оно возрастало с 158,2±5,2 мс до 164,5±8,4 мс. В дальнейшем, в течение 5 минут, величина Хср не менялась. Затем, значение среднего кардиоинтервала начинало снижаться и через 30 минут составляло 154,7±11 мс. Анализируя результаты экспериментов с внутривенным введением фентоламина крысам разного возраста, можно сделать заключение, что неселективная блокада α-адренорецепторов фентоламином в используемой нами дозе не вызывало достоверных изменений хронотропии сердца ни в одной их исследуемых нами возрастных группах животных. Более того, мы не наблюдали в большинстве экспериментов изменений значений весьма чувствительных к вегетативным регуляторным воздействиям показателей вариационной пульсограммы. Полученные нами результаты подтверждают классические представления о преимущественном значении b-адренорецепторных регуляторных механизмов в обеспечении контроля за хронотропной функцией сердца развивающихся крыс.
Возрастные особенности влияния блокады b-адренорецепторов на вариабельность сердечного ритма крыс.
Неспецифический блокатор b-адренорецепторов пропранолол, при внутривенном введении, существенно изменял значение параметров вариационной пульсограммы крыс разного возраста. Блокада b-АР у новорожденных животных приводила к плавному увеличению значения Хср в течение 15 минут с 300,2±11,2 мс до 440,8±37,3 мс (р<0,05). Таким образом, исходя из результатов экспериментов на новорожденных крысятах с блокадой b-АР обзиданом, в которых наблюдалось достоверное урежение сердечной деятельности, можно констатировать выраженный эффект урежения сердечной деятельности новорожденных крысят. Полученные результаты подтверждают высокую чувствительность b-АР сердца новорожденных крысят, что возможно объясняется дефицитом симпатических воздействий на данном этапе онтогенеза и может носить компенсаторный характер. Внутривенное введение обзидана значительно изменяло частоту сердечных сокращений 3-х недельных крысят. Наблюдалось увеличение значения Хср со 133±5,6мс до 155±22мс уже на 1 минуте после введения препарата. В дальнейшем сердечный ритм продолжал урежаться, и к 15 минуте после инъекции, величина Хср в данной возрастной группе животных составляла 164±16,8мс, увеличиваясь на 20%. Блокада b-адренорецепторов вызывает достоверные изменения частоты сердцебиений у крыс 6-ти недельного возраста. Внутривенное введение обзидана приводит к быстрому достоверному увеличению значения среднего кардиоинтервала со 168±8,5мс до 188±5,4мс. В дальнейшем величина Хср продолжала возрастать и через 15 минут после введения препарата величина Хср уже составляла 226±6,8мс (р<0,001).
У взрослых животных 20-ти недельного возраста внутривенное введение обзидана вызывало более выраженную, чем у животных других возрастных групп, реакцию. До введения обзидана в данной возрастной экспериментальной группе 20-ти недельных животных исходные значения Хср 155±4мс. Через одну минуту после инъекции величина Хср равнялась 186±4,3мс (р<0,001), а через 15 минут 212±5,1мс. При сравнительном анализе возрастных особенностей реакции сердца крыс на блокаду b-адренорецепторов обращает на себя внимание выраженность изменений показателей вариабельности сердечного ритма у животных 20-ти недельного возраста. В этой возрастной группе достоверное нарастающее урежение сердечной деятельности сопровождается волнообразными изменениями значений других параметров вариационной пульсограммы. Данные наблюдения свидетельствуют о чрезвычайно важном значении b-адренорецепторов в механизмах регуляции хронотропии сердца. Исследования в возрастном аспекте позволяют предположить наличие определенных сроков функционального созревания рецепторных структур сердца, определяющих его ритм.
Возрастные особенности влияния блокады α1-АР на сердечную деятельность крыс.
Введение празозина взрослым животным приводило к постепенному урежению частоты сердечных сокращений. Максимальный эффект наблюдался к 30 минуте после введения препарата, значение среднего кардиоинтервала (Хср) увеличивалось с 166±8,9 мс до 236±11,1 мс (Р<0,05). Блокада a1-адренорецепторов у 6-ти недельных вызывало, так же как и у взрослых крыс, вызывала выраженную брадикардию. Урежение сердцебиений развивалось на первой минуте наблюдений, и к концу эксперимента значение Хср возрастало с 152,5±3,5 мс до 209,5±9,7 мс (р<0,001). Введение блокатора a1-адренорецепторов 3-недельным животным приводило к увеличению Хср на 12 %. Таким образом, урежение сердечной деятельности у животных данного возраста было менее выраженным, чем у взрослых животных (42%). При введении празозина новорожденным животным наблюдались иные, в сравнении с другими возрастными группами животных, результаты. Блокада a1-АР у 1-недельных животных не вызывала выраженных изменений сердечной деятельности. Максимальное изменение значения Хср наблюдалось на 5 минуте после введения вещества, при этом Хср уменьшалось с 176±10 мс до 170±9,2 мс, то есть наблюдалось незначительное учащение сердцебиений. Введение празозина взрослым и 6-ти недельным крысам вызывает достоверное урежение сердечной деятельности. У крысят 1-но и 3-х недельного возраста реакция на введение блокатора имело существенные отличия (рис. 1). У 3-недельных крысят наблюдалось незначительное урежение работы сердца, у 1-недельных крысят урежения не было. Данные возрастные особенности реакции сердца на блокаду a1-АР могут быть связаны с началом формирования симпатической иннервации сердца крыс в 3-недельном возрасте. Следует отметить, что нами были получены данные о достоверном урежении работы сердца новорожденных крысят, при введении им блокатора b-АР обзидана. Поэтому, можно предположить, что возрастные различия, наблюдаемые при блокаде a1-АР, возникают в связи с возрастными особенностями плотности и активности разных типов адренорецепторов крыс на разных этапах постнатального онтогенеза.
Исследования влияния блокады α2-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
Блокада α2-адренорецепторов путем внутривенного болюсного введения йохимбина не приводила к существенным изменениям частоты сердцебиений у взрослых крыс. На первой минуте после инъекции величина показателей Хср изменялась с 204,5±16,4 мс до 207,3±19,6 мс. К 5-й минуте наблюдений значение среднего кардиоинтервала до 199,5±0,8 мс, а затем несколько увеличивалось и к 30-й минуте наблюдений составляло 210,6±16,5 мс. Аналогичные результаты были получены нами и в серии экспериментов с введением йохимбина 6-ти недельным животным. На протяжении всего периода наблюдений значение среднего кардиоинтервала интервала изменялось не значительно. Совершенно иная картина наблюдалась в серии экспериментов, посвященных изучению блокады α2-адренорецепторов, проведенной на животных 3-х недельного возраста. Уже на первой минуте после внутривенной инъекции йохимбина значение среднего кардиоинтервала возрастало с 122,5±0,7 мс до 135±3,1 мс (р<0,01). В дальнейшем урежение сердцебиений нарастало.
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Рисунок 4
Таблица 1
Влияние введения WB4101 на динамику параметров вариационной пульсограммы 20 недельных крыс.
(n=8) | Исх. | 1 минута | 5 минут | 15 минут | 30 минут |
Хср.(мс) | 190,6 ±20,9 | 301,4 ±33,5 * | 325,4 ±19,2 ** | 333,4 ±24 ** | 363,6 ±38,4 ** |
∆Х (мс) | 31,6 ±11 | 198,4 ±69,7 | 151,4 ±58,3 | 192 ±69,6 | 190,6 ±84,6 |
Мо (мс) | 213,2 ±22,6 | 295,6 ±30,6 | 311,6 ±16 ** | 302,4 ±21,9 * | 331,2 ±30,9 * |
АМо(%) | 21,6 ±4,3 | 7,8 ±1,6 * | 7,6 ±1,0 * | 7,8 ±0,8 * | 9 ±1,1 * |
δ | 24 ±13,3 | 1937,4 ±1334,7 | 2794,8 ±2406 | 4635,6 ±2757 | 5678 ±3357 |
ИВР (усл. ед.) | 1224,6 ±398,9 | 86,3 ±51,9 * | 115 ±69,6 * | 77,8 ±29 * | 161,8 ±97,5 * |
ИН (усл. ед.) | 3293 ±1134 | 156,8 ±100,4 * | 205 ±133,6 * | 122,4 ±39,8 * | 292,2 ±197,2 * |
ВПР (усл. ед.) | 277 ±85,5 | 31,4 ±12,6 * | 44,9 ±22,6 * | 30,9 ±9,7 * | 52,2 ±29,2 * |
ПАПР (усл. ед.) | 120 ±63,6 | 27,56 ±15 * | 25,14 ±10 * | 25,2 ±6,3 * | 28,2 ±14,1 * |
(*-Р<0,05; **-P,0,01)
Через 15 минут, величина Хср составляла 136,5±3,5 мс, достоверно превышая исходное значение данного показателя (р<0,01). Через 30 минут длительность среднего кардиоинтервала несколько уменьшалась, составляя 131±2 мс, но достоверно превышала исходное значение Хср (р<0,05). Введение йохимбина 3-х недельным крысятам приводило к достоверным изменениям значений большинства показателей вариабельности сердечного ритма. Внутривенное введение йохимбина крысятам 1-но недельного возраста приводило к урежению их сердечной деятельности. Однако развитие брадикардии в данной возрастной группе животных после блокады α2-адренорецепторов носило совершенно иной характер, нежели у 3-х недельных крысят. Урежение сердечного ритма у новорожденных животных развивалось плавно и достигало своего максимума к 30-минуте наблюдений. На 1-й минуте после инъекции йохимбина величина Хср увеличивалась незначительно, с 160,8±3,2 мс до 164,8±4,1 мс. Через 5 минут значение среднего кардиоинтервала составляло 173,4±7,9 мс, однако достоверно не отличалось от исходного значения данного показателя. Через 15 минут после инъекции величина Хср равнялась 179,2±7,6 мс (р<0,05), а через 30 минут значение Хср составляла 183,2±8,3 мс (р<0,05). Согласно большинству исследований нервные адренергические влияния у 1-но недельных крысят еще не сформированы и именно поэтому, гуморальный канал регуляции может иметь главенствующее значение, о чем свидетельствует динамика показателя Мо.
Подводя итог исследованиям влияния блокады α2-адренорецепторов на сердечную деятельность крыс в разные этапы раннего постнатального онтогенеза, следует отметить наличие определенных возрастных особенностей влияния блокады α2-адренорецепторов на хронотропную функцию сердца (рис. 2). С возрастом наблюдалось снижение выраженности брадикардии после введения йохимбина. Достоверное урежение сердцебиений мы зафиксировали только у крысят 1-но и 3-х недельного возраста, у которых симпатическая иннервация сердца еще не сформирована. Причем, если у 1-но недельных крысят брадикардия развивалась плавно, постепенно, достигая максимума к 30 минуте наблюдений, то у 3-х недельных животных урежение сердцебиений было наиболее выраженным сразу после введения йохимбина. Обращает на себя внимание и совершенно различная динамика показателей вариационной пульсограммы, что делает безусловно, актуальными дальнейшее исследование роли α2-адренорецепторов в становлении механизмов регуляции хронотропной функции сердца.
Возрастные особенности влияния блокады α1А-АР на сердечную деятельность крыс.
Внутривенное болюсное введение селективного блокатора α1А-АР WB 4101 приводило к существенному увеличению значения среднего кардиоинтервала (Хср) у взрослых животных (табл. 1). На первой минуте наблюдений величина Хср возрастала с 190,6±20,9 мс до 301,4±33,5 (р<0,05). В дальнейшем величина Хср продолжала увеличиваться, причем параллельно наблюдалось и увеличение достоверности различий с исходными значениями. Так через пять минут после инъекции величина Хср возрастала до 325,4±19,2 мс (р<0,01), а на 15 минуте наблюдений величина среднего кардиоинтервала равнялась 333,4±24 мс (р<0,01). К 30 минуте наблюдений величина Хср составляла 363,6±38,4 мс (р<0,01).
В серии экспериментов с селективной блокадой α1А-адренорецепторов на 6-ти недельных животных были получены данные, свидетельствующие об отрицательном хронотропном влиянии препарата WB 4101. Через одну минуту после инъекции значение среднего кардиоинтервала увеличивалось с 144±10,7 мс до 179±6,8 мс (р<0,05). Через 5 минут после введения величина Хср возрастала до 189±8,4 мс (р<0,05). Через 15 минут значение Хср несколько снижалось, составляя 185,8±9,5 мс, но оставалась достоверно больше исходных значений данного показателя (р<0,05). Через 30 минут значение Хср составляло 193,2±16,3 мс (р<0,05). Обращает на себя внимание более слабая выраженность урежения сердцебиений 6-ти недельных крысят в ответ на введение WB 4101 по сравнению с взрослыми животными. Это подтверждает и более низкая достоверность увеличения значения Хср. Полученные данные говорят в пользу предположения о том, что развитие брадикардии в ответ на блокаду α1А-адренорецепторов имеет четкую возрастную зависимость. Данное наблюдение подтверждает тезис о том, что симпатическая иннервация сердца крыс с возрастом совершенствуется.
Внутривенное болюсное введение WB 4101 3-х недельным крысятам приводило к незначительному увеличению значения среднего кардиоинтервала в течение первых пяти минут после инъекции. На первой минуте наблюдений значение Хср возрастала с 126,6±7,5 мс до 142,3±11,8 мс. Необходимо отметить, что данное увеличение Хср было недостоверным. На 5-й минуте увеличение среднего кардиоинтервала по сравнению с исходными значениями данного показателя становилось достоверным (р<0,05), при этом его величина равнялась 154,5±11,3 мс. Важным является факт снижения величины среднего кардиоинтервала, наблюдаемый нами на протяжении последующих 25 минут. Так через 15 минут после введения препарата величина Хср составляла 149,3±9,7 мс, а через 30 минут 147±12,3 мс. При этом увеличение данного показателя по сравнению с его исходными значениями было недостоверным. Сравнительный анализ результатов экспериментов на 3-х недельных крысятах с данными, полученными в опытах на 6-ти недельных и взрослых животных, полностью подтверждают тезис о возрастной зависимости развития брадикардии после блокады α1А-адренорецепторов. Обращает на себя внимание более длительное развитие достоверного урежения сердцебиений, а также кратковременность этого урежения. Наиболее интересные и во многом неожиданные результаты были получены при изучении влияния селективной блокады α1А-адренорецепторов на сердечную деятельность новорожденных крысят. Внутривенное введение WB 4101 приводило к уменьшению значения Хср на протяжении всего периода наблюдений. На первой минуте после инъекции величина среднего кардиоинтервала снижалась с 158,8±16,7 мс до 155,8±16 мс. В дальнейшем величина Хср продолжала уменьшаться. Через 5 минут после введения она составляла 149,8±15,3 мс, через 15 минут 147,±15,6 мс, а в конце наблюдений 146±15,5 мс.
Таким образом, были получены результаты, подтверждающие гипотезу о существенном отличии альфа-адренергической регуляции сердечной деятельности у новорожденных крысят. Только в данной возрастной группе блокада α1А-адренорецепторов приводила не к урежению сердечной деятельности, что наблюдалось в более старших возрастных группах животных, а к учащению работы сердца (рис. 3). В дальнейшем, с возрастом, наблюдалось увеличение выраженности брадикардии при селективной блокаде α1А-адренорецепторов препаратом WB 4101. Полученные результаты подтверждают многочисленные данные о формировании симпатической иннервации сердца крыс в период со второй по шестую недели постнатального онтогенеза. С другой стороны, полученные данные противоречат тезису о том, что α1А-адренорецепторы не участвуют в регуляции хронотропии сердца и работают в сердце как структуры, обеспечивающие вазоконстрикцию.
Исследования влияния блокады α1D-адренорецепторов на показатели сердечной деятельности крыс разного возраста.
Внутривенное болюсное введение селективного блокатора α1D-адренорецепторов взрослым крысам приводило к снижению у них частоты сердечных сокращений. На первой минуте эксперимента нами было зафиксировано увеличение значения среднего кардиоинтервала с 185±9,6 мс до 197,3±15,6 мс. Наиболее выраженной брадикардия была через 5 минут после введения препарата. При этом значение Хср составляло 226,3±13,2 мс, что достоверно превышало исходную величину среднего кардиоинтервала (р<0,05). В дальнейшем выраженность урежения сердечного ритма снижалась. Через 15 минут после введения BMY 7378 длительность Хср равнялась 213,8±18,5 мс, а через 30 минут она составляла 205,6±14,5 мс.
Анализ динамики показателей вариабельности сердечного ритма позволил сделать предположение о том, что блокада α1D-адренорецепторов у взрослых крыс приводила к снижению уровня симпатических регуляторных влияний. У 6-ти недельных крыс селективная блокада α1D-адренорецепторов, так же как и у взрослых животных, приводила к урежению работы сердца. Однако, временное развитие брадикардии носило совершенно иной характер. Через одну минуту после введения BMY 7378 наблюдалось незначительное увеличение значения среднего кардиоинтервала. Его длительность возрастала с 155,2±7,3 мс до 168,2±5,7 мс. Через 5 минут после инъекции значение Хср возрастало 180±9,4 мс, однако это увеличение также было недостоверным. Только через 15 минут, когда значение Хср составляло 191,8±9,6 мс, оно достоверно превысило исходную величину данного показателя (р<0,05). В дальнейшем брадикардия продолжала развиваться и через 30 минут величина среднего кардиоинтервала составляла 196,7±12 мс (р<0,05). Введение селективного блокатора α1D-адренорецепторов BMY 7378 3-х недельным крысятам вызывало наименее выраженную брадикардию, по сравнению с другими изученными нами возрастными группами животных. На первой минуте эксперимента величина среднего кардиоинтервала возрастала с 125,5±4,2 мс до 129,3±0,89 мс. В дальнейшем увеличение значения Хср плавно развивалось. Через 5 минут его длительность составило 131,5±2,9 мс, а через 15 минут 138±5,8 мс. Однако достоверное увеличение длительности Хср мы зафиксировали лишь на 30 минуте эксперимента (р<0,05). Полученные результаты позволяют утверждать, что в 3-х недельном возрасте, на фоне максимальной частоты сердечных сокращений, механизмы адренергической регуляции работы сердца существенно отличаются от механизмов действующих на других этапах постнатального онтогенеза.
Селективная блокада α1D-адренорецепторов BMY 7378 приводила к урежению работы сердца и у новорожденных крысят (рис. 4). Картина развития брадикардии во времени при этом напоминала таковую у животных 3-х и 6-ти недельного возраста. То есть наблюдалось плавное, постепенное увеличение значения среднего кардиоинтервала. Интересно, что на первой минуте наблюдений величина Хср практически не менялась. Исходное значение данного показателя в данной возрастной группе животных равнялась 155,2±4,1 мс. Через минуту оно составляло 156,5±4,7 мс. В дальнейшем развитие брадикардии становилось более интенсивным. Через 5 минут после инъекции BMY 7378 величина Хср составляла 164,5±5,8 мс. Достоверным увеличение Хср становилось через 15 минут после начала эксперимента, достигая значения 174,7±6,6 мс. Далее, урежение сердцебиений продолжало нарастать и через 30 минут длительность среднего кардиоинтервала 180,7±7,9 мс (р<0,05).
Сравнительный анализ влияния селективной блокады α1-адренорецепторов и М3-холинорецепторов на сердечную деятельность крыс.
Взаимодействие катехоловых аминов с α1-адренорецепторами и ацетилхолина с М3-холинорецепторами модулирует активность одних и тех же систем вторичных посредников в кардиомиоцитах. При этом фосфолипаза С инициирует образование инозитол-3-фосфата и диацилглицирола из фосфотидилдифосфата. В результате повышается выброс Са2+ из саркоплазматического ретикулума и активируется протеинкиназа С, которая фосфорилирует различные ионные каналы. Кроме того, активация α1-адренорецепторов и М3-холинорецепторов оказывает влияние на уровень активности различных ионных токов, а также способна изменять внутриклеточную концентрацию цАМФ и работу различных транспортеров. В связи с вышесказанным весьма интересным представляется сравнительный анализ возрастных особенностей влияния блокады разных подтипов α1-адренорецепторов и М-холинорецепторов на сердечную деятельность крыс.
При избирательной блокаде М3-холинорецепторов 4-DAMP значение среднего кардиоинтервала (Хср) 20 недельных крыс достоверно снижалось на 1-й минуте эксперимента с 177,7±32,14 мс до 149,2±12,05 мс (Р<0,05). К 3 минуте после инъекции 4-DAMP наблюдаемая величина увеличивалась до 160,5±6,54 мс. К 5 минуте значение Хср возросло до 166,7±9,15 мс, а на 15 минуте после введения препарата значение среднего кардиоинтервала достигло 175,1±12,55 мс. Исследования влияния блокады М3-ХР на показатели сердечной деятельности 3-х и 6-ти недельных крыс выявили отсутствие достоверных изменений значений среднего кардиоинтервала. При избирательной блокаде М3-холинорецепторов 4-DAMP у новорожденных животных значение среднего кардиоинтервала достоверно повышалось на 1 минуте эксперимента с 241,0±12,2 мс до 332,3±59,44 мс. Далее величина Хср плавно снижалась и к 5 минуте составляло 257,0±13,74 мс. На 15 минуте после введения блокатора произошло восстановление значения среднего кардиоинтервала до 266,7±12,88 мс. Принято считать, что активация α1-адренорецепторов норадреналином и М1-, М3-холинорецепторов ацетилхолином приводит к одной и той же биохимической реакции, а именно стимулирует синтез IP3 и DAG. Исходя из этого, мы провели сравнительный анализ влияния блокады данных рецепторов на сердечный ритм крыс разного возраста. В результате экспериментов, была получена противоположная картина динамики частоты сердцебиений в возрастном аспекте. По-видимому, существенное значение в регуляции пейсмекерной активности играют сразу несколько эффекторов, определяющих в итоге возрастные особенности механизмов регуляции хронотропии сердца.
Выводы
1. Неселективная блокада α-адренорецепторов фентоламином не оказывает влияния на хронотропию сердца крыс 1-но, 3-х, 6-ти и 20-ти недельного возраста.
2. Неселективная блокада β-адренорецепторов пропранололом приводит к достоверному урежению сердечной деятельности крыс на всех этапах раннего постнатального онтогенеза. Наиболее выраженная брадикардия наблюдалась у 1-но и 20-ти недельных животных.
3. Блокада α1-адренорецепторов празозином приводит к достоверному урежению сердцебиений 20-ти недельных животных, незначительно увеличивает величину среднего кардиоинтервала у 3-х и 6-ти недельных крысят и не оказывает влияния на хронотропию сердца новорожденных животных.
4. Блокада α2-адренорецепторов йохимбином не оказывает влияния на частоту сердцебиений животных 6-ти и 20-ти недельного возраста, но вызывает урежение сердечного ритма у 1-но и 3-х недельных крысят.
5. Селективная блокада α1А-адренорецепторов препаратом WB 4101 приводит к учащению сердечной деятельности новорожденных крысят. У 3-х, 6-ти и 20-ти недельных животных блокада α1А-адренорецепторов ингибирует хронотропию сердца, причем выраженность брадикардии с возрастом увеличивается.
6. Селективная блокада α1D-адренорецепторов препаратом BMY 7378 вызывает урежение сердечной деятельности крыс всех исследованных возрастных групп.
7. Блокада α1-адренорецепторов и М3-холинорецепторов оказывает противоположное влияние на хронотропную функцию сердца крыс 1-но, 3-х, 6-ти и 20-ти недельного возраста.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. , , Х. Формирование “акцентированного антагонизма” симпато-парасимпатических регуляторных взаимодействий в сердце крыс. Нейронауки: теоретич и клин. аспекты, 2007, № 1, с.14.
2. , Х., Зефиров сердечной деятельности крыс в раннем постнатальном онтогенезе. Нейронауки: теоретич и клин. Аспекты, 2007, № 1, с.14.
3. , , Х., М3-холинорецепторы участвуют в постнатальном развитии холинергической регуляции работы сердца крыс. Бюлл. Эксп. и биол. Мед., 2007, №8, С. 135.
4. , , Х. Зиятдинова механизмов регуляции сердечной деятельности новорожденных крысят. V Всероссийская конференция с международным участием “Механизмы функционирования висцеральных систем”, С-П, 2007, с. 134
5. Х., , Зефиров особенности симпатопарасимпатических взаимодействий в сердце крыс. Четвёртая всероссийская школа-конференция по физиологии кровообращения, Москва, 2008, С. 86.
6. , , Х., Зефиров регуляция сердца новорожденных крыс. Нейронауки: теоретич и клин. аспекты, 2008, № 1, с.26-27.
7. , Х., , Зефиров блокады (If) на хронотропную и инотропную функции сердца. Нейронауки: теоретич и клин. аспекты, 2008, № 1, с.25.
8. , Х., , Зефиров α- и β-адренорецепторов в регуляции сердечной деятельности новорожденных крысят. VI Сибирский физиологический съезд, Барнаул, 2008, с. 14.
9. , , Х. Зефиров If ZD7288 изменяет хронотропную и инотропную функции сердца крыс. Тез. IХ Всеросс. конф «Физиологические механизмы адаптации растущего организма», посв. юбилею проф. ., Казань, 2008, С. 56-57.
10. , Х., , Зиятдинова и факторы модулирующие регуляцию сердечной деятельности крыс. Тез. IХ Всеросс. конф «Физиологические механизмы адаптации растущего организма», посв. юбилею проф. ., Казань, 2008, С. 53-54.
11. , , Х., Габитов карбохолина на сократимость полосок миокарда предсердий и желудочков крыс. Тез. IХ Всеросс. конф. «Физиологические механизмы адаптации растущего организма», посв. юбилею проф. ., Казань, 2008, С. 54-55.
12. Х., , Зефиров -парасимпатические регуляторных взаимодействия в сердце крыс. Тез. IХ Всеросс. конф «Физиологические механизмы адаптации растущего организма», посв. юбилею проф. ., Казань, 2008, С. 136.
13. , , Х., Зефиров токов активируемых гиперполяризацией (if) изменяет силу и частоту сердечных сокращений. Тез. Всеросс. конференции с международным участием «Механизмы нервных и нейроэндокринных регуляций», посв. 90-летию ак. , Москва, 2008, с. 63-64
14. , , Х., , Зефиров сердечной деятельности новорожденных крысят имеет свои особенности. Тез. Всеросс. конференции с международным участием «Механизмы нервных и нейроэндокринных регуляций», посв. 90-летию ак. , Москва, 2008, с. 100-101
15. Х. Особенности влияния блокады α1-адренорецепторов на сердечную деятельность новорожденных крысят. Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационные подходы к естественнонаучным исследованиям и образованию», посвященная юбилею ЕГФ. Казань, 2009, С. 11-13.
16. , , Зефиров влияния блокады If токов на сердечную деятельность в постнатальном онтогенезе. Тез. международной конференции, посвященной 65-юбилею института возрастной физиологии, Москва, 2009, С 61-62.
17. , , Х., . Особенности влияния селективной и неселективной блокады М-холинорецепторов на сердечную деятельность крыс раннего постнатального онтогенеза. Тез. VII Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 160-летию со дня рождения , Санкт-Петербург, 2009, С.170.
18. , Х., Зефиров введения пропранолола и фентоламина на сердечную деятельность крыс. Тез. сборника посвященные юбилею ФФК, Казань, 2009, С 54-55.
19. Х. Селективная блокада α1-адренорецепторов празозином имеет возрастные особенности. Тез. сборника посвященные юбилею ФФК, Казань, 2009, С 146.
