Содержание к диссертации
Введение
Глава I Обзор литературы 13
1.1 Половые особенности кардиоваскулярной стресс-реактивности 13
1.2 Половые особенности симпатической и парасимпатической активности в норме и при стрессе 18
1.3 Действие половыох гормонов на сердечно-сосудистую систему 25
1.4 Влияние половых гормонов на процессы половой дифферен-цировки мозга и половое поведение 33
1.5 Методы оценки состояния сердечно-сосудистой системы при стрессах 38
Глава II. Материалы и методы исследований 48
Глава III. Результаты исследований 53
3.1. Роль половых гормонов в регуляции активности ССС в условиях покоя и стресса у самок и самцов белых крыс, изученная с помощью физиологических параметров и нормированной энтропии 53
3.1.1 Половые особенности кардиоваскулярной активности в условиях покоя и стресса у белых крыс линии Sprague-Dawley 53
3.1.2, Влияние кастрации самок и самцов белых крыс линии Sprague-Dawley на кардиоваскулярную активность в условиях покоя и стресса 58
3.1.3. Половые особенности чувствительности сердечно-сосудистой системы к блокаде
холинергических влияний у нормальных и стрессированных крыс линии Sprague-Dawley 68
3.1.4. Влияние кастрации самок и самцов крыс линии Sprague-Dawley па чувствительность ССС к блокаде холинергических влияний в условиях покоя и стресса 77
3.1.5 Влияние неонатальной андрогенизации на активность сердечно-сосудистой системы взрослых самок беспородных крыс в условиях покоя и при стрессе 92
3.2 Влияние пола и уровня личностной тревожности на изменения сердечной деятельности у юношей и девушек при экзаменационном стрессе, изученное с помощью физиологических и математических подходов 103
3.2.1 Влияние уровня личностной тревожности на изменения кардиогемодинамических параметров и показателей вегетативной регуляции сердца у девушек и юношей при экзаменационном стрессе 103
3.2.2.Половые особенности кардиоваскулярной чувствительности ССС и вегетативной регуляции при экзаменационном стрессе у девушек и юношей с различным уровнем личностной тревожности 112
Глава IV. Обсуждение результатов исследования 122
Выводы 139
Список литературы 142
- Половые особенности симпатической и парасимпатической активности в норме и при стрессе
- Влияние половых гормонов на процессы половой дифферен-цировки мозга и половое поведение
- Половые особенности кардиоваскулярной активности в условиях покоя и стресса у белых крыс линии Sprague-Dawley
- Влияние кастрации самок и самцов крыс линии Sprague-Dawley па чувствительность ССС к блокаде холинергических влияний в условиях покоя и стресса
Введение к работе
Актуальность проблемы Согласно данным эпидемиологических исследований, мужчины в большей степени, чем женщины, подвержены риску возникновения так называемых «болезней цивилизации», среди которых ведущее место занимают заболевания сердечно-сосудистой системы (ССС), лидирующие среди всех причин смертности в современном обществе. Исследования, выполненные на людях (Light, Turner, 1993, Anishchenko T.G., Igosheva N.B. et al., 2001) и животных (Zukowska-Grojec, Shen, Capraro, Vaz, 1991, Анищенко Т.Г., Игошева Н.Б. с соавт., 2000) показали, что мужские особи по сравнению с женскими демонстрируют более значительные и продолжительные изменения в системе кровообращения в ситуации разнообразных стрессов, что повышает риск возникновения у них сердечнососудистых нарушений.
Решение проблемы половых различий в стресс-реактивности ССС предполагает изучение различных уровней организации стрессорных реакций, в число которых входят регуляторные механизмы кардиоваскулярнои стресс-реактивности, в частности симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы. Возможно, половые различия в активности этих отделов в значительной степени определяются влиянием половых гормонов.
Половые гормоны, обладая мощным программирующим действием на важнейшие нейромедиаторные системы в период половой дифференцировки мозга, оказывают разнообразнейшие влияния на все органы и системы взрослого организма, что должно внести свой вклад в те половые особенности кардиоваскулярнои стресс-реактивности и стресс-устойчивости, которые свойственны животным и человеку. Однако, интенсивные исследования, проводимые в этом направлении, пока не увенчались выработкой единых представлений о той роли, которую играют мужские и женские половые гормоны в реакциях ССС на неблагоприятные воздействия, о механизмах, опосредующих участие половых гормонов в регуляции ССС.
Существуют многочисленные данные о том, что чувствительность к стрессам в значительной степени определяется психофизиологическими особенностями личности (Небылицин В.Д., 1976, Хайне X., Вайс. М, 1988. Харитонова И.В., Сибилев О.П.,1996). Поэтому при исследовании причин полового диморфизма в кардиоваскулярной стресс-реактивности и стресс-устойчивости необходимо учитывать психоэмоциональные особенности организма.
Эффективное решение проблемы диагностики и лечения кардиоваскуляриых заболеваний зависит от методов исследования активности ССС. Несмотря на то, что традиционные физиологические показатели остаются основными индикаторами кардиоваскулярной активности, практика обнаруживает их недостаточность для диагностики заболеваний ССС. Поскольку известно, что ССС является открытой нелинейной системой, которая может демонстрировать нерегулярный характер колебаний (Babloyantz, 1988, Pool, 1989, Goldberger, 1991), возникли новые подходы для диагностики режимов функционирования ССС, основанные на математических подходах (статистический, спектральный, автокорреляционный и частотный анализ временных рядов ритма сердца -PC) и методах нелинейной динамики (изучение размерности, Ляпунонских показателей, энтропии и др.). Одной из характеристик режима хаотических колебаний биологических сигналов является энтропия Шеннона, нормированная на среднюю энергию системы (Климонтович Ю.Л., 1989), использование которой позволяет с позиций теории нелинейных процессов оцепить изменения степени упорядоченности сигналов электрокардиограммы (ЭКГ) и кровяного давления (КД) при различных функциональных состояниях организма. Было показано, что нормированная энтропия (Е/Н) является более чувствительным и информативным показателем в оценке активности ССС по сравнению с традиционными физиологическими параметрами - частотой сердечных сокращений (ЧСС) и КД (Anishchenko V.S., Saparin P.I., 1995, Anishchenko T.G., IgoshevaN.B. et at., 2001).
Вышеизложенное определило цели и задачи наших исследований.
Цель исследования Изучение половых особенностей кардиоваскулярнои стресс-реактивности и механизмов, лежащих в их основе. в частности, влияния вегетативных регуляторних факторов, половых гормонов, а также психофизиологических особенностей организма с применением физиологических критериев, показателей нелинейной динамики и математических характеристик сердечного ритма.
Задачи исследования
Оценить чувствительность ССС к действию эмоционально-болевого стресса у мужских и женских особей с применением гемодинамических показателей: ЧСС, среднего артериального давления (ср.АД) и нового критерия степени сложности сигналов КД-нормированной энтропии (Е/Н);
Исследовать влияние дефицита половых гормонов на кардиоваскулярную активность в условиях покоя и стресса с помощью традиционных физиологических параметров и Е/Н;
Изучить чувствительность ССС самок и самцов белых крыс к блокаде парасимпатической нервной системы атропином в условиях покоя и стресса с применением физиологических критериев и Е/Н;
Оценить влияние дефицита половых гормонов на кардиоваскулярную чувствительность самок и самцов к блокаде парасимпатической нервной системы в условиях покоя и при стрессе с применением физиологических показателей и Е/Н;
Исследовать влияние неонатальной андрогенизации самок крыс на кардиоваскулярную стресс-реактивность взрослых особей с помощью физиологических параметров и Е/Н;
Изучить с учетом уровня личностной тревожности влияние экзаменационного стресса на сердечную деятельность юношей и девушек с применением физиологических параметров и математических характеристик сердечного ритма. Научная новизна:
С использованием традиционных физиологических, математических методов и методов нелинейной динамики проведен комплексный анализ механизмов половых различий в кардиоваскулярной стресс-реактивности.
Результаты исследований на самках и самцах белых крыс, а также на людях, свидетельствуют о более благоприятном режиме функционирования ССС при ЭБС у женских особей, по сравнению с мужскими.
Впервые проведены систематические исследования влияния кастрации на кардиоваскулярную активность в условиях покоя и стресса. Показано, что как женские, так и мужские половые гормоны в покое и при стрессе оказывают на ССС модулирующее влияние, которое в значительной степени опосредуется через вегетативный уровень регуляции, в частности, холинергическую систему. При этом, как эстрогены, так и андрогены могут выступать в качестве «ограничителей» кардиоваскулярной активности в условиях покоя и при стрессе.
Новыми являются данные о влиянии половых гормонов в период половой дифференцировки мозга на формирование половых особенностей кардиоваскулярной стресс-реактивности. Было показано, что неонатальная андрогенизация самок приводила в половозрелом состоянии к изменению базальных гемодинамических уровней по сравнению с интактными самками. При этом, стрессорная реакция у самок с маскулинизированным мозгом протекала по мужскому типу как по показаниям ЧСС и ср.АД, так и по показаниям Е/Н.
В исследованиях на людях показано, что особенности реакций ССС в условиях экзаменационного стресса зависели от пола и уровня личностной тревожности. У юношей уровень личностной тревожности отражался только на динамике ЧСС, в то время как у девушек - на динамике ЧСС, САД, балансе симпатической и парасимпатической систем и вариабельности сердечного ритма.
Обнаружена высокая чувствительность и информативность Е/Н, отражающей степень упорядоченности сигналов кровяного давления, и математических характеристик сердечного ритма, применение которых позволяет оценить индивидуальные и половые особенности сложных функциональных изменений ССС при различных воздействиях, которые не всегда выявляются с помощью традиционных физиологических параметров.
Научно-практическая значимость работы
Полученные результаты дают представление о механизмах, лежащих в основе половых различий в кардиоваскулярной стресс-реактивности.
Показано, что как женские, так и мужские половые гормоны могут оказывать кардиопротективный эффект в условиях покоя и при стрессе, а их дефицит приводит к ухудшению состояния ССС и ее адаптационных способностей в условиях стресса как у женских, так и у мужских особей. Эти данные могут быть полезны для клиницистов при профилактике и лечении возрастных кардиоваскулярных нарушений посредством гормональной заместительной терапии как в женском, так и в мужском организме.
Наши исследования показали, что эстрогены в условиях покоя, а андрогены в условиях стресса усиливают отрицательные хронотропные влияния парасимпатических нервов и уменьшают сосудистый компонент в реакциях ССС на блокаду холипергических влияний в условиях покоя (самцы) и стресса (самки, самцы). Следовательно, как эстрогены, так и андрогены могут «ограничивать» кардиоваскулярную активность в условиях покоя и при стрессе через вегетативный уровень регуляции.
Показано, что половые гормоны обладают программирующим влиянием в период половой дифференцировки мозга, определяя не только характер развития половой системы, но и кардиоваскулярную чувствительность к стрессорным воздействиям. Показано, что стрессорная реакция ССС у самок с маскулинизированным в неонатальном периоде мозгом протекала по «мужскому» типу. Приведенные данные имеют фундаментальное значение и представляют общебиологический интерес для понимания природы половых особенностей стресс-реактивности и стресс-устойчивости.
Результаты исследования активности ССС и вегетативной регуляции деятельности сердца при стрессе с учётом таких психофизиологических особенностей личности как уровень личностной тревожности позволяют включить данный фактор в комплекс причин, детерминирующих половые различия кардиоваскулярной стресс-реактивности и стресс-устойчивости.
Применение нового критерия степени хаотичности сигналов кровяного давления Е/Н, математических характеристик сердечного ритма и показателей его вариабельности выявило их высокую чувствительность и информативность, что обосновывает перспективность использования данных показателей наряду с физиологическими параметрами в медицинской практике в качестве диагностических и прогностических критериев физиологических и патологических изменений в активности ССС.
Положения, выносимые на защиту
Более благоприятный у женских особей режим функционирования ССС при стрессе и более высокая скорость восстановительных процессов обусловливают более эффективную в женском организме по сравнению с мужским адаптацию к стрессорным воздействиям.
Половые гормоны играют принципиальную роль в обеспечении половых особенностей кардиоваскулярной стресс-реактивности как в период половой дифференцировки мозга (программирующие влияния), так и во взрослом состоянии (модулирующие влияния). Модулирующий эффект эстрогенов и андрогенов осуществляется через вегетативный уровень регуляции и приводят к ограничению кардиоваскулярной активности в условиях покоя и стресса у самок и самцов.
Интенсивность и продолжительность кардиоваскулярных реакций на эмоциональные стрессы зависит от психофизиологических особенностей организма. Половые различия в кардиоваскулярных реакциях на стресс могут в значительной степени детерминироваться разной в мужском и женском организме ролью эмоционального фактора в реализации стрессорной реакции. У девушек кардиоваскулярные реакции на эмоциональное напряжение носят более дифференцированный характер, определяясь психологическими особенностями личности, в частности, уровнем личностной тревожности.
Применение нормированной энтропии и математических характеристик сердечного ритма дает дополнительную информацию о тех процессах в ССС при стрессе, которые не регистрируются с помощью традиционных методов оценки ее функционального состояния.
Апробация работы
Основные результаты диссертационного исследования были доложены и обсуждены на заседаниях кафедр физиологии человека и животных. радиофизики и нелинейных процессов СГУ, II Конференции молодых ученых России с Международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины», (г, Москва, 2001), Всероссийской конференции «Нелинейные Дни в Саратове для молодых - 2000» (г.Саратов, 2000). Международной конференции «Нелинейные Дни в Саратове для молодых -2001» (г. Саратов, 2001), второй научной конференции с международным участием «Эндокринная регуляция физиологических функций в норме и патологии» (г. Новосибирск, 2002г.), Международной конференции «Synchro 2002» (г.Саратов, 2002г), XIII европейском конгрессе по гипертензии «13th European Meeting on Hypertension» (г.Милан, 2003 г).
Объем и структура работы Диссертация изложена на 166 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 3 глав, отражающих результаты собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы, включающего 97 отечественных, 153 иностранных источников. Работа иллюстрирована 33 рисунками и 8 таблицами.
Половые особенности симпатической и парасимпатической активности в норме и при стрессе
Половые особенности кардиоваскулярной чувствительности к стрессам, безусловно, обеспечиваются системными механизмами, среди которых важное место занимают вегетативные регуляториые механизмы, включающие симпатические и парасимпатические влияния на сердечно-сосудистую систему. Как известно, симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы, обеспечивая нейрогуморальную активацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) - центрального адаптивного комплекса - вместе с тем, оказывают значительное влияние па активность ССС. Вопрос о половых особенностях в балансе двух важнейших медиаторных систем - симпато-адреналовой и парасимпатической изучен недостаточно.
Устойчивость ССС к повреждающему действию стресса может в значительной степени зависеть от исходного уровня катехоламинов в мозге и от характера их обмена при стрессе.
Как показывают литературные данные, исходный уровень катехоламинов в мозге и их метаболизм при стрессе может оказывать значительное влияние на формирование индивидуальных и межлинейных различий в устойчивости ССС к стрессам. Белова Т.И. (1990) показала, что пониженный при стрессе катехоламиновый метаболизм в центральной нервной системе может являться причиной развития деструктивных нарушений кровеносных сосудов мозга за счет нарушения белкового обмена. Многочисленные исследования подтверждают наличие прямой связи между стресс-устойчивостью ССС и интенсивностью обмена катехоламинов в мозге (Судаков К.В., 1981, Маслова Л.Н., Маркель АЛ., Науменко Е.В., 1990, Горбунова В.Н, Каштанов СИ., 1990).
В опытах на гипертензивных крысах Романовой Т.П. (1990) была обнаружена положительная корреляция между устойчивостью ССС к повреждающему действию стресса и интенсивностью катехоламинового метаболизма в мозге. В отличие от нормотензивных животных, у гипертензивных крыс понижены исходные уровни катехоламинов в мозге и в меньшей степени возрастает интенсивность катехоламинового метаболизма при стрессе. В результате у гипертензивных, но не у нормотензивных крыс, при тяжелом стрессе развивается геморрагический инсульт.
Истощение функциональных резервов голубого пятна, что проявляется в снижении базального уровня адреналина в гипоталамусе и в различных отделах мозга при стрессе, приводит к различным нарушениям в сердечнососудистой деятельности в условиях психоэмоционального напряжения (Судаков К.В., 1989).
Таким образом, вышеизложенные факты свидетельствуют о том. что индивидуальные различия в устойчивости ССС к стрессорным повреждениям в значительной мере определяются резервными возможностями адренергической системы. Повышенная активность симпато-адреналовой системы в мозге и на периферии сочетается с высокой устойчивостью ССС к стресс-индуцированным повреждениям. Однако, повышенная активация симпатической системы не всегда сочетается с повышенной устойчивостью ССС к различным негативным воздействиям. Повышение содержания котехоламинов у животных при эмоциональном стрессе приводит к нарушениям сердечного ритма и возникновению артериальной гипертензии. При этом уровень адреналина в крови и миокарде значительно превышает норму (Судаков К.В., 1976). Таким образом, появление сердечных аритмий при экспериментальном эмоциональном стрессе обусловлено чрезмерной активацией симнатоадреналовых механизмов.
Возможно, что не только индивидуальные, но и половые различия в стресс-реактивности могут в значительной мере обеспечиваться за счет разной у полов активности симпато-адреналовой системы.
Как свидетельствуют многочисленные литературные данные в женском организме, по сравнению с мужским, симпатическая активность выше как в мозге, так и на периферии, в частности, в сердце. Согласно исследованиям Siddiqui, Gilmore (1988) в женском организме содержание норадреналина в разных отделах мозга (гипоталамусе, амигдале) увеличено в 3 раза. Наряду с повышенным у самок уровнем катехоламинов в мозге, активность соответствующих синтезирующих ферментов - тирозин-гидроксилазы. триптофан-гидроксилазы и дофамин-декарбоксилазы в женском организме также Bbiuie(Vaccari, Brotman et al., 1977). Vathy, Sokol, Etgen (1997) обнаружил, что у самцов адренергические нейроны гипоталамуса, преоптической области и коры в своих концевых утолщениях содержат гораздо меньше белков-транспортё рев, перемещеющих продукты распада норадреналина к пресинаптической мембране для последующего синтеза медиатора. Существуют данные, что базальные и стрессорные уровни катехоламинов в сердце и надпочечниках также выше у самок, чем у самцов (Carlsson М., Carlsson А., 1989). Из других источников известно, что плотность а-адренорецепторов в сердце у самок выше, чем у самцов (Colucci. Gimbrone et al.,1982, Morita, Latifpour, 1987).
Согласно исследованиям Zukowska-Grojec, Shen, Caprato, Vaz (1991), в покое уровень циркулирующих катехоламинов (норадреналина и эпинефрина) в плазме крови у самок в 2 раза выше, чем у самцов. При этом чувствительность неиннервируемых а-адренорецепторов в женском организме значительно ниже, чем в мужском (Hollister, Onrot et al., 1986, Freedman, Sabharwal, Desai, 1987). Известно, что повышение уровня циркулирующих катехоламинов сопровождается снижением чувствительности к ним адренорецепторов (Hollister, Onrot et al., 1986), Этот факт объясняет, почему в женском организме на фоне более значительной симпатической активности в мозге на периферии, базальные и стрессорные уровни АД ниже, чем в мужском (Zukowska-Grojec, Shen Caprato, Vaz, 1991). Однако, существуют данные о более высокой активности симпато-адреналовой системы в мужском организме, по сравнению с женским (Jones. Spraul et al., 1996). Davis, Shavers, Costa (2000) обнаружили у самцов более высокий по сравнению с самками уровень циркулирующих в крови катехоламинов. Таким образом, половые различия в стресс-реактивности и стрес-устойчивости могут в значительной мере обеспечиваться за счет разной у полов активности симпато-адреналовой системы. В силу повышенных базальных и стрессорных уровней катехоламинов в мозге и периферических структурах женские особи обладают более высокими адаптивные возможностями системы кровообращения к стрессорным воздействиям. При защитный эффект катехоламинов на ССС, реализуется посредством нервного и гормонального звеньев регуляции ССС.
По мнению некоторых авторов, более высокая активность симпатоадреналовой системы в женском организме по сравнению с мужским, в значительной степени определяется влиянием половых гормонов на адренергические структуры. Так, Zukowska-Grojec, Shen Caprato, Vaz (1991) показали, что более высокий уровень циркулирующих в крови катехоламинов у самок связан со способностью эстрогенов усиливать секрецию катехоламинов надпочечниками.
Влияние половых гормонов на процессы половой дифферен-цировки мозга и половое поведение
Современные представления о механизмах становления пола у млекопитающих основываются на признании его первичной генетической детерминации и последующего формирования специфического полового фенотипа под влиянием гормональных факторов.
Половой диморфизм отражается на нескольких уровнях: генетическом, гонадном, морфологическом, гормональном и церебральном. Исходя из концепции о многоуровневой организации пола (Васильченко Г.С, 1990) можно выделить различные нарушения его формирования на разных уровнях, что, однако, трудно представить как локальное явление, не затрагивающее других звеньев такой сложной системы, какой является пол. По современным представлениям, пол человека представляет собой многоуровневую, иерархическую систему, складывающуюся из параллельно протекающих, но во многом взаимно обусловленных процессов биологического и социального развития индивидуума. В основе формирования системы пола лежит процесс половой дифференцировки мозга (ПДМ), начинающийся в раннем эмбриональном периоде и продолжающиеся вплоть до полного созревания (Геодакян В.А., 2000).
Современные представления о механизмах становления пола у млекопитающих основываются на признании его первичной генетической детерминации и последующего формирования специфического полового фенотипа под влиянием гормональных факторов.
Инициация развития млекопитающих по мужскому или женскому типу находится под генетическим контролем, и пол зарождающегося организма определяется еще в момент слияния яйцеклетки со спрематозоидом. Формирование у плодов мужского или женского фенотипа и качеств, соответствующих генетическому полу, происходит под гормональным контролем (Шишкина Г.Т., Дыгало Н.Н., 1999).
В критический период половой дифференциации половые гомоны оказывают на развитие мозга организующий эффект (Бабичев В.Н., Ельцева Т.В., 1984), который в зависимости от вида млекопитающих имеет различную продолжительность и протекает в различное время. Например, у крыс он начинается пренатально и продолжается первые 5 -7 дней после рождения, а у человека охватывает 4-7 месяцы внутриутробного развития (Бабичев В.Н., 1987). Начало критического периода совпадает с дифференциацией клеток Л є йди га, именно в этот период отмечены различия в концентрации тестостерона в крови плодов крыс разного пола (Brinkmann, 1977). Отличительная особенность периода половой дифференцировки -высокая чувствительность ЦНС к организующему действию половых гормонов. Эти организующие эффекты осуществляются в период пре- или неонатального развития, однако проявляются, как правило, во время полового созревания и половой зрелости. В их основе лежит взаимодействие половых гормонов в клетками мишенями мозга в период половой дифференцировки. В это же время в нейронах преоптической области фиксируются предпосылки для возможности синтеза белков-рецепторов половых гормонов, которые по достижении полового созревания обеспечивают чувствительность этих нейронов к ритмическим колебаниям гормонов в крови. У млекопитающих гипоталамус исходно дифференцируется по женскому типу, у птиц-по мужскому, ациклическому {Розен В.Б., 1994).
Дифференцировка мозга по мужскому типу, проявляющаяся в регуляции продукции гонадотропинов на относительно постоянном уровне и маскулинизации полового поведения, определяется влиянием андрогенов в критический период развития. Отсутствие их способствует сохранению исходного женского типа полового поведения и освобождения гонадотропинов, что убедительно показано в опытах на андрогенизированных в неонатальном возрасте самках или кастрированных самцах (Huffman, Hendricks, 1987, Тепперман Дж., Тспперман X., 1989). Было показано, что при трансплантцации гонад новорожденных самцов крыс новорожденным самкам у взрослых самок впоследствии отсутствует эстральный цикл, хотя сохраняется высокий уровень эстрогенов, о чем свидетельствует ороговение у них влагалища (Pffeffer, 1936). Другие эксперименты свидетельствуют, что однократная инъекция андрогенов новорожденным самкам крыс между вторым и пятым днем жизни обусловливает стерильность взрослых самок; их яичники содержат множество фолликулов, но желтые тела отсутствуют. При пересадке таких яичников здоровым самкам желтые тела формируются нормально (Барраклаф, 1954). Таким образом, введенный новорожденным животным тестостерон не затрагивает функционирование яичников.
Имеются морфологические данные, подтверждающие представления о пластичности гипоталамуса новорожденных животных. Reismann, Fild (1962) показали, что у нормальных самок определенная популяция синапсов (вне миндалины) на дендритных шипиках преоптической области больше, чем у самцов. Более того оказалось, что введение андрогенов новорожденным самкам придает этой области морфологию, характерную для самцов, тогда как кастрация самцов в первые двенадцать часов после рождения приводит к развитию нейронов женского типа (Тепперман Дж., Тепперман X., 1989).
Устоявшееся представление об определяющей роли андрогенов при формировании мужского полового поведения и регуляции тонического освобождения гонадотропинов за последнее время поколебалось, в связи с обнаружением влияния на эти процессы эстрогенов (Haffcn, 1975, Резников А.Г., 1982). Предполагается, что эстрогены организуют по мужскому типу регуляцию гонадотропной функции гипофиза, в то время как андрогены необходимы в дифференцировке центров мужского полового поведения (G6tz, Pfeiffer, Rohde, Dorner, 1983). Использование синтетических эсторогенов помогло выявить чрезвычайную чувствительность развивающегося мозга: минимальные дозы, дефиминизирующие половое поведение и нарушающие циклическое освобождение гонадотропинов у неонатальных самок крыс, значительно ниже для эстрогенов, чем для андрогенов (McEwen, 1991).
Половые особенности кардиоваскулярной активности в условиях покоя и стресса у белых крыс линии Sprague-Dawley
На первой минуте ЭБС ср.АД у кастрированных самцов увеличилось на 22% (р 0,05), составив 137±6 мм.рт.ст.. У кастрированных самцов, в отличие от интактных, повышенный уровень давления поддерживался в течение ЭБС и периода релаксации. На всем протяжении стресса у кастрированных самцов отмечалась тенденция к более высокому уровню гипертензии по сравнению с интактными самцами, а после после отмены ЭБС у кастрированных самцов наблюдались достоверно более высокие значения ср.АД. Таким образом, у кастрированных самцов по сравнению с интактными самцами наблюдались более выраженные по амплитуде и продолжительности гипертнзивные ответы на ЭБС.
Рассмотрим, как изменилась Е/Н при ЭБС у кастрированных самцов. У подавляющего большинства кастрированных самцов во время ЭБС отмечались пониженные значения Е/Н (рис.5Г). Так, на 1 мин ЭБС, сопровождающейся наиболее выраженными гипертензивными реакциями, у 90% кастрированных самцов отмечались пониженные значения Е/Н, До конца ЭБС среди кастрированных самцов все еще доминировали животные с пониженными значениями Е/Н (60% от общего числа). Напомним, что у интактных самцов преобладание особей с пониженной Е/Н наблюдалось только до 30 мин стрессорного воздействия (70-90% от общего числа самцов), (рис.ЗБ). После отмены стресса у кастрированных самцов отмечалось увеличение числа животных с повышенной Е/Н и к 120 мин после начала воздействия у большинства кастрированных самцов (60% от общего количества) отмечались повышенные значения Е/Н. Следовательно, число особей с пониженной степенью сложности сигнала КД как при ЭБС, так и после его отмены у кастрированных самок и самцов было выше, чем у интактных, что, как известно, является неблагоприятным диагностическим признаком.
Таким образом, дефицит женских и мужских половых гормонов приводит к увеличению базальных уровней ЧСС, соответственно, у самок, и у самцов. При этом уровень АД у кастрированных самок, но не у самцов, в покое был выше, чем у интактных.
Согласно данным литературы, увеличение ЧСС после кастрации у самок связано с дефицитом эстрогенов, которые оказывают тормозящий эффект в отношении ЧСС (Jiang, Poole-Wilson et al., 1992, Du, Dart, Riemersma, 1994). Вопрос о влиянии андрогенов на ЧСС мало изучен. Существуют данные, что тестостерон уменьшает продолжительность потенциала действия в кардиомиоцитах, вследствие чего у кастрированных самцов реполяризация медленнее и продолжительнее, чем у интактных (Bidoggia, 2000). Эти изменения приводят к урежению сердечного ритма. В нашем исследовании, напротив, у кастрированных самцов наблюдаются более высокие значения ЧСС по сравнению с интактиыми.
Как свидетельствуют литературные данные, мужские и женские половые гормоны различно влияют на АД. Существуют данные, согласно которым, эстрогены уменьшают ОПС, систолическое и диастолическое АД (Collins, 1996), а тестостерон, в противоположность эстрогенам, способствует повышению АД и развитию гипертонии (Dart, Du, Kingwell, 2002, Lewandowski, Pruszczyk, 1996, Chen, Meng, 1991, Khaw, Вarrett-Connor, 1988, Филатова O.B., Киселев В.Д., ЭйсмонтО.В. 2000).
В условиях ЭБС как у самок, так и у самцов, кастрация снижает реактивность ССС по показаниям ЧСС, однако абсолютные значения ЧСС и ср.АД в течение ЭБС у кастрированных самок и самцов были всегда выше. чем у интактных. При этом длительность гипертензивных реакций у кастрированных самцов, но не самок была выше, чем у интактных животных.
Особей с пониженной степенью хаотичности сигнала КД как при ЭБС, так и после его отмены у кастрированных самок и самцов было больше, чем у интактных. Сведения о влиянии дефицита мужских и женских половых гормонов на стресс-реактивность и стресс-устойчивость малочисленны и носят противоречивый характер. Согласно исследованиям Марина Л.П., Гургарта Е.Н, (1978) в условиях жесткой иммобилизации, повышенной температуры более устойчивыми оказывались кастрированные животные.
Существуют данные, согласно которым при ЭБС у иитактных самок и самцов отмечается более высокая глюкокортикоидная стресс-реактивность, чем у кастрированных (Анищенко Т.Г., Шорина Л.Н., Игошева Н.Б., Глушковская -Семячкина О.В., 2000). По данным Соколова В.В., Масловой М.Н., Пивиной С. А. (1990), степень стрессированности, которую оценивали по снижению концентрации аскорбиновой кислоты в надпочечниках и повышению содержания II-ОКС в плазме у кастрированых самок и самцов была ниже по сравнению с интактными животными.
Согласно нашим данным, кастрация оказывала в целом однотипные влияния на исходные и стрессорные показатели активности ССС у самок и самцов. Увеличение после кастрации у женских и мужских особей базальных и стрессорных уровней ЧСС и уменьшение чувствительности данного показателя к ЭБС свидетельствуют, о том что уровень ЧСС в покос и при стрессе регулируется как женскими, так и мужскими половыми гормонами. Тот факт, что кастрация увеличила базальные уровни ср.АД у самок и стрессорные уровни ср.АД у самцов, позволяет предполагать, что женские половые гормоны оказывают тормозящее влияние на уровень АД в покое, а мужские -при стрессе, У кастрированных животных при ЭБС и после его отмены число особей с пониженной степенью сложности сигнала КД было выше, чем у интактных, что согласно литературным источникам является неблагоприятным диагностическим признаком. Таким образом, основываясь на собственных результатах и принимая во внимание литературные данные, можно сделать вывод, что женские и мужские половые гормоны оказывают модулирующее влияние на деятельность ССС, а их дефицит является неблагоприятным фактором, ухудшающим состояние системы кровообращения и ее адаптационные способности в условиях ЭБС как у самок, так и у самцов.
Влияние кастрации самок и самцов крыс линии Sprague-Dawley па чувствительность ССС к блокаде холинергических влияний в условиях покоя и стресса
Изменения Е/Н при ЭБС на фоне введения атропина у кастрированных и интактных самцов представлено на рис.23Б,Г соответственно.
На первых минутах ЭБС у кастрированных самцов, как у интактных, отмечалось значительное преобладание особей с пониженными значениями Е/Н (56%-80% ОТ общего числа кастрированных самцов), (рис.23Б).Однако, начиная с 10 мин воздействия, у кастрированных самцов отмечался стремительный рост числа особей с повышенной Е/Н, которое к концу ЭБС составляло 78% от общего числа особей.
После отмены стресса число животных с повышенной Е/Н у кастрированных самцов продолжало увеличиваться и к окончанию восстановительного периода достигло 90% особей. Напомним, что у интактных самцов особи с пониженной Е/Н доминировали до конца ЭБС, а значительный рост количества самцов с повышенной Е/Н отмечался только после отмены стресса (рис.23Г).
Таким образом, в условиях сочетанного воздействия ЭБС и атропина у кастрированных самцов, как у кастрированных самок Е/Н увеличивалась в большей степени и у большего числа особей по сравнению с интаткными.
Следовательно, изменения динамики Е/Н в условиях ЭБС на фоне введения атропина у кастрированных животных, по сравнению с интактными. в целом однотипные для самок и самцов, свидетельствуют о том, что как женские, так и мужские половые гормоны модулируют чувствительность Е/Н к холинергическим влияниям в условиях стресса.
Таким образом, дефицит эстрогенов снижает чувствительность хронотропной функции сердца к выключению холинергических влияний в условиях покоя и усиливает сосудистый компонент в реакциях ССС на атропин в условиях стресса.
Дефицит андрогенов снижает хронотропный эффект атропина в условиях стресса и увеличивает сосудистый компонент в реакциях на блокаду холи нерги чес кой системы как в условиях покоя, так и при стрессе. Следовательно, женские и мужские половые гормоны модулируют чувствительность ССС к нарушению вегетативного гомеостаза по сердечному и сосудистому компоненту. Эстрогены повышают чувствительность хронотропной функции сердца в условиях покоя, но уменьшают сосудистый компонент в условиях стресса. Андрогены повышают отрицательный хронотропный эффект атропина в условиях стресса и уменьшают сосудистый компонент в реакциях на блокаду холинергических влияний в условиях покоя и стресса.
Таким образом, модулирующее влияние эстрогенов и андроген ов на ССС в условиях покоя и стресса в значительной степени опосредуется через вегетативный уровень регуляции. Опыты с кастрацией позволяют сделать вывод о том. что эстрогены в условиях покоя, а андрогены в условиях стресса усиливают чувствительность ССС к отрицательным хронотропным влияниям парасимпатических нервов. Вместе с тем, как эстрогены, так и андрогены уменьшают сосудистый компонент в реакциях на блокаду холинергических влияний в условиях покоя (самцы) и стресса (самки). Следовательно, как эстрогены, так и андрогены могут выступать в качестве «ограничителей» кардиоваскулярных показателей при стрессе в условиях относительного доминирования симпатических влияний.
В целом, кастрация приводит к ухудшению состояния ССС в покое (тахикардия у самок и самцов, гипертензия у самок) и при стрессе (увеличение абсолютных значений ЧСС у самок и самцов и длительности гипертензии у самок и самцов).
Данные о влиянии женских и мужских гормонов на чувствительность к стрессу в условиях холинергической блокады очень немногочисленны и ограничиваются описанием влияния эстрогенов на холинергическую активность самок и самцов. Так, в исследованиях Dart, Du, Kingwel (2002) было показано, что внутривенное введение эстрогенов увеличивает тонус вагуса, подавляет симпатическую эфферентную активность у овариэктомированных самок и самцов крыс, а также увеличивает плотность и сродство мускариновых холинорецепторов к медиатору, следовательно, увеличивается и чувствительность к М-холинолитику атропину (Dart, Du, 2002).
Согласно литературным источникам, спонтанные изменения АД могут сглаживаться опосредуемыми вагусом изменениями сердечного ритма. При этом, у крыс симпатические влияния на сердечный ритм имеют второстепенное значение для стабилизации уровня АД (Голубинская В.О., Тарасова О.С., Боровик А.С., Родионов И.М, 1999). Таким образом, увеличение после кастрации чувствительности ср.АД к блокаде парасимпатической нервной системы у стрессированных самок и самцов свидетельствует о стабилизирующем влиянии на АД как мужских ,так и женских половых гормонов.
Изменения Е/Н, в отличие от традиционных показателей, всегда обнарулшвались как у самок, так у самцов, были разнонаправлены и более продолжительны, чем изменения ЧСС и ср.АД, и проявлялись при всех видах воздействия. Амплитуда изменений Е/Н под воздействием атропина в условиях покоя и стресса значительно превышала таковую для ЧСС и ср.АД. На основании этого можно сделать вывод, что метод нормированной энтропии обладает более высокой чувствительностью и информативностью, чем ЧСС и срАД.
Важно отметить, что при различных воздействиях после кастрации наблюдалось преобладание особей с пониженной Е/Н как у самок, так и у самцов, в отличие от интактных животных, что свидетельствует о неблагоприятном влиянии кастрации на деятельность ССС.
