Содержание к диссертации
Введение
1. Роль околощитовидных желез и катехоламинов в ритмической организации сердечной деятельности и поведенческих реакций (обзор литературы) 11
I.L Роль околощитовидных желез в регуляции сердечной деятельности... 11
1.2. Циркадианные ритмы сердечной деятельности 14
1.3. Роль катехоламинов в деятельности сердца 17
1.4. Роль околощитовидных желез в деятельности нервной системы и временная организация нервных процессов 21
2. Материалы и методы исследования 25
2.1. Общая характеристика экспериментального материала 25
2.2. Организация светового режима 26
2.3. Моделирование дефицита и избытка паратгормона у крыс 27
2.3.1 .Моделирование дефицита паратгормона у крыс 27
2.3 2.Моделирование избытка паратгормона у крыс 28
2.4. Определение катехоламинов в ткани сердца 28
2.5. Регистрация сердечного ритма 30
2.6. Изучение поведения крыс в тесте неизбегаемой скользкой воронки...33
2.7. Методы статистической обработки результатов исследований 34
2.8. Методы математического анализа организации циркадианных ритмов 35
3. Циркадианньш ритмы содержания катехоламинов в миокарде, показателей вариационной пульсометрии и поведения при гипо- и гиперпаратиреозе в процессе адаптации к изменению режима освещения 37
3.1. Циркадианные ритмы содержания катехоламинов в миокарде 37
3.2. Циркадианные ритмы показателей вариационной пульсометрии 93
3.3. Циркадианные ритмы поведения в тесте неизбегаемой скользкой воронки 112
4 . Особенности синхронизации циркадианных ритмов содержания катехоламинов в миокарде, показателей вариационной пульсометрии и поведенческих реакций при гипо-и гиперпаратиреозе 128
Обсуждение результатов 135
Заключение 143
Выводы 146
Список литературы 148
- Циркадианные ритмы сердечной деятельности
- Роль катехоламинов в деятельности сердца
- Определение катехоламинов в ткани сердца
- Методы математического анализа организации циркадианных ритмов
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Как известно, система кровообращения является универсальным индикатором адаптационных процессов организма. При этом околосуточные ритмы сердечно-сосудистой системы представляют наиболее яркий пример циклических колебаний адаптационных изменений в организме, а строгая ритмичность работы сердца является главным признаком его нормального состояния (Агаджанян Н.А. и соавт., 1998). Однако сердечная деятельность, как и остальные физиологические функции организма, обладает еще и околосуточной периодичностью (Агаджанян Н.А. и соавт., 1998; Радыш И.В., 1987; 1998). Установлено, что временная структура кардиоритма характеризует состояние нейрогум оральной регуляции и защитно-приспособительных возможностей организма (Агаджанян Н.А. и соавт., 2005).
Изучению влияния различных факторов внешней среды на содержание катехоламинов в миокарде в течение ряда десятилетий уделяется значительное внимание. Характерной особенностью катехоламинов является то, что под их воздействием увеличивается потребление кислорода сердцем. Это объясняется «прямой стимуляцией» метаболизма миокарда, то есть увеличением потребления кислорода сердцем, независимо от усиления функциональной активности (Raab W., Van Lith P., Lepeschkin E., Herrlich H. C. 1962.; Sarnoff S. J., Gilmore J. P., Weisfeldt M. L. et al. 1965). В ряде исследований (Райскипа М.Е.,1964; Чечулин Ю.С.,1975) установлено, что при высоких концентрациях катехоламинов в миокарде обнаруживаются признаки гипоксии. В этих условиях увеличение потребления кислорода миокардом не восполняется увеличением коронарного кровотока. Концентрация катехоламинов в миокарде, в частности норадреналина, отражает главным образом функциональные резервы или мощность симпатической иннервации сердца (Меерсон Ф.З., 1968; Чинкин А. С, 1992). Снижение этого показателя оценивается как существенный механизм ослабления сократительной функции сердца (Буряков И.Е., 1981). Регуляция сократительной активности миокарда гормонами или нейромедиаторами осуществляется - прямо или косвенно - через различные звенья электромеханического сопряжения и, в конечном счете, через регуляцию содержания ионов СдҐ в миоплазме (Сорокин Л.В.,1980). Нарушения обмена кальция и регулирующих его механизмов оказывают существенное влияние как на сократительную способность гладкомышечных клеток сосудов, так и на механические свойства миокарда (Мерзон К.А., 1985; Pang Р.К.Т. et al., 1994; Bukoski R.D. et al., 1995).
Изменяющееся в суточном ритме функциональное состояние сердечнососудистой системы (ССС), колебания ее устойчивости к разного рода внешним воздействиям может обусловливать суточный ритм развития и ряда патологических состояний. Нарушения со стороны ССС сопровождаются изменением активности симпатоадреналовой системы с колебаниями содержания катехоламинов в сердечной мышце. В связи с этим также возникает вопрос, в какой мере взаимосвязаны между собой уровень катехоламинов в миокарде, вариационная пульсометрия и поведенческие реакции.
Однако возможные сдвиги в содержании катехоламинов в сердечной мышце, их взаимосвязь с показателями вариационной пульсометрии и поведенческих реакций при нарушении обмена кальция практически не обсуждаются. Вместе с тем это важно, поскольку нарушения обмена кальция, уровень катехоламинов в миокарде играют ведущую роль в возникновении и развитии сердечных заболеваний и повреждений сердца. Поведение же в условиях меняющихся взаимоотношений организма с внешней средой - есть проявление активности внешнего контура регуляции в сложных системах, обеспечивающих субстратное и функциональное постоянство и целостность организма, зависит от состояния не только нервной системы (Белошенков В.В., 1984; Самойлов МО., 1999), но и медиаторного обмена (Баблоян Р.С., Ерицян Л.Н., Авакян Л.А., Бурштейн Г.Е.,1988), кальциевого обмена (Козловский В.Л., 1995; Куликова О.Г., Рейхардт Б.А., Сапронов Н.С., 1997; Скребицкий В.Г., Чепкова А.Н., 1999; Джандарова Т.И., 2003).
Для выяснения этого вопроса в эксперименте были изучены особенности организации и перестройки ритмов содержания катехоламинов в различных участках миокарда, показателей вариационной пульсометрии и поведенческих реакций в процессе адаптации к измененному режиму освещения в условиях экспериментального нарушения функции ОЩЖ.
Цель работы - изучить особенности организации, перестройки и синхронизации циркадианных ритмов содержания катехоламинов в миокарде, вариационной пульсометрии и поведенческих реакций в процессе адаптации к изменению режима освещения в условиях экспериментальных гипо- и гиперпаратиреоза.
В соответствии с этим были определены следующие задачи:
1. Выявить влияние гипо- и гиперпаратиреоза на организацию и перестройку циркадианных ритмов содержания катехоламинов в миокарде предсердий и желудочков в условиях обычного и измененного светового режима.
Изучить влияние дисфункции околощитовидных желез на организацию и перестройку циркадианных ритмов показателей вариационной пульсометрии в процессе адаптации к измененному режиму освещения.
Выявить влияние гипо- и гиперпаратиреоза на циркадианные ритмы поведения в тесте неизбегаемой скользкой воронки в условиях обычного и измененного режима освещения.
Исследовать степень синхронизации циркадианных ритмов содержания катехоламинов в миокарде предсердий и желудочков, показателей вариационной пульсометрии и поведенческих реакций между собой и с режимом освещения у крыс с экспериментальными гипо- и гиперпаратиреозом при обычном и смещенном световом режиме.
Научная новизна. В эксперименте на крысах впервые установлено, что гипо- и гиперпаратиреоз сопровождаются изменением уровня катехоламинов в миокарде предсердий и желудочков сердца, нарушением организации их циркадианных ритмов при обычном световом режиме и адаптивной перестройки после смещения режима освещения.
Получен новый фактический материал, показывающий нарушение взаимосвязи содержания катехоламинов в миокарде с показателями вариационной пульсометрии и поведенческими реакциями уже в условиях обычного светового режима. В новых условиях среды связь циркадианных ритмов исследуемых показателей значительно отдаляется друг от друга.
Установлено, что нарушение функции ОЩЖ сопровождается возникновением внешнего и внутреннего десинхроноза, о чем свидетельствует существенное изменение синхронизации циркадианных ритмов содержания катехоламинов в различных отделах миокарда, показателей вариационной пульсометрии, поведенческих реакций между собой и со световым датчиком времени как при обычном световом режиме, так и после его смещения.
Научно-практическая значимость. Результаты исследований углубляют и дополняют представления об особенностях механизмов взаимодействия сердечно-сосудистой, эндокринной и нервной систем, обеспечивающих функциональное единство организма в процессе адаптации к изменяющимся условиям среды и о роли ОЩЖ в ритмической организации функций в организме человека и животных. Результаты экспериментальных исследований указывают на возникновение стойких нарушений в содержании катехоламинов в различных участках миокарда, организации их циркадианных ритмов при обычном световом режиме и их адаптивной перестройки после смещения режима освещения в соответствии с новыми условиями среды. Выявленные нарушения тесно связаны с показателями сердечного ритма, поведенческих реакций и влекут за собой значительные изменения в структуре их циркадианных ритмов.
Полученные данные представляют интерес с позиции охраны здоровья, учитывая огромную роль ионов кальция, гормонов и неиромедиаторов в сократительной деятельности миокарда, для функционирования центральных и периферических механизмов регуляции системы кровообращения.
Кроме того, практическая значимость определяется и тем, что частота заболеваний сердечно-сосудистой системы, ОЩЖ является медицинской проблемой, затрагивающей людей всех возрастных групп.
Результаты исследования нашли применение в учебном процессе на кафедре анатомии, физиологии и гигиены человека Ставропольского государственного университета, на кафедре биологии и географии Московского государственного открытого педагогического университета им. М.А.Шолохова. Они включены в программу спецкурса «Биоритмы и их адаптивное значение», в магистерскую программу курса «Общие закономерности адаптации человека» и нашли отражение в курсах лекций по физиологии человека и животных, в дисциплинах специализации «Физиология человека и животных». Положения, выносимые на защиту
В условиях экспериментальных гипо- и гиперпаратиреоза происходят существенные изменения в содержании катехоламинов в миокарде всех участков сердца, нарушается организация их циркадианных ритмов при обычном световом режиме, а после смещения режима освещения нарушается их реорганизация в соответствии с новым режимом освещения.
Гипо- и гиперпаратиреоз и вызванные ими гипо- и гиперкальциемия приводят к нарушению циркадианных ритмов показателей вариационной пульсометрии и поведенческих реакций при обычном световом режиме, а после смещения режима освещения нарушают процессы реорганизации биологических ритмов в соответствии с новым свето-темновым циклом.
Нарушение функции ОЩЖ сопровождается возникновением внешнего и внутреннего десинхроноза, на что указывает существенное изменение синхронизации циркадианных ритмов содержания катехоламинов в различных отделах миокарда, показателей вариационной пульсометрии, поведенческих реакций между собой и со световым датчиком времени как при обычном световом режиме, так и после его смещения.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на внутривузовских научно-практических конференциях (Ставрополь, 2003-2006), XI Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2003), II Международном симпозиуме «Проблемы ритмов в естествознаниии» (Москва, 2004), VII Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2004), VII Международной конференции «Циклы» (Ставрополь, 2005), межрегиональной конференции «Физиологические проблемы адаптации» (Ставрополь, 2003).
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух глав с изложением результатов исследования, обсуждения собственных результатов, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 137 отечественных и 27 иностранных источника. Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц и 54 рисунка.
Циркадианные ритмы сердечной деятельности
Необходимо отметить, что строгая ритмичность работы сердца является главным признаком его нормального состояния. Однако сердечная деятельность, как и остальные физиологические функции организма, обладает еще и околосуточной периодичностью. По данным Н.А.Агаджаняна и соавт. (1998), И.В.Радыша (1987,1998), полученным при обследовании практически здоровых лиц обоего пола в возрасте 18-46 лет, акрофазы ЧСС внутри группы, как правило, распределяются в интервале с 12 до 20 часов, а батифазы - в интервале с 02 до 06 часов. При этом суточная амплитуда ЧСС наблюдалась в пределах от 9 до 24 ударов в 1 мин.
По мнению Р.М.Заславской (1991), у 96,4% наблюдается дневной тип околосуточного ритма ЧСС. Дневным называли тот тип ритма, который характеризовался регистрацией акрофазы в периоде активного бодрствования с 07 до 22 часов. Ночной тип суточного ритма отличался акрофазами в периоде покоя и ночного сна - с 22 до 07 часов.
Некоторые авторы наблюдали еще один тип околосуточной кривой ЧСС, отмеченный двумя максимумами: в 12 и 18 часов, справедливо оцениваемый как вариант нормы (Березкин М.В., 2000). Суточная кривая с двумя максимумами получила название бигеминуса. Известно, что пики бигеминуса могут приходиться на разные часы дня, поэтому на среднегрупповых кривых бигеминус может нивелироваться, и в этом случае создается ложное впечатление об отсутствии феномена двугорбости. Причины возникновения бигеминуса до сих пор не ясны. По-видимому, это связано с наличием 12-часовой компоненты в циркадианном ритме. Установлена зависимость акрофазы циркадианного ритма пульса от позы, активности, диеты. Так, в положении лежа на спине, околосуточный ритм ЧСС имеет акрофазу в 14 часов 30 минут. Ряд авторов, проводивших исследования в разных географических широтах с людьми различного образа жизни, употребляющими разнообразную пищу, указывают на синхронность акрофаз ЧСС в интервале времени с 14 до 18 часов (Reinberg A.et al., 1974; Clench F.et al., 1980). Хотя положение тела и прием пищи влияют па вариабельность сердечного ритма, но они не объясняют ритмичность как таковую. При этом М. Kleitman (1953) считает, что циркадианная периодичность сократительной деятельности сердца - не эндогенного происхождения и обусловлена образом жизни и уровнем активности человека. Автором показано, что в течение суток меняется не только частота пульса, но и реактивность сердечно-сосудистой системы - в ночные часы реакция на рабочую нагрузку оказывается ниже, чем в дневные часы. При этом наибольшие значения амплитуды циркадианного ритма ЧСС наблюдаются при высоком уровне психоэмоциональной и физической нагрузки.
У здоровых людей особенности показателей фазовой структуры систолы левого желудочка свидетельствуют о наиболее экономной работе сердца в вечернее и ночное время и наименее производительной - в дневное.
По мнению И.Е.Оранского (1977), фаза асинхронного сокращения, тесно связанная с процессами биохимизма в миокарде, дважды увеличивалась на протяжении суток в 16 и 24 часа. Такое увеличение фазы асинхронного сокращения в ночные часы он связывает со снижением интенсивности биохимических процессов в миокарде. При этом выявлена высокая корреляция в утренние и послеполуденные часы между длительностью фазы изометрического сокращения и систолическим объемом, что указывает на зависимость скорости сокращения миокарда желудочков от венозного возврата. В остальное время суток корреляционная связь уменьшалась вплоть до полного исчезновения. Как полагает автор, в вечернее и ночное время изометрия левого желудочка регулируется многими факторами и подчиняется не только закону Франка-Старлинга.
По данным Р.М.Заславской (1979), длительность асинхронного сокращения левого желудочка, механическая систола, внутрисистолический показатель и индекс напряжения миокарда на протяжении суток изменяются мало, а фаза изометрического сокращения укорачивается в полдень и удлиняется в 02 часа ночи.
Установлено, что временная структура кардиоритма характеризует состояние нейрогуморальной регуляции и защитно-приспособительных возможностей организма. Так, по данным Н.А.Агаджаняна и соавт. (2005), полученным при обследовании практически здоровых мужчин в возрасте 18-28 лет, акрофазы показателей ритмокардиограммы: мода (Мо) и вариационный размах динамического ряда R-R интервалов (DX) приходятся на ночное время, а амплитуда моды (АМо), индекс напряжения (ИН) - на дневные часы суток. Эти изменения указывали на повышение влияния центральных звеньев регуляции ритма сердца днем и уменьшение их активности ночью с преобладающим действием авторегулируюшего контура управления.
Изучение хроноструктуры показателей сердечного цикла позволило установить циркадианные ритмы периода изгнания и напряжения левого желудочка с акрофазой в 01-05 часов ночи, а также индекса сократительной способности миокарда в дневные часы суток. Продолжительность асинхронного и изометрического сокращения увеличивалась в ночные часы по сравнению с дневными (Оранский И.Е., 1977; Радыш И.В., 1998). Длительность периода изгнания зависит от многих переменных, в том числе от частоты сердечных сокращений, величины систолического объема сердца и диастолического давления. Однако эти связи непостоянны и во многом зависят от времени суток. Акрофазы околосуточного ритма механической систолы и диастолы наблюдаются в ночные часы. При этом динамика длительности периода напряжения и его компонентов в отличие от периода изгнания не обнаружила прямой зависимости от длительности интервалов R-R. Удлинение периода напряжения за счет фазы изометрического и в меньшей степени асинхронного сокращения рассматривается как следствие повышения тонуса блуждающих нервов и преобладания холинергических влияний.
У здоровых людей выявлены околосуточные колебания длительности интервалов и высоты зубцов электрокардиограммы (ЭКГ). Так, акрофазы циркадианного ритма интервалов QRS, PQ, QRST наблюдаются в ночные часы. Высота зубца R имеет два пика: в 16 и 24 часа, а Т- только один - в 20 часов. Интервалы QT ночью значительно длиннее, чем днем. Сегмент ST днем поднимается над изоэлектрической линией, ночью нет. Во время ночного сна наблюдается уменьшение высоты зубцов Р и Т. Ночное вынужденное бодрствование не меняет общего характера околосуточных колебаний показателей электрокардиограммы (Агаджанян НА. и соавт., 2005).
Роль катехоламинов в деятельности сердца
Изучению влияния различных факторов внешней среды на содержание катехоламинов в миокарде в течение ряда десятилетий уделяется значительное внимание. Концентрация катехоламинов в миокарде, в частности норадренапина, отражает главным образом функциональные резервы или мощность симпатической иннервации сердца (Меерсон Ф.З., 1968; Чинкин А. С, 1992), и снижение этого показателя оценивается как существенный механизм ослабления сократительной функции сердца (Буряков И.Е., 1981). Регуляция сократительной активности миокарда гормонами или пеиромедиаторами осуществляется - прямо или косвенно - через различные звенья электромеханического сопряжения и в конечном счете через регуляцию содержания ионов Са++ в миоплазме (Сорокин Л.В.,1980). Следует отметить, что адренореактивность сердца в значительной мере определяется именно накоплением или истощением в нем катехоламинов (Манухин Б.Н., Мухаммедов А.Р., 1980).
Характерной особенностью катехоламинов является то, что под их воздействием увеличивается потребление кислорода сердцем. Это объясняется «прямой стимуляцией» метаболизма миокарда, то есть увеличением потребления кислорода сердцем, независимо от усиления функциональной активности (Raab W., Van Lith P., Lepeschkin E., Herrlich H. C. 1962.; Sarnoff S. J., Gilmore J. P., Weisfeldt M. L, et al. 1965).B ряде исследований (Райскина M,E.,1964; Чечулин Ю.С.,1975) установлено, что при высоких концентрациях катехоламинов в миокарде обнаруживаются признаки гипоксии. В этих условиях увеличение потребления кислорода миокардом не восполняется увеличением коронарного кровотока.
В настоящее время хорошо известно, что источником норадреналина в сердце высших животных служат симпатические постганглионарные волокна, тогда как адреналин имеет надпочечниковое происхождение и доставляется в миокард циркулирующей кровью. В связи с этим в сердце, имеющем богатую симпатическую иннервацию (Меерсон Ф.З., 1968; Крохина Е.М., 1973), катехоламины представлены главным образом норадреналином, которому и принадлежит определяющая роль в адренергической регуляции сердца (Киселева З.М., 1988), тогда как адреналин обнаруживается там не всегда (Заводская И.С, Морева Е.В., Новикова НА, 1977) и, по мнению ряда исследователей (Меерсон Ф.З., 1968; Крохина Е.М., 1973), в норме не является обязательным компонентом катехоламинового фонда миокарда. Однако авторы многих работ приходят к выводу, что в сердце экспериментальных животных и человека адреналин все же имеется, хотя в норме составляет в среднем не более 20% от общего количества катехоламинов в сердце (Заводская И.С., Морева Е.В., Новикова Н.А., 1977; Чинкин А. С, 1977; Киселева З.М., Быковская К.Н., Амирбегишвили Т.В., 1987).
Ульянинский Л.С, Урманчеева Т.Г. и соавт. (1981) показывают, что концентрация адреналина в миокарде при выраженном эмоциональном стрессе значительно увеличивается, хотя в крови уровень адреналина в десятки раз ниже, чем это необходимо для накопления неметаболизированных катехоламинов в экстранейрональных областях миокарда. Кроме того, известно, что в отличие от быстро метаболизируемых экстранейронально локализованных катехоламинов (Авакян О.М., 1977), адреналин миокарда достаточно стоек - время полуразрушения аккумулированного миокардом адреналина составляет 4 ч (Rand М. J., Majewski Н., Tung L.-H., 1983).
Следует отметить, что содержание адреналина в миокарде при многих жизненных ситуациях и экспериментальных условиях подвержено существенным изменениям, направленность которых не всегда совпадает со сдвигами в содержании норадреналина. В частности, у больных, умерших от инфаркта миокарда и сердечной недостаточности, имело место относительное (по сравнению с норадреналином) и абсолютное увеличение адреналина в миокарде (Рааб В., 1959).
Существенное снижение уровня норадреналина в миокарде и повышение в нем уровня адреналина отмечают также при экспериментальном инфаркте миокарда, внезапной сердечной смерти (Киселева З.М., 1988), кардиомиопатии (Киселева З.М. и соавт., 1987), эмоциональном стрессе (Ульянинский Л.С, Урманчеева Т.Г, и соавт., 1981), предельных по длительности физических нагрузках (Малышева В.А., Матлина Э.Ш., 1971; Чинкин А.С, 1977), дистрофии миокарда (Буряков И.Е., 1974). Эти данные позволяют, прежде всего, заключить, что благоприятными для сердца являются такие воздействия, в результате которых концентрация адреналина в миокарде снижается, а концентрация норадреналина несколько возрастает. Увеличение в миокарде уровня адреналина и уменьшение уровня норадреналина свидетельствуют о неблагоприятных изменениях функционального состояния сердца, о снижении его адаптационных возможностей, а также вызывают различные нарушения его работы (Чинкин А.С., 1992). К такому выводу приходят и другие исследователи (Киселева З.М., 1988), выдвигая при этом гипотезу, согласно которой отношение адреналин/норадреналин в миокарде представляет собой важную физиологическую константу. Согласно существующему представлению (Заводская И.С, Морева Е.В., Новикова Н.А., 1977; Швецов И.М., Бобкова В.М., Родина Л.И., Киселева З.М., 1982), увеличение в ткани миокарда уровня_адреналина и уменьшение в ней запасов норадреналина является следствием активации симпатоадреналовой системы - усиленный выброс норадреналина приводит к нарушению равновесия между расходованием и ресинтезом медиатора, а повышение в крови уровня адреналина способствует захвату гормона миокардом в возросших количествах. Следовательно, токсическое действие адреналина по отношению к сердечной мышце при этом вполне вероятно,
Важную физиологическую константу составляют и взаимоотношения между адреналином, норадреналином, дофамином и ДОФА. Так, увеличение величины коэффициентов А/ДОФА и НА/ ДОФА указывают на наибольшую активацию хромаффинного и симпатического отделов. Снижение же величины коэффициента Дофамин/ДОФА говорит о том, что дофамин переходит в адреналин и норадреналин более интенсивно, чем сам синтезируется из ДОФА; без достаточно высокой экскреции дофамина не может быть достигнут высокий уровень выделения с мочой адреналина и норадреналина. Увеличение величины коэффициента А+НА/Д+ДА отражает наибольшую активацию хромаффинного и симпатического отделов симпатоадреналовой системы, чем биосинтез дофамина и ДОФА. В то же время снижение величины и динамики коэффициента НА/А указывает о большей активации адреналового отдела, чем симпатического. Усиление экскреции катехоламинов, особенно экскреции адреналина и норадреналина, способствует увеличению минутного объема сердца, мобилизации гликогенного резерва печени и гипергликемии, липолиза и увеличению притока кислорода и субстратов окисления к тканям (Авакян О.М., 1977; АжипаА.Г., 1981; BacerP.F.,RincT.G., 1985).
Дофамин, являющийся предшественником норадреналина в организме, значительно увеличивает силу и, в меньшей степени, частоту сердечных сокращений путем стимуляции ргадренорецепторов, повышает систолическое АД за счет стимуляции at-адренорецепторов. Влияние дофамина на адренорецепторы связано с его способностью высвобождать норадреналин из окончаний симпатических волокон. Дофамин увеличивает потребность миокарда в кислороде. Однако при этом наблюдается возрастание коронарного кровотока, обеспечивающее повышенную доставку кислорода к миокарду (Потемкин В.В., 1999).
Определение катехоламинов в ткани сердца
Сущность метода моделирования избытка ПТГ в организме экспериментальных животных заключалась в трансплантации крысам-реципиентам под кожу шеи 3-х пар ОЩЖ от 3-х крыс-доноров. Трансплантацию ОЩЖ проводили следующим образом. На первом этапе готовили крыс-доноров. Эти животные были одного пола, возраста и примерно одного веса с крысой-реципиентом. Донорам под эфирным наркозом делали разрез кожи в области передней поверхности шеи длиной 2-3 см. Затем тупым способом раздвигали мышцы, делая доступной ОЩЖ. В этом состоянии крысу-донора помещали под воронку, продолжая эфирный наркоз. Подобным образом готовили и двух других крыс-доноров.
На втором этапе трансплантации готовили крысу-реципиента. Для этого животное, находящееся под эфирным наркозом, фиксировали на спине на хирургическом столике. Спереди в области шеи делали разрез кожи длиной 1-1,5 см. Затем глазным скальпелем делали в подкожной клетчатке 6 неглубоких надрезов, которые служили своего рода ячейками для трансплантируемых ОЩЖ.
На третьем этапе у крыс-доноров быстро отсекали ОЩЖ и помещали их в подготовленные разрезы у крысы-реципиента. Разрез кожи реципиента ушивали хирургическим шелком и обрабатывали йодом. В последующие дни ежедневно проворили ревизию операционной раны. Полное заживление рапы наблюдалось через 7-8 дней. Трансплантированные железы хорошо приживаются (Fujii et. al., 1988). Данная модель избытка ПТГ у крыс позволяет обеспечить круглосуточное повышенное содержание его в крови, причем за счет естественного крысиного ПТГ. Крыс брали в опыт спустя 14 дней после трансплантации ОЩЖ. 2.4. Определение катехоламинов в ткани сердца Параллельное определение содержания различных биогенных аминов, в первую очередь катехоламинов, позволяет более детально изучать нейрохимические нарушения, возникающие при развитии патологических состояний. Для определения катехоламииов в ткани сердца соответствующие структуры выделяли и немедленно замораживали. Уровень норадреналина и дофамина в ткани сердца определяли флюориметрическим методом (Матлина Э.Ш., 1964; Коган Б.М., Нечаев Н.В., 1979). Данные, полученные нами флюориметрическим методом на контрольных животных полностью согласуются с результатами исследований других авторов, установленных при использовании метода жидкостной хроматографии высокого разрешения с электрохимической детекцией (Шурлыгина А.В., Труфакин В.А., Гущин Г.В., Корнем Е.А., 1999). Для одновременного определения норадреналина и дофамина 300 мг ткани сердца (если навеска ткани меньше, то объем доводят добавлением дистиллированной воды) гомогенизируют в 3 мл н-бутанола. Эта стадия, как и все последующие, должна быть проведена при 0С. Гомогенат центрифугируют при 10000 об/мин в течение 15 минут при 0С. 2,5 мл н-бутанола переносят в другую колбу, содержащую 5 мл гептана и 0,5 мл 1% раствора цистеина солянокислого, приготовленного на 0,1Н растворе соляной кислоты. После встряхивания (5 мин) и центрифугирования (1500 об/мин, 5 мин, 0С) по 0,1 мл неорганической фазы отбирают в две пробирки. В первой пробирке проводят прямое окисление (опытная проба), во второй (контрольной) — обратное. Прямое окисление. К 0,1 мл водной фазы добавляют 0,15 мл ЭДТА буфера (рН 6,9), затем 0,05 мл 0ДМ йода, точно через 2 минуты вносят 0,1 мл раствора щелочного сульфита и далее через 2 минуты - 0,15 мл 5Н раствора уксусной кислоты. Обратное окисление. К 0,1 мл водной фазы прибавляют 0,15 мл ЭДТА буфера (рН 6,9), далее 0,1 мл раствора щелочного сульфита, через 2 минуты -0,15 мл 5Н раствора уксусной кислоты и через 2 минуты 0,05 мл 0,1М йода. Пробирки помещают в кипящую водяную баню на 6 минут, затем охлаждают на льду. Флуоресценцию производили на флюориметре «Квант». зо Флуоресценция норадреналина измеряется при волне возбуждения 380 нм и флуоресценции 478 нм; дофамина - при 330 нм и 420 нм соответственно. Интенсивность флуоресценции исследуемых веществ вычисляли по разности флуоресценции опытной и контрольной проб. Дальнейший расчет содержания катехоламинов в ткани сердца производили путем составления пропорций. Для перевода данных в международную систему единиц наномоль/л необходимо полученный результат в мкг/л умножить на коэффициент пересчета для адреналина - 5,458; норадреналина - 5,91. Высокая специфичность представленного метода основана на том, что определение дофамина и норадреналина проводится по индивидуальным спектрам возбуждения и флуоресценции их флюорофоров (Матлина Э.Ш., 1964; Коган Б.М., Нечаев Н.В., 1979).
Методы математического анализа организации циркадианных ритмов
Для статистического расчета амплитуды и акрофазы циркадианного ритма выполняли косинор-анализ, который является международным, общепризнанным методом унифицированного исследования биологических ритмов. По мнению ряда исследователей, данный метод не исключает необходимости применения других способов обработки материала (Деряпа Н.Р., Мошкин Н.П., Росный B.C., 1985; Чиркова Э.Н., Егоров В.А., Никитин Ю.М., 1990; Обрезков Г.В. и соавт., 1991; Карп В.П., КатинасГ.С, 1997).
Расчеты выполняли на персональном компьютере IBM PENTIUM по программе, разработанной в соответствии с алгоритмом процедуры косинор-анализа (Емельянов И.П., 1976, 1986; Карп Г.С., 1989) программистом Батуриным М.В.
При таком методе статистической обработки данных точечные оценки параметров ритмики всех индивидуумов, входящих в группу, образуют рой. При однородности группы и при наличии лишь случайной вариабельности можно считать точки нормально распределенными относительно общего (группового) центра. Соотношения амплитуды и акрофазы представляются в форме эллипса ошибок или доверительного эллипса. Обычно учитывают два параметра - отклонение и фазу, а при синусоидальной модели - синусную и косинусную компоненты колебания. Это позволяет рассчитать параметры доверительных эллипсов: координаты центра, угол наклона длинной полуоси, величину полуосей, координаты точек контура, внутри которого находится с заданной вероятностью определенная доля точек роя (доверительные границы эллипса).
На основании этих данных вычисляют расстояние от центра эллипса до центра координат, что соответствует амплитуде (или отклонению) группового ритма; углы наклона касательных, проведенных из центра координат к контуру эллипса, что соответствует погрешности фазы, и длину полудиаметра эллипса на линии центров, что соответствует погрешности амплитуды, В случае если доверительный эллипс перекрывает центр координат, наличие ритма при заданном уровне значимости недостоверно.
Степень взаимного перекрывания двух эллипсов позволяет наглядно судить о достоверности различия между двумя ритмическими процессами. циркадианные ритмы содержания катехоламинов в миокарде, показателей вариационной пульсометрии и поведения при гипо- и гиперпаратиреозе в процессе адаптации к изменению режима освещения Ритм сердечной деятельности является универсальной оперативной реакцией целостного организма на любое воздействие внешней среды.
Для того чтобы судить о ходе приспособительных реакций, о процессе адаптации кровообращения и организма в целом к изменяющимся условиям существования, необходимо исследование колебаний сердечного ритма, содержания катехоламинов в миокарде и поведенческих реакций как одного из критериев адаптационных возможностей организма. Изменяющееся в суточном ритме функциональное состояние сердечнососудистой системы (ССС), колебания ее устойчивости к разного рода внешним воздействиям обусловливают суточный ритм развития ряда патологических состояний.
Нарушения обмена кальция в организме могут сопровождаться изменением активности симпатоадреналовой системы и колебаниями содержания катехоламинов в сердечной мышце. В связи с этим представлялось важным исследование динамики содержания адреналина и норадреналина в миокарде в условиях экспериментального гиперпаратиреоза. В настоящей главе приводятся результаты исследований циркадианных ритмов содержания адреналина и норадреналина в разных участках миокарда и их перестройки при изменении режима освещения у крыс с экспериментальным гиперпаратиреозом.
