Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 16
1.1. Современные представления о механизмах регуляции сердечного ритма 16
1.1.1. Общие представления о вариабельности сердечного ритма и ее физиологических основах 16
1.1.2. Механизмы формирования волн сердечного ритма 23
1.1.3. Методы анализа ВСР, особенности их применения в работе с лабораторными животными 28
1.1.4. Использование методов анализа ВСР для оценки вегетативного тонуса и состояния регуляторных систем организма 34
1.1.5. Современные представления о закономерностях возрастных изменений и половых особенностях регуляции хронотропной функции сердца и параметров ВСР 37
1.1.6. Представления о закономерностях изменения ВСР в условиях стрессовых нагрузок 44
1.2. Современные представления о физиологической роли свободнорадикальных процессов и антиоксидантов 47
1.2.1. Общие представления о свободнорадикальных процессах и активных кислородных метаболитах и их роли в патологических и физиологических процессах 47
1.2.2. Активные кислородные метаболиты как вторичные мессенджеры и регуляторы физиологических функций 51
1.2.3. Антиоксидантная защита тканей. Антиоксидантные и неантиоксидантные эффекты витамина Е 53
1.2.4. Современные представления о взаимодействиях вегетативной нервной регуляции и свободнорадикальных процессов 59
Глава 2. Материал и методы исследования 67
2.1. Общая характеристика экспериментов 67
2.2. Экспериментальные воздействия на животных 68
2.3. Методика регистрации ЭКГ и анализа ВСР 72
2.4. Методики исследования интенсивности перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты тканей 75
2.5. Определение активности холинэстеразы 76
2.6. Методы статистического анализа экспериментальных данных .77
Глава 3. Влияние наркоза и рефлекторной стимуляции симпатоадреналовых и парасимпатических влияний на вариабельность сердечного ритма крыс 78
Глава 4. Возрастные, половые, типологические особенности и стресс-индуцированные изменения регуляции сердечного ритма и параметров свободнорадикального гомеостаза нелинейных крыс 85
4.1 . Становление регуляции сердечного ритма в онтогенезе 85
4.2. Половые особенности регуляции сердечного ритма, интенсивности перекисных процессов и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс на этапах онтогенеза 92
4.3. Типологические особенности регуляции сердечного ритма нелинейных крыс 96
4.4. Особенности про- и антиоксидантной активности у половозрелых самцов и самок нелинейных крыс с различными типами регуляции сердечного ритма 108
4.5. Типологические, возрастные и половые особенности стресс-индуцированных изменений сердечного ритма и процессов свободнорадикального окисления у нелинейных крыс 111
Глава 5. Влияние периодического введения а-токоферола на регуляцию сердечного ритма и показатели свободно радикального гомеостаза нелинейных крыс 124
5.1. Возрастные и половые особенности регуляции сердечного ритма и показателей перекисного окисления липидов нелинейных крыс, получавших а-токоферол 124
5.2. Типологические особенности регуляции сердечного ритма нелинейных крыс, получавших а-токоферол 128
5.3. Особенности про- и антиоксидантной активности у половозрелых самцов и самок нелинейных крыс с различными типами регуляции ритма сердца, получавших а-токоферол 137
5.4. Типологические, возрастные и половые особенности стресс-индуцированных изменений сердечного ритма и процессов пероксидации и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс, получавших а-токоферол 140
Глава 6. Половые, возрастные особенности и стресс индуцированные изменения регуляции сердечного ритма и параметров свободнорапикального гомеостаза нелинейных крыс при блокаде и стимуляции периферических адренорецепторов 154
6.1. Влияние блокады (Зрадренорецепторов и стимуляции аг адренорецепторов на вариабельность сердечного ритма нелинейных крыс разного пола и возраста 154
6.2. Влияние блокады (Зрадренорецепторов и стимуляции аг адренррецепторов на процессы ПОЛ и антиоксидантную защиту унелинейных крыс разного пола и возраста 161
6.3. Особенности стресс-индуцированных изменений вариабельности сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс разного пола и возраста при блокаде (Зг и стимуляции агадренорецепторов 165
6.4. Особенности эффектов блокады ргадренорецепторов и стимуляции агадренорецепторов на вариабельность сердечного ритма нелинейных крыс разного пола и возраста на фоне приема а-токоферола 175
6.5. Особенности эффектов блокады (Згадренорецепторов и стимуляции аі-адренорецепторов на процессы ПОЛ и антиоксидантную защиту у нелинейных крыс разного пола и возраста на фоне приема а-токоферола 181
6.6. Влияние а-токоферола на стресс-индуцированные изменения сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс разного пола и возраста при блокаде pV адренорецепторов и стимуляции арадренорецептор 186
Глава 7. Половые, возрастные особенности и стресс индуцированные изменения регуляции сердечного ритма и параметров свободнорадикального гомеостаза нелинейных крыс при воздействии на центральные нейромедиаторные процессы 197
7.1. Влияние блокады синтеза катехоламинов и блокады обратного захвата медиаторов в ЦНС на вариабельность сердечного ритма нелинейных крыс разного пола и возраста 197
7.2. Влияние блокады синтеза катехоламинов и блокады обратного захвата медиаторов в ЦНС на процессы ПОЛ и антиоксидантную защиту у нелинейных крыс разного пола и возраста 200
7.3. Особенности стресс-индуцированных изменений регуляции сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс разного пола и возраста при блокаде синтеза катехоламинов и блокаде обратного захвата медиаторов в ЦНС 203
7.4. Особенности эффектов блокады синтеза катехоламинов и блокады обратного захвата медиаторов в ЦНС на вариабельность сердечного ритма нелинейных крыс на фоне приема а-токоферола 212
7.5. Особенности эффектов блокады синтеза катехоламинов и блокады обратного захвата медиаторов в ЦНСна процессы ПОЛ и антиоксидантную защиту у нелинейных крыс на фоне приема а-токоферола 214
7.6. Влияние а-токоферола на стресс-индуцированные изменения регуляции сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс с блокадой синтеза катехоламинов и блокадой обратного захвата медиаторов в ЦНС 217
Заключение 227
Выводы 264
Указатель литературы 268
- Общие представления о вариабельности сердечного ритма и ее физиологических основах
- Становление регуляции сердечного ритма в онтогенезе
- Особенности стресс-индуцированных изменений вариабельности сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс разного пола и возраста при блокаде (Зг и стимуляции агадренорецепторов
- Влияние а-токоферола на стресс-индуцированные изменения регуляции сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс с блокадой синтеза катехоламинов и блокадой обратного захвата медиаторов в ЦНС
Введение к работе
Актуальность темы. Живой организм является открытой системой, обменивающейся с внешней средой веществом, энергией и информацией. Гомеостаз в организме поддерживается благодаря непрерывным потокам сигналов, проходящих по нервной системе. Сердце является органом, который очень насыщен нервными окончаниями, и на одном из главных «перекрестков» информационных потоков располагаются клетки синоатриального узла, генерирующие ритм сердца (Полунин И.Н., 1997, 2006). В этой связи неизменно высоким остается интерес к нервной регуляции сердечного ритма. В изучение этой научной проблемы весомый вклад внесли работы по анализу вариабельности сердечного ритма (ВСР) (Баевский Р.М. и соавт., 1984, 2001; Зефиров Т.Л., 1999; Коркушко О.В. и соавт., 2002; Хаспекова Н.Б., 2003; Алипов Н.Н. и соавт., 2005, Сергеева О.В., 2008, Pokrovskii V.M., 2005; Akselrod S. et al., 1981; Kuwahara M. et al., 1994; Bucchi A. et al., 2007; Elghozi J.L., Julien C., 2007).
Методы анализа ВСР нашли широкое применение при исследовании возрастного становления регуляции сердечной деятельности (Савин В.Ф., 1988; Коркушко О.В. и соавт., 1991; Зефиров Т.Л., 1999 и др.), оценки активности отделов вегетативной нервной системы, определения вегетативного тонуса (Баевский Р.М. и соавт., 1984, 2001; Соловьева А.Д. и соавт., 2003; Шлык Н.И., 2003, 2009) и выраженности реакции организма на стрессорные воздействия (Баевский Р.М. и соавт., 1984; Алипов и соавт., 2005, 2006; Сальников Е.В. и соавт., 2007), в целях диагностики функциональных и патологических состояний и прогноза эффективности лечебно-профилактических мероприятий (Баевский Р.М. и соавт., 2001; Горст В.Р., 2009 и др.).
Благодаря созданию технических и программных средств, выросли возможности по обработке и анализу рядов кардиоинтервалов. Но действительный прогресс области анализа ВСР возможен только при условии развития теоретических представлений о механизмах вариабельности кардиоинтервалов и физиологическом обосновании показателей ВСР. Однако в настоящее время некоторые фундаментальные вопросы еще окончательно не решены. Прежде всего, это относится к природе волн сердечного ритма низкочастотного диапазона (Котельников С.А. и соавт., 2002; Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., 2002; Алипов Н.Н. и соавт., 2005; Нестеров С.В. и соавт., 2005). Недостаточно ясна роль симпатоадреналовых механизмов регуляции в формировании волновых компонент сердечного ритма.
Согласно Р.М. Баевскому и соавт. (1984, 2001), А.Д. Соловьевой и соавт. (2003), Н.И. Шлык (2003, 2009), методы анализа ВСР позволяют реализовать индивидуальный подход к объекту исследования. В медико-биологических исследованиях отбор индивидуумов по показателям нейровегетативного гомеостаза является общепринятым подходом, но в исследованиях на животных исходное состояние регуляторных систем обычно не учитывается, за исключением отдельных работ (Боднар Я.Я. и соавт., 1990; Надареишвили К.Ш. и соавт., 2004). Исследования такого рода на нелинейных крысах практически не проводились, между тем это достаточно часто используемые в экспериментальной практике объекты. В доступной литературе данные ВСР крыс сильно разнятся, поскольку получены у животных разного возраста, пола, генетических линий, под наркозом или в состоянии бодрствования. Слабо изученной остается волновая структура сердечного ритма крыс, а данные по ЧСР варьируют от 350 уд/мин (Ситдиков Ф.Г., Зефиров Т.Л., 2006) до 450-550 уд/мин (Ноздрачев А.Д. и соавт., 2007).
В связи с выше сказанным, проведение исследований ВСР нелинейных крыс диктуется как минимум двумя основными причинами: 1) необходимостью выявления возрастных, половых, типологических особенностей и стресс-индуцированных изменений регуляции сердечного ритма, 2) необходимостью изучения физиологической природы колебаний кардиоинтервалов и выявления роли в этих процессах адренергических механизмов регуляции.
Не менее важным представляется выявление взаимосвязей механизмов формирования вариабельности кардиоинтервалов с другими функциями и метаболическими процессами организма, в том числе с процессами свободнорадикального окисления. В последнее время вышло много работ, посвященных регуляторной роли свободных радикалов (Дубинина Е.Е., 2001, 2006; Poli G. et al., 2004; Monteiro H.P. et al., 2008; Leonarduzzi G. et al., 2010) и новым свойствам известных антиоксидантов (Айрапетянц М.Г., Хаспекова Н.Б., 2000; Ломтева Н.А., 2003; Колосова Н.Г. и соавт., 2006; Azzi A., 2004, 2007; Brigelius-Floh R., Floh L., 2011). Обнаружено влияние свободных радикалов и продуктов перекисного окисления на различные звенья регуляторных систем: от чувствительности рецепторов клеточных мембран к вегетативным медиаторам (Benediktsdttir V.E. et al., 1999, 2002; Liang C. et al., 2000) до рефлекторных механизмов регуляции (Сухова Г.К., 2008) и активности вегетативных нервных центров (Cardoso L.M. et al., 2006, 2009; Yu Y. et al., 2007).
В настоящее время данные о взаимном влиянии регуляторных механизмов и свободнорадикальных процессов все еще недостаточны и зачастую разрозненны. Поэтому весьма актуальным представляется проведение комплексного исследования механизмов регуляции сердечного ритма и свободнорадикального гомеостаза в норме, при блокаде и стимуляции адренергических механизмов регуляции, роль которых активно обсуждается в связи с их участием в развитии аритмий и индукции свободнорадикального окисления при сердечно-сосудистых заболеваниях и патологических эффектах стресса (Пшенникова М.Г., 2001; Tappia R.S. et al., 2001; Глушковская-Семячкина О.В., 2002; Игошева Н.Б., 2010; Tsai M.H., Jiang M.J., 2010).
В этой связи нами поставлена цель – разработать концептуальные представления об определяющих факторах и взаимосвязях механизмов регуляции сердечного ритма и свободнорадикальных процессов с учетом возраста, половой принадлежности и типологических особенностей вариабельности сердечного ритма нелинейных крыс.
Для достижения поставленной цели нами были определены следующие задачи :
1) Изучить закономерности возрастных изменений и половые особенности регуляции сердечного ритма нелинейных крыс на основе спектрального и статистического анализа ВСР.
2) Разработать способ определения и описания типа регуляции сердечного ритма на основе показателей спектрального анализа временных рядов кардиоинтервалов нелинейных крыс. Дать оценку факторам, определяющим вариабельность кардиоинтервалов.
3) Проанализировать закономерности возрастных изменений, половые особенности и выраженность типологических различий параметров свободнорадикального гомеостаза нелинейных крыс.
4) Провести комплексное исследование реакции на острый стресс по параметрам вариабельности сердечного ритма и свободнорадикального гомеостаза с учетом возрастных, половых особенностей и дать типологическую оценку стресс-индуцированным изменениям.
5) Изучить влияние длительного приема антиоксиданта – альфа-токоферола на проявление возрастных, половых и типологических особенностей регуляции сердечного ритма и интенсивности процессов пероксидации липидов у нелинейных крыс в условиях спокойного бодрствования и острого напряжения.
6) Исследовать роль периферических 1- и 1-адренорецепторов в формировании вариабельности сердечного ритма, модуляции процессов пероксидации и антиоксидантной защиты у крыс разного пола и возраста в состоянии спокойного бодрствования и острого стресса.
7) Выявить роль центральных моноаминергических систем в формировании волн сердечного ритма, изменении процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты нелинейных крыс с учетом половых, возрастных и типологических особенностей и функционального состояния организма.
8) Определить возможности модуляции -токоферолом эффектов блокады и стимуляции периферических адренорецепторов, центральных моноаминергических систем в отношении регуляции сердечного ритма, процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у крыс разного пола и возраста.
Научная новизна. Новизна исследования заключается в разработке представлений о факторной структуре ВСР и взаимосвязях механизмов регуляции сердечного ритма и свободнорадикальных процессов, представленных в виде «концептуальной модели факторов, определяющих вариабельность сердечного ритма» и «гипотетической модели функциональных взаимосвязей механизмов регуляции сердечного ритма и свободнорадикальных процессов».
Разработан новый способ определения типа регуляции СР на основе математического анализа спектральных и статистических параметров ВСР бодрствующих нелинейных крыс. Предложена формула типа регуляции, представляющая собой новый способ описания состояния регуляторных систем и отслеживания его изменений при экспериментальных воздействиях.
Впервые реализован типологический подход к анализу параметров ВСР и свободнорадикального гомеостаза у нелинейных крыс разного возраста и пола, позволивший выявить типологические особенности процессов пероксидации и антиоксидантной защиты, получить новые данные о вариантах реакции на острый стресс.
С применением типологического подхода показано участие регуляторных влияний через периферические 1- и 1-адренорецепторы в формировании амплитуды волн всех частотных диапазонов спектра ВСР.
Получены новые данные о ведущей роли центральных катехоламинергических систем в формировании VLF-волн спектра ВСР, что подтверждает их центральнонервное надсегментарное происхождение.
Впервые подробно исследовано влияние длительного приема антиоксиданта -токоферола на регуляцию сердечного ритма в норме и при изменениях функциональной активности адренергических механизмов регуляции. Показана принципиальная возможность модулирующего влияния -токоферола на общее состояние нервных механизмов регуляции сердечного ритма, на эффекты блокады и стимуляции адренергических нервных механизмов.
С применением блокады периферических 1-адренорецепторов, блокады синтеза катехоламинов выявлена значимая роль адренергических механизмов в поддержании фонового уровня и формировании стресс-индуцированных изменений интенсивности перекисного окисления липидов и активности каталазы крови и тканей.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Методологические подходы к регистрации и анализу вариабельности сердечного ритма у нелинейных крыс демонстрируют преимущественно нервную природу колебаний длительности кардиоинтервалов в низкочастотных диапазонах, позволяют выявить возрастные, гендерные и типологические особенности регуляции сердечного ритма и их сопряженность с интенсивностью свободнорадикальных процессов. Возраст, половая принадлежность и тип регуляции представляют собой факторы, определяющие состояние регуляторных систем, интенсивность перекисных процессов и мощность антиоксидантной защиты.
2. Типы регуляции сердечного ритма необходимо характеризовать, учитывая активность уровней системы регуляции на основе нормированных мощностей спектров ВСР и состояние симпато-парасимпатических отношений на основе абсолютной мощности волн доминирующего диапазона спектра и параметров вариационной пульсометрии. Типологический подход к исследованию позволяет выявить зависимости между напряженностью сердечного ритма и интенсивностью процессов пероксидации липидов в условиях фоновой активности, при моделировании стресса и адренергической дисрегуляции.
3. Периферические 1- и 1-адренорецепторные структуры участвуют в формировании амплитуды волн всех частотных диапазонов спектра ВСР. Центральные катехоламинергические системы специфически участвуют в формировании VLF-волн спектра ВСР и отвечают за повышение централизации управления сердечным ритмом.
4. Взаимосвязи регуляции сердечного ритма и механизмов про-и антиоксидантного баланса реализуются через участие адренергических нервных влияний в поддержании фонового уровня пероксидации и каталазной активности крови и тканей, обеспечении их изменений в условиях стресса и адаптации, через модулирующее влияние -токоферола на свободно-радикальный гомеостаз и на активность нервных механизмов регуляции сердечного ритма при естественном функционировании адренергического канала и при моделировании снижения и усиления его функциональных возможностей.
Теоретическая и практическая значимость.
Теоретическое значение заключается в выявлении определяющих факторов (возраста, пола и типа регуляции) и взаимосвязей регуляции сердечного ритма и интенсивности свободнорадикальных процессов. Разработаны две концептуальные модели, первая из которых отражает факторы, определяющие вариабельность кардиоинтервалов. Вторая модель представляет взаимосвязи механизмов регуляции сердечного ритма и интенсивности свободнорадикальных процессов.
Данные о роли периферических адренорецепторов в формировании амплитуды волн всех частотных диапазонов СР и специфическом участии центральных катехоламинергических систем в формировании VLF-волн ВСР позволяют более обоснованно использовать значения абсолютных мощностей волн для оценки характера симпато-парасимпатических отношений, а мощности VLF-волн – для характеристики активности катехоламинергических компонентов надсегментарного уровня регуляции.
Разработанный и апробированных в ходе настоящего исследования типологический подход к анализу ВСР и интенсивности процессов свободнорадикального окисления показал свою эффективность в получении новых знаний об изучаемых функциях. Принципы определения и формула типа ВСР могут применяться в практике лабораторных исследований на нелинейных крысах, а также в работе с другими объектами исследования.
Разнообразие вариантов нормы – типов регуляции, а также вариантов реакции на стресс среди нелинейных крыс расширяет представления о биологической индивидуальности особей и свидетельствует о необходимости учета этого фактора при проведении экспериментальных исследований с использованием лабораторных животных.
Выявленные взаимосвязи механизмов регуляции сердечного ритма и свободнорадикального гомеостаза расширяют и дополняют теоретические знания о функционировании регуляторных систем и эффектах -токоферола на разных уровнях организации живого организма, что имеет важное значение для клинической и экспериментальной практики.
Показана принципиальная возможность модулирующего влияния альфа-токоферола на эффекты блокады и стимуляции адренергических механизмов регуляции в отношении сердечного ритма и свободнорадикальных процессов. Это имеет важное теоретическое и практическое значение для областей медицины, спортивной физиологии, где находят применение антиоксиданты и средства, влияющие на адренергические механизмы регуляции.
Материалы диссертации включены в курс «Физиология человека и животных» и магистерские программы «Современные аспекты нейрогормональной регуляции функций», «Механизмы регуляции сердечной деятельности», «Методы экспериментальной физиологии и функциональной диагностики» Астраханского государственного университета.
Апробация работы. Результаты исследования представлены и обсуждены на секционных заседаниях Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2006), Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» (Астрахань, 2006, 2011), Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива –2007» (Нальчик, 2007), Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007), IX Всероссийской научно-теоретической конференции «Физиологические механизмы адаптации растущего организма» (Казань, 2008), I и II Съездах физиологов СНГ «Физиология и здоровье человека» (Дагомыс, 2005; Кишинэу, 2008); на XIX и XXI съездах Физиологического общества им. И.П. Павлова (Екатеринбург, 2004; Калуга, 2010); VI и VII Всероссийских конференциях с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем» (С.-Петербург, 2008, 2009), Международном и IV, V Всероссийских симпозиумах «Вариабельность сердечного ритма: Теоретические аспекты и практическое применение» (Ижевск, 2003, 2008, 2011); 5-, 6- и 7-м международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Крым, Украина, 2009, 2010, 2011), 2- и 3-м Научно-практическом симпозиуме «Свободнорадикальная медицина и антиоксидантная терапия» (Волгоград, 2009, 2010) и др.
По материалам диссертации опубликовано 50 работ, из них 1 монография, 17 статей в журналах, рекомендуемых ВАК РФ для публикации материалов докторских диссертаций.
Обоснованность научных положений и выводов. Научные положения и выводы диссертации отражают результаты исследований, проведенных автором на кафедре физиологии и морфологии человека и животных Астраханского государственного университета с 2003 по 2010 годы. Результаты получены с помощью современных компьютерных программ регистрации, первичного анализа и статистической обработки данных. Личный вклад автора в получение научных данных, изложенных в диссертации, состоит в теоретическом обосновании проблемы, определении направления исследований, организации и проведении экспериментов, обработке и анализе результатов, разработке концептуальных представлений о факторной структуре и механизмах регуляции сердечного ритма, их взаимосвязях с параметрами свободнорадикального гомеостаза.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 320 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 5 глав результатов собственных исследований, заключения и выводов. Список цитированной литературы включает 527 источников, в том числе 292 иностранных. Диссертация иллюстрирована 34 таблицами и 47 рисунками.
Общие представления о вариабельности сердечного ритма и ее физиологических основах
Сердечный ритм человека и животных характеризуется вариабельностью, то есть изменчивостью длительности кардиоциклов в непрерывной последовательности их временного ряда. Поскольку сердце быстро реагирует на изменения потребностей организма в кровоснабжении, имеет богатую иннервацию, содержит рецепторы к вегетативным медиаторам и гормонам, многие ученые связывают вариабельность длительности кардиоинтервалов с регуляторными влияниями на водитель ритма сердца (Баевский P.M. и соавт., 1984, 2001; Pokrovskii V.M., 2003, 2005; Коркушко О.В. и соавт., 2002; Хаспекова Н.Б., 2003 а; Шлык Н.И., 2003, 2009; Akselrod S. et al., 1981; Murphy C.A. et al., 1991; Kuwahara M. et al., 1994; Bucchi A. et al., 2007; Elghozi J.L., Mien C, 2007 и др.).
Согласно P.M. Баевскому и соавт. (1968, 1984, 2001), в разбросе значений кардиоинтервалов относительно некой средней величины проявляется деятельность регуляторных систем организма. Поэтому исследование вариабельности СР многими учеными и клиницистами рассматривается как путь к определению активности различных звеньев и уровней регуляции сердечной деятельности и всей системы кровообращения, оценке функционального состояния организма и его изменений.
Визуализация вариабельности СР осуществляется путем графического представления непрерывных рядов RR-интервалов в виде кардиоинтервалограмм (КИТ) или кардиоритмограмм (КРГ) (Жемайтите Д.И., 1972). На КИТ и КРГ можно выделить три составляющие ВСР: случайные колебания (шумы), низкочастотные тренды (переходные процессы) и почти периодические компоненты (Баевский P.M. и соавт., 1984, 2001; Котельников С.А. и соавт., 2002; Алипов Н.Н. и соавт., 2005).
Наиболее пристальное внимание ученых привлекают периодические колебания длительности кардиоинтервалов: волны с коротким, средним и длинным периодами. Их присутствие в структуре ВСР свидетельствует о существовании факторов, способных с определенной периодичностью влиять на скорость спонтанной деполяризации водителя ритма сердца. Волны СР впервые были описаны в 1932 г А. Флейшем и Р. Бекманом. Колебания с коротким периодом сопряжены с дыхательными движениями -дыхательный компонент ВСР, все остальные периодические волны относятся к недыхательному компоненту ВСР (Баевский P.M. и соавт., 1984; Котельников С.А. и соавт., 2002; Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., 2002; Omboni S. et al., 1996; Papaioannou V.S., 2007 и др.).
Для выявления и количественной оценки мощности волн используется спектральный анализ СР методом преобразования Фурье. У человека и животных в спектре колебаний СР выявляют три основных компонента, или пика: очень низкочастотный компонент - Very Low Frequency - VLF (у человека период волн 5,5-25 мин, частотный диапазон 0,003 - 0,04 Гц), низкочастотный компонент - Low Frequency - LF (у человека период волн около 10 сек, частотный диапазон 0,04-0,15 Гц), высокочастотный компонент - High Frequency - HF, который формируется дыхательными волнами (у человека в диапазоне 0,15-0,4 Гц) (Баевский P.M. и соавт., 1984, 2001; Соловьева А.Д. и соавт., 2003; Хаспекова Н.Б., 2003 a; Heart rate variability. Standards..., 1996 и др.).
Каковы же физиологические основы периодических колебаний длительности кардиоинтервалов? В настоящее время существуют две гипотезы происхождения ВСР: миогенная (Шейх-Заде Ю.Р. и соавт., 2005, 2009) и нейрогенная (Баевский P.M. и соавт., 1984, 2001; Коркушко О.В. и соавт., 2002; Хаспекова Н.Б., 2003 a; Akselrod S. et al., 1981; Eckberg D.L., 2000; Papaioannou V.S., 2007; Karemaker J.M., 1999; Karemaker J.M., Wesseling K.H., 2008 и др.). Согласно миогенной гипотезе в основе вариабельности кардиоинтервалов, прежде всего в области HF, лежат ритмичные растяжения пейсмекерной ткани дыхательными колебаниями венозного возврата крови к правому предсердию (Шейх-Заде Ю.Р. и соавт., 2009). При этом авторы не отрицают роли вегетативной нервной системы в образовании волн СР, считая, что парасимпатические и симпатические влияния усиливают или тормозят миогенный механизм ВСР.
В соответствии с нейрогенной гипотезой главными факторами вариабельности кардиоинтервалов являются вегетативные нервные влияния, а также гуморальные регуляторные влияния на водитель ритма сердца. Основной акцент делается на ведущей роли ВНС, в подтверждение чему свидетельствует ряд фактов:
1) сердце имеет богатую парасимпатическую и симпатическую иннервацию (Каде Ф.Х. и соавт., 1987; Фатеев М.М., 1989; Швалев В.Н. и соавт., 1992; Hopkins D.A., Armour J.А., 1984; Gray A.L. et al., 2004; Kukanova В., Mravec В., 2006 и др.);
2) область расположения узлов автоматии сердца насыщена элементами внутрисердечной нервной системы и разветвлениями экстракардиальных вегетативных нервов (Швалев В.Н. и соавт., 1992; Bern R.M., Lewy M.N., 2004; Gray A.L. et al., 2004);
3) в области синусно-предсердного узла обнаружена высокая концентрация рецепторных структур к вегетативным медиаторам (Hardouin S. et al., 1998; Kurogouchi F. et al., 2002; Сутягин П.В. и соавт., 2005);
4) ацетилхолин (АХ) повышает, а норадреналин (НА) и адреналин (Адр) снижают длительность кардиоинтервалов, что обусловлено их способ ностью влиять на скорость медленной диастолической деполяризации в клетках синусно-предсердного узла (Леви М.Н., Мартин П.Ю., 1990; Ситди ков Ф.Г., Зефиров Т.Л., 2006; Розенштраух Л.В., 2007);
5) в симпатических и парасимпатических нервах сердца регистрируются быстрые ритмы импульсов, совпадающие с частотой сердцебиений (Нозд рачев А.Д., Фатеев М.М., 2002) и дыхания (Лебедев В.П. и соавт., 1978; Reis
D.J. et al., 1984), а также медленные ритмы импульсации, совпадающие по частоте с волнами артериального давления - волнами Майера (Хаспекова Н.Б., 2003 a; Kuo Т.В. et al., 2005; Piccirillo G. et al., 2009);
6) после денервации сердца все волны ВСР исчезают или сильно ослабевают, в частности, после трансплантации сердца (Fallen E.L. et al., 1988; Ramaekers D. et al., 1996; On A. et al., 2009), после блокады вегетативных ганглиев (Fujiki A. et al, 1999; Zhang R. et al., 2002; Song J.G. et al., 2009), после фармакологической блокады рецепторов вегетативных медиаторов (Ак-selrod S. et al., 1981; Murphy C.A. et al., 1991; Алипов H.H. и соавт., 2005; Коркушко O.B. и соавт., 2007; Сергеева О.В., 2008), при невропатологиях (Хаспекова Н.Б., 2003 a; Omboni S. et al., 1996; Conci F. et al., 2001 и др.);
7) вегетативные нервные центры находятся в состоянии тонического возбуждения - центрального тонуса, который поддерживается притоком сигналов от периферических баро-, хемо-, механо- и других рецепторов. Считается, что постоянные тонические влияния вегетативных нервов определяют некий исходный уровень вариабельности кардиоинтервалов в покое, задают диапазон фазных изменений ВСР (Хаспекова Н.Б., 2003 б);
8) вегетативная регуляция сердца является многоуровневой системой: вегетативные нервы сердца и интракардиальные вегетативные узлы формируют сегментарный уровень, который получает сигналы из выше лежащих структур головного мозга (ретикулярной формации, гипоталамуса, подкорковых структур, древней, старой и новой коры больших полушарий), которые представляют собой надсегментарный уровень регуляции (Вейн A.M., 2003). Поэтому, влияния каждого из уровней ЦНС, взаимодействие их между собой рассматриваются как наиболее вероятные причины периодических колебаний СР (Баевский P.M. и соавт., 1984, 2001).
Теоретическая концепция механизмов ВСР, разработанная P.M. Баевским, рассматривает колебания длительностей кардиоинтервалов как результат влияния иерархически организованной многоуровневой системы управления физиологическими функциями организма. Этот подход основан на положениях биологической кибернетики (Парин В.В., Баевский P.M. и соавт., 1967; Баевский P.M., 1979) и теории функциональных систем (Анохин П.К., 1973). При этом изменения ВСР обусловлены формированием различных функциональных систем, соответствующих требуемому на данный момент результату, например, выполнению определенной физической нагрузки и т.п.
Используя кибернетический подход, P.M. Баевский предложил двухконтурную модель регуляции СР, состоящую из центрального и автономного контуров, которые связаны между собой прямыми и обратными связями (Ларин В.В., Баевский P.M. и соавт., 1967).
Рабочими структурами автономного контура регуляции являются синусно-предсердный узел, блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозге (парасимпатический канал регуляции) и гуморальный канал регуляции. Гуморальный канал представляет собой реализацию регуляторных влияний через жидкие среды организма с помощью гормонов, медиаторов, метаболитов и ионов. В пределах автономного контура эти влияния стабилизируют синусовый ритм. Главным источников вариабельности СР в автономном контуре являются дыхательные движения, которые сопряжены с колебаниями тонуса блуждающих нервов, что вызывает изменение длительности RR-интервалов. В ответ на возмущения, обусловленные дыханием, в автономном контуре осуществляется процесс саморегуляции по отклонению, дыхательная система рассматривается на этом уровне как элемент обратной связи (Баевский P.M., и соавт. 1984, 2001). Поэтому, основным признаком автономной регуляции СР является выраженная дыхательная аритмия, что характерно для состояния спокойного бодрствования и в еще большей мере для сна, когда уменьшаются центральные влияния на автономный контур регуляции.
Становление регуляции сердечного ритма в онтогенезе
Известные к настоящему времени данные о возрастных изменениях регуляции СР крыс получены с применением статистического анализа ВСР (Ситдиков Ф.Г., Савин В.Ф., 1984; Савин В.Ф., 1988; Зефиров Т.Л., 1999; Аникина ТА. и соавт., 2002), возрастная динамика волновых характеристик СР крыс исследована недостаточно (Тимофеева О.П. и соавт., 2008). В этой связи нами предпринято изучение закономерностей становления регуляции СР крыс в раннем постнатальном онтогенезе методами ВПМ и СпА.
Результаты исследований (табл. 7) показывают, что крысята первых дней жизни имели более низкую ЧСР, чем крысята старшего возраста и взрослые животные (р 0,01). Быстрое повышение ЧСР происходило в первые 3 недели жизни крыс: к 7-му дню - на 9,4% (р 0,05), к 14-му дню - на 36,3% (р 0,001) и 21-му дню еще на 12% (р 0,01). Максимальная ЧСР зафиксирована на 21-й день жизни (481,8±9,2 уд/мин). Первое урежение ЧСР произошло в 28-дневном возрасте (р 0,001), но в 28-42-дневном возрасте ЧСР еще значительно превышала показатели половозрелых животных (на 20-18%, р 0,001).
У 3-дневных крысят общая мощность спектра ВСР была в 8 раз ниже, а HF-волны в 15 раз слабее, чем у половозрелых крыс (р 0,001), что указывает на слабость регуляторных механизмов и низкую активность сегментарного уровня регуляции (табл.7, рис. 3). Вариабельность СР 3-дневных крысят формировали преимущественно VLF-волны, отражающие активность надсегментарных структур. Среди крысят этого возраста преобладали особи с доминированием в спектре VLF-волн (53%) (рис. 4). В целом, низкая ЧСР и слабость волн спектра ВСР 3-дневных крысят с большой вероятностью свидетельствуют об общей слабости и незрелости регуляторных механизмов, которая частично компенсируется высокой централизацией управления СР.
На 7-й день жизни суммарная мощность спектра ВСР все ещё оставалась низкой (р 0,001), но волновая структура изменилась в сторону преобладания HF-колебаний (р 0,05), что указывает на рост активности сегментарного уровня регуляции и ослабление централизации управления (1С, р 0,05). Доля животных с доминированием HF-волн среди 7-дневных крысят повысилась до 72% (рис. 4).
В 14-дневном возрасте, когда у крысята открываются глаза, наряду с сильным ростом ЧСР наблюдалось резкое повышение ИН (в 4 раза, р 0,001) и снижение SD (на 48%, р 0,01). Ригидность СР определялась падением мощности VLF-колебаний (в 3,5 раза, р 0,01) и резким доминированием в спектре ВСР HF-волн очень низкой амплитуды (рис. 3), которые преобладали в спектре ВСР у 90% крысят (рис. 4). В совокупности эти изменения СР говорят об усилении адренергических влияний на сегментарном уровне, который 14-дневном возрасте играет ведущую роль в регуляции СР.
У крысят 21-дневного возраста, начавших выходить из гнезда, потреблять общий корм, активно осваивать окружающее пространство, помимо возрастного пика ЧСР зарегистрировано первое повышение ТР (в 2,6 раза, р 0,001) из-за усиления медленных волн: LF - в 5,8 раза (р 0,001), VLF - в 19,8 раза (р 0,001) (табл. 7, рис. 3). Поэтому 1С достиг самых высоких значений среди всех возрастных групп (р 0,001). Доля особей с доминированием VLF в 21-дневном возрасте составила 30%, в то время как среди 14-дневных таковые не выявлены (рис. 4). Напряженность СР оставалась высокой в сравнении с половозрелыми животными (ИН в 5 раз выше, а ТР - в 2 раза ниже, р 0,001). То есть у 21-дневных крысят влияния всех уровней регуляции реализуются на сердце при высокой активности симпатоадренало-вых механизмов. Следовательно, 21-дневный возраст является критическим для становления симпатоадреналовых влияний на сердце крыс. К сходным выводам ранее пришли Т.А. Аникиной и соавт. (2002, 2003).
Первое значительное урежение ЧСР произошло в 28-дневном возрасте (р 0,001). Урежение ЧСР было сопряжено со снижением ИН (г=0,47, р 0,05) и 1С (г=0,44, р 0,05). В свою очередь, падение ИН (в 4,7 раза, р 0,001) и 1С (более чем в 3 раза, р 0,001) определялось (г= -0,74 и -0,69, р 0,01) резким ростом мощности волн в HF-диапазоне (в 13,6 раза, р 0,001) (табл. 7, рис. 3). Среди 28-дневных крысят преобладали особи с доминированием HF (79%) (рис. 4). Следовательно, возраст 28-дней является переломным в становлении влияний парасимпатической нервной системы и роли автономного контура регуляции. Из литературы известно, что в этом возрасте наблюдается особенно сильное урежение ЧСР на стимуляцию вагуса (Гиззатуллин А.Р., 2002) и блокаду 0-АР (Аль-Хайтами Х.Ф.С.Н., 2006).
В 35-дневном возрасте по сравнению с предыдущим возрастным этапом вариабельность СР понизилась, особенно в области HF (р 0,001). Мощности волн и их соотношение в спектре ВСР достигли уровня, характерного для половозрелых животных. Следовательно, у 35-дневных крысят, которые могут считаться вполне самостоятельными животными, устанавливаются характерные для зрелых крыс соотношения между уровнями нервной регуляции СР с преобладанием в покое влияний автономного контура.
К 42-му дню жизни общая вариабельность СР снизилась почти на треть (р 0,001), а ИН и ИВР выросли (р 0,01), мощность HF-волн была низкой (р 0,05), величина 1С свидетельствовала о преобладании центрального контура регуляции над автономным, но соотношение спектральных компонент ВСР было близко к зрелому типу (табл. 7, рис. 3). У половозрелых крыс ЧСР при спокойном бодрствовании колебалась в пределах 310-350 уд/мин (р 0,001). Относительно 42-дневного возраста выросли показатели вариабельности СР: SD - на 44% (р 0,05), ТР - на 68,4% (р 0,05), мощность HF-волн (в 2,1 раза, р 0,05), снизились ИН и ИВР (р 0,001). У большинства ( 60%) взрослых крыс в спектре ВСР доминировали HF-волны (рис. 4). То есть регуляция СР у половозрелых крыс осуществлялась под преобладающим контролем автономного контура регуляции и при относительном симпато-парасимпатическом балансе.
Таким образом, самая низкая ЧСР и мощность волн СР характерны для крысят самых первых дней жизни, что согласуется с данными более ранних исследований (Савин В.Ф., 1988; Нигматуллина P.P., 1991). В течение первых 3-х недель жизни ЧСР повышается быстрыми темпами и достигает максимума в 21-дневном возрасте, а затем начинается возрастное урежение ЧСР, но и в 28-42-дневном возрасте ЧСР крысят еще превышает показатели половозрелых животных, что согласуется с данными других авторов (Зефиров Т.Л., 1999; Гиззатуллин А.Р., 2002; Ситдиков Ф.Г., Зефиров Т.Л., 2006).
Сочетанное применение методов ВПМ и СпА для изучения возрастного становления регуляции СР позволило нам выявить: 1) очень низкую мощность спектра ВСР в самые первые дни жизни крыс, свидетельствующую скорее о слабости всех регуляторных механизмов, нежели о высоком уровне симпатических влияний; 2) скачкообразность повышения мощности волн СР: в первые 2 недели жизни все волны слабые, к 21-му дню происходит первый подъем мощности спектра за счет усиления VLF- и LF-волн, к 28-му дню - второй скачок мощности за счет усиления HF-волн, после чего к 35-му дню жизни мощность всех волн и структура спектра ВСР достигают уровня взрослых животных; 3) гетерохронность в повышении мощности волн СР: раньше достигает уровня взрослых мощность VLF-волн (к 21 -дневному возрасту), позже - мощность HF- и LF-волн (к 35-дневному возрасту), в HF-диапазоне происходит наиболее существенный прирост мощности колебаний - почти в 16 раз; 4) чередование периодов преобладающей активности контуров регуляции (по P.M. Баевскому и соавт., 1984, 2001): периоды высокой централизации управления, когда в спектре ВСР доминируют медленные волны (в 3-, 21-, 42-дневном возрасте), сменяются повышением активности автономного контура, когда в спектре доминируют HF-волны (в 14-, 28-дневном и 3,5-месячном возрасте); 5) неравномерность становления сим-пато-парасимпатических влияний: в течение 1-й недели вегетативные влияния характеризуются слабостью, резкое повышение симпатических влияний происходит в 14-21-дневном возрасте и сменяется не менее резким усилением парасимпатических влияний в 28-дневном возрасте. Относительный вегетативный баланс устанавливается уже к 35-дневному возрасту, но с началом полового созревания вновь начинают преобладать симпатические влияния, и только с наступлением половой зрелости у значительного числа крыс в состоянии покоя СР формируется при относительном балансе парасимпатических и симпатоадреналовых влияний.
Особенности стресс-индуцированных изменений вариабельности сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс разного пола и возраста при блокаде (Зг и стимуляции агадренорецепторов
Потребность в решении вопроса о корреляциях между ростом симпатической активности и изменениями параметров ВСР довольно высока (Игошева Н.Б. и соавт., 2001; Сорокин О.В. и соавт., 2004; Григорьева М.В., 2008; Сергеева О.В., 2008). Поэтому нами проанализирована динамика параметров ВСР у крыс, предварительно получавших инъекции AT и ФЭ. Введение препаратов и последующее стрессирование выполнены на животных с HHF%+BB и ДЩ%+НВБ.
В состоянии спокойного бодрствования самцы и самки крыс, получавшие AT, по параметрам ВСР мало отличались от контрольных, только у самок ЧСР была ниже, а ИН выше (р 0,05). Но стресс-индуцированные изменения ВСР на фоне блокады Pi-АР отличались существенно (рис. 21 и 22). Прежде всего, была сильно ослаблена (у самцов) и вообще не формировалась (у самок) стрессорная тахикардия. ЧСР была ниже 400 уд/мин и ниже, чем у контрольных крыс (р 0,001) в тех же условиях ЭБС. ИН не повышался, а у самок даже понижался в начале ЭБС (р 0,05). Мощность волн спектра ВСР снизилась и оставалась на очень низком уровне в ходе всего ЭБС. Ослабление HF и LF-волн у самцов развивалось быстро и было значительным - в 3,7 раза (р 0,001) и 1,3 раза (р 0,05), а у самок - постепенным и менее значительным - в 1,4 раза (р 0,1) и 1,6 раза (р 0,05). На фоне введения AT у крыс оказалось нивелированным характерное для стресса усиление LF и VLF-волн, то есть не произошло выраженного усиления влияний центрального контура регуляции. Высокий 1С у самцов в ходе всего ЭБС (р 0,001) определялся резким ослаблением активности автономного контура регуляции, у самок мощность всех регуляторных влияний была снижена, регуляция осуществлялась на сегментарном уровне.
Падение мощности волн СР при блокаде (Зі-АР определялось сильным снижением парасимпатических влияний, у самцов это отразилось на активности автономного контура регуляции, а у самок - на реализации эффектов центрального контура регуляции (стволового сосудодвигательного центра).
В целом, у половозрелых животных введение AT ограничило основные проявления стресс-реакции (повышение ЧСР, ИН и мощности волн LF и VLF-волн), то есть реакция на стресс характеризовалась слабостью. По динамике активности каналов и уровней регуляции стресс-индуцированные изменения СР развивались по слабо прессорному типу за счет понижения активности парасимпатических механизмов, у самцов это привело к снижению роли автономного контура, а у самок - к снижению роли центрального контура в регуляции СР.
У крысят-самцов с блокадой Рі-АР, в отличие от одновозрастного контроля и половозрелых самцов, стрессорная тахикардия не формировалась, ЧСР снижалась (р 0,01) (рис. 23). Реакция на стресс реализовалась через падение мощности волн всех диапазонов спектра, что привело к росту ИН (2,8-1,9 раза, р 0,001). Особенно сильно снизилась мощность VLF-волн (в 2,8 раза, р 0,001), которые в покое доминировали в спектре, поэтому высокая централизация управления (р 0,05) к 60-й мин ЭБС сменилась преобладанием сегментарной регуляции.
Ослабление вариабельности СР в стрессовых условиях на фоне блокады Pi-АР означало падение уровня парасимпатических влияний. Скорее всего у крысят, как у половозрелых животных, торможение парасимпатических механизмов обусловлено сильной активацией центрального звена стресс-реализующей системы организма (Пшенникова М.Г., 2001). Поэтому характер реакции СР крысят на ЭБС можно определить как умеренно ослабленный, прессорного типа за счет понижения активности парасимпатических механизмов, реализующих влияния всех уровней регуляции на сердце.
В опытах с введением ФЭ самцы и самки крыс в состоянии спокойного бодрствования отличались от контрольных низкой ЧСР (р 0,001) и состоянием нервных механизмов регуляции: у самцов преобладала активность автономного контура регуляции с выраженной ваготонией (HF 24,85±2,56 мс ), у самок преобладали центральные влияния со стороны стволового сосудо-двигательного центра при высокой активности симпатических механизмов регуляции (LF 4,54±0,54 мс2).
На стресс и самцы, и самки отреагировали резким и сильным (взрывным) повышением ЧСР (на 66% и 47%, р 0,001) и ИН (в 4,3 и в 2 раза, р 0,001) в связи с резким падением Мо кардиоинтервалов (с 227 до 140,3 мс у самцов, с 205 до 140 мс у самок, р 0,001), что указывало на сильное повышение адренергических влияний через гуморальный канал регуляции. Но активность уровней и каналов нервной регуляции у самцов и самок изменялась разнонаправлено. У самцов после резкого падения мощности всех волн спектра (р 0,001) СР стал контролироваться структурами центрального контура регуляции, о чем свидетельствовала высокая мощность LF- и VLF-волн.
Снижение втрое мощности волн HF (р 0,001) указывало на ослабление парасимпатических влияний. У самок мощность волн СР в ходе ЭБС неуклонно повышалась во всех диапазонах, но в начале особенно нарастали медленные волны (р 0,001), свидетельствуя об усилении влияний центрального контура регуляции. К 60-й мин ЭБС HF-волны стали доминировать в спектре (р 0,001), то есть СР самок стал преимущественно контролироваться автономным контуром регуляции, между основными каналами которого установился относительный вегетативный баланс за счет роста активности парасимпатических механизмов.
В целом, у половозрелых животных введение ФЭ усиливало такие проявления стресс-реакции как рост ЧСР и ИН, мощности волн LF и VLF-волн, то есть реакция на стресс носила выраженный взрывной характер. По динамике активности каналов и уровней регуляции изменения СР у самцов развивались по прессорно-депрессорному типу с формированием высокой централизацией управления, у самок - по депрессорному типу с установлением автономной регуляции СР.
У крысят, получавших ФЭ, в покое в спектре ВСР доминировали VLF-волны низкой мощности. В отличие от одновозрастного контроля, крысята, как и половозрелые крысы группы ФЭ, реагировали на острый стресс сильным ростом ЧСР (на 45%, р 0,001), ИН (в 3,8 раза, р 0,001), падением мощности волн всех диапазонов спектра (р 0,001 - р 0,05) до уровня, значительно ниже контрольного (р 0,001). Следовательно, у крысят группы ФЭ в ходе стресса управление СР осуществлялось преимущественно симпатоадренало-выми механизмами при доминировании автономного контура регуляции. Характер реакции СР крысят можно определить как выраженный взрывной, развивающийся по прессорному типу с низкой централизацией управления.
Стресс не привел к изменению ОМН ни в одном из вариантов опыта, но вызвал рост активности ХЭ плазмы крови (рис. 24) у половозрелых самцов с блокадой Рі-АР (на 38%, р 0,05), и еще сильнее у крыс со стимуляцией агАР: у самцов - на 88%, у самок - на 19% (р 0,05). Но у крысят обеих экспериментальных групп ХЭ-активность снизилась на 20,5%) и 33%) (р 0,05), что косвенно свидетельствовало об ослаблении холинергических механизмов регуляции и соответствовало изменениям показателей СР. Несмотря на слабые стресс-индуцированные изменения ВСР у крыс группы AT, концентрация ТБК-РП в плазме крови у самцов и самок выросла на 50% (р 0,05), резко повысилась активность каталазы: у самцов - в 3,1 раза (р 0,01), у самок - 4 раза (р 0,001), хотя абсолютные значения этих показателей были ниже контрольных (р 0,001) (рис. 24). Активность каталазы в эритроцитах также выросла (р 0,05 - р 0,001), но у самок и крысят осталась ниже контрольной (р 0,05 и р 0,001).
На фоне блокады Pi-АР ЭБС не вызвал изменений ПОЛ в тканях, все показатели остались на низком уровне. Активности каталазы тканей половозрелых крыс повысилась (р 0,001), причем в миокарде самок она стала выше контрольной (р 0,05), а вот у крысят каталазная активность печени снизилась (р 0,05), что могло способствовать ускорению АЗ-ПОЛ (р 0,05). В целом, блокада (ЗрАР ослабила и даже полностью блокировала развитие стресс-индуцированных изменений ПОЛ в тканях. Изменения происходили в основном в крови, вероятно, благодаря реализации адренергиче-ских влияний на эритроциты через другие подтипы АР, но и в этом случае абсолютные значения каталазной активности крови оставались ниже контрольных.
В группе ФЭ острый стресс вызвал повышение уровня ТБК-РП в плазме крови самок и крысят (р 0,05) (рис. 24). Каталазная активность плазмы выросла у самцов на 80%, у самок - на 45% (р 0,001), что меньше контрольного как в относительном, так и в абсолютном выражении. У крысят с ФЭ имел место резкий подъем показателя (на 240%, р 0,001), поэтому они отличались от половозрелых крыс и крысят других групп самой высокой каталазной активностью плазмы.
Влияние а-токоферола на стресс-индуцированные изменения регуляции сердечного ритма, процессов ПОЛ и антиоксидантной защиты у нелинейных крыс с блокадой синтеза катехоламинов и блокадой обратного захвата медиаторов в ЦНС
В острый стресс животные группы а-ТФ+БСК вступали более высокими ЧСР и ИН, чем у крыс группы а-ТФ (р 0,05 - р 0,001) (рис. 40 и 41). Они отличались от крыс групп а-ТФ и БСК особенно низкой мощностью волн VLF (р 0,001) и LF (р 0,01). В стрессовой ситуации у них произошел значительный и стойкий рост ЧСР на 25% (р 0,001), во второй половине ЭБС ЧСР превышала показатели группы БСК (р 0,001). Сильный подъем ИН у самцов в 1,7-1,5 раза (р 0,01), у самок - в 3,2 раза (р 0,001) наблюдался на 30-60-й мин стресса из-за неуклонного снижения общей вариабельности СР. Осо-бенно слабыми в ходе всего стресса были VLF- ( 1 мс ), а также LF-волны (от 1 до 1,5 мс ), что значительно меньше, чем в контроле и в группе а-ТФ (р 0,001) и даже в группе БСК (рис. 40 и 41). Пик падения мощности всех волн СР, особенно VLF, пришелся на 60-й мин (р 0,001). Различия по мощности VLF с контролем на этот момент составили у самцов - 6,5 раз (р 0,001), у самок - 67 раз (р 0,001).
То есть, у крыс с БСК на фоне а-ТФ при стрессе влияния надсегмен-тарного уровня были подавлены в еще большей мере, чем у крыс с БСК и практически сведены к нулю. Активность автономного контура медленно, но снижалась, что в сочетании с ростом ЧСР и ИН указывало на реализацию адренергических и ослабление парасимпатических влияний. Поэтому характер реакции можно определить как замедленный прессорный с низкой централизацией управления СР и усилением адренергических влияний через гуморальный и нервный каналы автономного контура регуляции.
Крысы группы а-ТФ+БЗМ вступили в ЭБС с более низкими значениями ЧСР и ИН, чем в контроле, группе а-ТФ (р 0,001) и БЗМ (р 0,01), но с более высокой вариабельностью СР (у самцов) во всех диапазонах спектра (р 0,05 - р 0,001). ЭБС вызвал взрывной рост ЧСР у самцов на 58-46% и у самок на 47-42% (р 0,001) (рис. 42 и 43).При этом тахикардия была стойкой, а в первой половине ЭБС ЧСР даже превышала аналогичную в группе БЗМ (р 0,01). В отличие от самцов с БЗМ, самцы группы а-ТФ+БЗМ на 15-30 мин стресса дали резкое повышение ИН (в 8,2 раза, р 0,001) и падение мощности всех волн СР: HF в 7,2 раза (р 0,001), LF - в 3,3 раза (р 0,001) и VLF - в 5,5 раза (р 0,001), что отражало повышение активности адренергических прес-сорных механизмов и ослабление парасимпатических влияний на уровне и центрального, и автономного контуров регуляции. Реакция самок на стресс была не столь резкой. Только в начале ЭБС ИН вырос (в 2,5 раза, р 0,001) при ослаблении HF (р 0,001) и VLF-волн (р 0,05), в дальнейшем мощность волн быстро восстановилась и даже усилилась в области LF (в 5,3 раза, р 0,001) и VLF (в 2,8 раза, р 0,001), что указывало на повышение активности структур надсегментарного и стволового уровней регуляции. 1С, который у крыс с БЗМ в покое часто превышал контрольные цифры (р 0,05 -р 0,01), в ходе ЭБС повышался, но в группе а-ТФ+БЗМ его рост был слабее, чем у крыс группы БЗМ (р 0,01). В целом, активность уровней регуляции в ходе стресса и у самцов и у самок изменялась согласованно, с формированием умеренного преобладания центрального контура регуляции. Реакция на стресс у самцов носила взрывной прессорный характер с повышением роли адренергических механизмов в автономном и центральном контурах регуляции, а у самок реакция была умеренной, прессорно-депрессорной направленности.
Итак, у крыс группы а-ТФ+БСК основные стресс-индуцированные изменения СР (тахикардия, рост ИН, падение мощности HF-волн) у крыс группы а-ТФ+БСК проявились значительно сильнее, чем в группе БСК. Следовательно, и гуморальный, и нервные канал регуляции адекватно реагировали на стрессовую ситуацию, однако, очень низкая мощность VLF-волн и медленное снижение вариабельности СР в диапазоне HF указывало на недостаточность функциональных возможностей КА-ергических систем центрального контура для быстрого подавления активности автономного контура регуляции и могло расцениваться как признак усиления эффекта БСК на фоне приема а-ТФ. В свою очередь, БЗМ на фоне а-ТФ усиливает реакцию прессорных адренергических механизмов на стресс, что проявляется в резком повышении ЧСР и ИН, падении мощности всех волн спектра, но с преобладанием активности центрального контура регуляции. Более сильный и стойкий прессорный ответ на стресс дали самцы, у самок быстрее активировались депрессорные механизмы.
Приведенные данные дают основание предполагать, что моделирование адренергической дисрегуляции на фоне приема а-ТФ способно привести к формированию гиперреактивности прессорных механизмов, вероятно, за счет изменения адреночувствительности и адренореактивности периферических органов и нервных структур.
Стресс не сопровождался изменением ОМН у крыс групп а-ТФ+БСК и а-ТФ+БЗМ. ХЭ-активность плазмы повысилась только у самок группы а-ТФ+БЗМ (р 0,01) (рис. 44), что могло указывать на активизацию холинергические механизмы регуляции.
У крыс группы а-ТФ+БСК после перенесенного ЭБС обнаружен резкий рост каталазной активности плазмы крови (у самцов в 4,8 раза, р 0,05, у самок - в 5,2 раза, р 0,001) и интенсификация ПОЛ в миокарде (р 0,05 -р 0,01) (рис. 44), что свидетельствовало о реализации стрессорной реакции на тканевом уровне. По этим показателям, а также по уровню ТБК-РП в плазме крови эта реакция была мощнее, чем у крыс группы а-ТФ (р 0,05 и р 0,001). Защитный эффект а-ТФ проявился в отношении печени, где интенсификации ПОЛ не наблюдалось и показатели были ниже, чем у крыс с БСК (р 0,001). Важным в картине стресс-индуцированных изменений было повышение каталазной активности в миокарде и печени (р 0,05 - р 0,001), которая на фоне БСК была снижена.
Острый стресс не привел к изменению параметров ПОЛ и АО-защиты у крыс группы а-ТФ+БЗМ (рис. 44), что было вполне ожидаемо, поскольку и у крыс группы БЗМ стресс не сопровождался изменением этих показателей, за исключением каталазной активности плазмы крови (рис. 27). Эффект а-ТФ проявился в ослаблении стресс-индуцированного роста каталазной активности плазме крови, которая у самцов составила только 1,8 раза (р 0,05), у самок - 1,6 раза (р 0,05), что и по степени прироста и в абсолютном выражении ниже, чем у крыс групп а-ТФ, БЗМ (р 0,001). То есть, комбинация а-ТФ с АМТ в еще большей мере ослабила стрессорные изменения перекис-ных процессов в тканях.
Итак, формирование стрессорной тахикардии и изменений СР по прес-сорному типу в сочетании с резким ростом каталазной активности плазмы крови и интенсификацией ПОЛ в миокарде позволяют считать реакцию на стресс у крыс группы а-ТФ+БСК более сильной, чем у крыс с БСК. Усиление стресс-реакции скорее всего стало следствием повышения адреночувст-вительности тканей при дефиците КА, которое было потенцировано введением а-ТФ, способного влиять на физико-химические свойства мембран (Владимиров Ю.В., Арчаков А.И., 1972; Wang X., Quinn P.J., 1999; Меньшикова Е.Б. и соавт., 2006).
Взрывной характер реакции на стресс по показателям СР у крыс группы а-ТФ+БЗМ сопряжен с ареактивностью на стресс процессов ПОЛ и каталазной активности тканей, последнее характерно и для крыс группы БЗМ. По-видимому, фармакологическая стимуляция центральных КА-ергических систем сопровождается повышением обмена КА в организме, что в свою очередь снижает чувствительность АР и ограничивает стресс-индуцированные изменения ПОЛ. Поэтому реакция на стресс четко проявляется в изменениях активности регуляторных систем и лучше дифференцируется по параметрам ВСР, нежели по биохимическим показателям.
Таким образом, предварительное введение а-ТФ усиливает эффект БСК в отношении волн VLF, отражающих активность надсегментарного уровня регуляции СР. Наряду с этим нормальная ЧСР, высокая напряженность СР, снижение массы надпочечников и интенсивности ПОЛ в покое, выраженность основных стресс-индуцированных изменений СР, ПОЛ и каталазной активности плазмы крови дают основание полагать, что при формировании БСК на фоне а-ТФ ускоряется развитие сенситизации тканей к КА. а-ТФ также потенцирует рост мощности VLF и LF при БЗМ, но специфичность эффекта БЗМ в отношении VLF ослаблена из-за повышения общей вариабельности СР и урежения ЧСР. Вместе с тем, формирование взрывной реакции на стресс по параметрам ВСР и ареактивность к стрессу перекисных процессов в крови и тканях указывают, с одной стороны, на повышение функциональных возможностей регуляторных систем (прежде всего адре-нергического звена) в отношении СР, а с другой стороны, на развитие десен-ситизации тканей к КА. Следовательно, модулирующие влияния а-ТФ на эффекты блокады и стимуляции КА-ергических систем могут быть обусловлены потенцированием формирования компенсаторных изменений адрено-рецепторного аппарата клеток в условиях дефицита или повышенного уровня КА.
