CC BY
44
УДК 616.12-009.81
ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА НЕЛИНЕЙНЫХ КРЫС ПРИ СТИМУЛЯЦИИ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ а1-АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ
Евгения Владимировна КУРЬЯНОВА, Арман Маратович СИТИМОВ, Нина Александровна ГОРСТ, Давид Львович ТЕПЛЫЙ
Инновационный Естественный институт Астраханского государственного университета 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1
Исследовали изменения вариабельности сердечного ритма (ВСР) нелинейных крыс при однократном (0,5 мг/кг массы тела) и 7-дневном (0,3 мг/кг массы тела) введении а1-адреномиметика фенилэфрина (ФЭ) с учетом исходного состояния регуляторных систем особей, которое оценивали по абсолютной мощности доминировавших в спектре высокочастотных (ОТ) волн. Установлено, что крысы со средней мощностью волн ОТ (тип «вегетативное равновесие») дают наиболее быстрое и значительное урежение частоты сердечного ритма, а также повышение вариабельности кардиоинтервалов в ОТ-диапазоне при однократном введении ФЭ, во всех диапазонах, особенно очень низкочастотном (VLF) и низкочастотном (LF), при 7-дневном введении ФЭ. У особей с высокой мощностью волн HF (ваготонический тип) изменения ВСР аналогичные, но на однократное введение ФЭ развиваются медленнее, а при 7-дневном введении ФЭ отличаются особенно сильным ростом мощности VLF-волн. У крыс с низкой мощностью ОТ-волн (симпатикотонический тип) развивается наиболее слабая брадикардия, медленное усиление волн ОТ, LF, VLF и индекса централизации при однократном введении ФЭ. После 7-дневного введения ФЭ у этих крыс умеренно повышается мощность только ОТ-волн, т.е. активность автономного контура регуляции остается преобладающей. Таким образом, стимуляция периферических а1-адренорецепторов может сопровождаться ростом мощности волн всех диапазонов спектра ВСР, а не только LF-волн. Следовательно, она способна индуцировать повышение активности депрессорных механизмов с участием всех уровней системы регуляции. Соответственно, для выявления закономерных реакций на фармакологические пробы необходимо учитывать исходный тип ВСР экспериментальных животных.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, спектральный анализ, вегетативное равновесие, симпатикотонический тип, ваготонический тип, фенилэфрин, а1-адренорецепторы.
Для изучения механизмов формирования вариабельности сердечного ритма (ВСР) широко используется фармакологический анализ, заключающийся в выявлении изменений ВСР после введения агонистов или блокаторов адрено- и холинорецепторов [2, 7, 8, 10, 13]. Трудность для формирования определенных заключений по изменениям ВСР в таких экспериментах создает нередко наблюдающаяся разнонаправленность эффектов. Одной из основных причин этого является различие в исходном состоянии регуля-торных систем обследуемых особей. Однако данный фактор в работе с экспериментальными животными учитывается далеко не всегда. Ранее
нами был разработан алгоритм определения типа регуляции сердечного ритма (СР) у нелинейных крыс на основе относительной и абсолютной мощности волн спектра ВСР [3], обнаружены типологические особенности ВСР и интенсивности процессов пероксидации липидов в условиях фоновой активности [5] и основные паттерны их изменений при остром эмоциональном стрессе [4]. Целью настоящей работы стал анализ изменений ВСР на введение агониста периферических а1-адренорецепторов у самцов нелинейных крыс с исходно различным типом регуляции сердечного ритма.
Курьянова Е.В. - к.б.н., доцент кафедры физиологии и морфологии человека и животных, e-mail: [email protected]
Ситимов А.М. - магистрант по направлению «Естественнонаучное образование» биологического факультета
Горст Н.А. - д.б.н., проф. кафедры физиологии и морфологии человека и животных Теплый Д.Л. - д.б.н., проф., зав. кафедрой физиологии и морфологии человека и животных
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Опыты проведены на 49 половозрелых самцах нелинейных белых крыс. Эксперименты выполнены в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 N° 755) и Европейской конвенцией по защите экспериментальных животных. Животные содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и корму.
С учетом результатов более ранних исследований [3] в эксперимент были взяты крысы, у которых в состоянии спокойного бодрствования в спектре ВСР доминировали HF-волны. При этом абсолютная мощность HF-волн у одних особей была низкой (от 0 до 3,5 мс2), у других - средней (от 3,5 до 10 мс2), у третьих - высокой (более 10 мс2). На этой основе с использованием приема ранжирования данных были сформированы три типологические группы крыс, которые в состоянии спокойного бодрствования характеризовались низкой (НМВ - симпатикотония), средней (СМВ - вегетативное равновесие) и высокой (ВМВ - ваготония) мощностью волн HF в спектре ВСР (табл. 1, 2, 3).
ЭКГ регистрировали у бодрствующих крыс на аппаратно-программном комплексе «Вари-кард» (Россия) с помощью миниатюрных электродов-зажимов при местном обезболивании ли-докаином (0,05 мл 0,5 % раствора внутрикожно). Обработка рядов ЯЯ-интервалов и анализ ВСР производились в программе «ИСКИМ6» на непрерывных отрезках из 300 ЯЯ-интервалов с точностью 1 мс. Рассчитывали частоту сердечного ритма (ЧСР, уд/мин), среднее квадратическое отклонение кардиоинтервалов (SD, мс), квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар ЯЯ-интервалов (RMSSD, мс), моду кардиоинтервалов (Мо, мс - наиболее часто встречающееся значение длительности ЯЯ-интервалов), разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов на исследуемом отрезке ЭКГ (АХ, мс) и амплитуду моды (АМо, % - количество кардиоинтервалов, соответствующих модальному классу, выраженное в процентах от общего количества анализируемых кардиоинтервалов). На основе этих параметров рассчитывали индекс напряжения (ИН) по Баевскому [1] при ширине класса гистограммы 7,8 мс: ИН = (50/7,8) х (АМо/(2 х АХ х Мо)) х 1000. Спектральный анализ проводили в диапазонах HF (0,9-3,0 Гц), LF (0,32-0,9 Гц), VLF (0,18-0,32 Гц).
Таблица 1
Изменения ЧСР, некоторых показателей геометрического и статистического анализа ВСР самцов крыс разных типологических групп после однократного введения фенилэфрина
Показатель ВСР Типологическая группа (п) Перед введением ФЭ Через 5 мин после введения ФЭ Через 10 мин после введения ФЭ Через 20 мин после введения ФЭ
ЧСР, уд/мин НМВ (5) 343,8 ± 9,1# 333,8 ± 6,6### 338,0 ± 5,9## 324,6 ± 6,3##
СМВ (10) 323,9 ± 4,0 304,6 ± 5,8* 306,2 ± 6,9* 300,3 ± 5,1**
ВМВ (11) 312,6 ± 5,5ЛЛ 297,7 ± 7,9ЛЛ 289,7 ± 5,6**, ллл 287,3 ± 4,4**, ллл
Мо, мс НМВ (5) 176,2 ± 6,1 185,0 ± 4,8 178,2 ± 3,1# 185,6 ± 3,5#
СМВ (10) 185,0 ± 2,2 197,5 ± 4,1* 196,5 ± 4,6* 199,9 ± 3,6*
ВМВ (11) 195,0 ± 4,2# 202,6 ± 5,6 203,0 ± 2,8ЛЛЛ 209,0 ± 2,8*, ллл
RMSSD, мс НМВ (5) 3,6 ± 0,3## 3,8 ± 0,4# 3,4 ± 0,3# 5,2 ± 0,6*
СМВ (10) 5,9 ± 0,5 6,8 ± 0,7 6,7 ± 0,8 6,6 ± 0,6
ВМВ (11) 111 ± 0 7###, ллл 10,8 ± 0,6###, ллл 10,1 ± 0,6##, ллл 11,5 ± 1,6* лл
SD, мс НМВ (5) 4,2 ± 0,3 4,0 ± 0,4 4,4 ± 0,5 5,2 ± 0,7
СМВ (10) 5,8 ± 0,6 5,8 ± 0,6 6,0 ± 0,5 5,4 ± 0,5
ВМВ (11) 8,3 ± 0,4##, ллл 8,5 ± 0,6##, ллл 8,4 ± 0,6##, ллл 94 ± 0 3*, ###, ллл
ИН, отн. ед. НМВ (5) 53,2 ± 5,97## 50,4 ± 5,4### 43,8 ± 3,4# 31,3 ± 4,0*
СМВ (10) 30,7 ± 4,0 25,9 ± 3,4 28,8 ± 4,0 33,3 ± 4,8
ВМВ (11) 15,6 ± 1,4###, ллл 13,1 ± 1,2##, ллл 14,9 ± 1,8##, ллл 14,2 ± 2,0*** ллл
Примечание. Здесь и в табл. 2, 3 обозначены статистически значимые отличия от величины соответствующего показателя: знаком * - крыс перед введением ФЭ (* - прир < 0,05, ** - прир < 0,01, *** - прир < 0,001), # - крыс группы СМВ (# - прир < 0,05, ## - прир < 0,01, ### - прир < 0,001), л - крыс группы СМВ (л - прир < 0,05, лл - прир < 0,01, ллл - при р < 0,001).
Таблица 3
Изменения показателей ВСР самцов крыс разных типологических групп после 7-дневного
введения фенилэфрина
Таблица 2
Изменения показателей спектрального анализа ВСР самцов крыс разных типологических групп
после однократного введения фенилэфрина
Показатель ВСР Типологическая группа (п) Перед введением ФЭ Через 5 мин после введения ФЭ Через 10 мин после введения ФЭ Через 20 мин после введения ФЭ
ОТ, мс2 НМВ (5) 2,71 ± 0,21## 3,07 ± 0,44### 3,08 ± 0,40### 7,37 ± 1,19**
СМВ (10) 6,26 ± 0,65 16,05 ± 2,15*** 10,31 ± 1,11** 14,56 ± 2,52**
ВМВ (11) 34,83 ± 4,61###- ллл 34,34 ± 3,68###- ллл 36,72 ± 3,21###- ллл 64,08 ± 4,53***-# ## ллл
LF, мс2 НМВ (5) 0,71 ± 0,16### 0,53 ± 0,11### 0,69 ± 0,09### 2,22 ± 0,25***
СМВ (10) 2,13 ± 0,21 3,50 ± 0,58* 4,18 ± 0,62** 1,93 ± 0,39
ВМВ (11) 5,06 ± 0,65###- ллл 3,88 ± 0,60###- ллл 5,20 ± 0,54###- ллл 4,85 ± 0,94###- ллл
^^ мс2 НМВ (5) 0,77 ± 0,12# 0,72 ± 0,10## 1,82 ± 0,32* 2,08 ± 0,34**
СМВ (10) 1,59 ± 0,22 1,57 ± 0,21 2,88 ± 0,34** 1,57 ± 0,23
ВМВ (11) 4,05 ± 0,64##- ллл 3,67 ± 0,57## 3,63 ± 0,30лл 3,85 ± 0,45###- л
1С, отн. ед. НМВ (5) 0,54 ± 0,03 0,46 ± 0,06 0,79 ± 0,07* 0,72 ± 0,06*- ##
СМВ (10) 0,58 ± 0,10 0,35 ± 0,07 0,56 ± 0,12 0,29 ± 0,07*
ВМВ (11) 0,41 ± 0,08 0,36 ± 0,08 0,33 ± 0,05ллл 0,38 ± 0,06лл
Показатель ВСР Крысы с НМВ (симпатикотония), п = 5 Крысы с СМВ (вегетативное равновесие), п = 15 Крысы с ВМВ (ваготония), п = 3
До введения После введения До введения После введения До введения После введения
ЧСР, уд/мин 330,0 ± 4,7# 291,4 ± 3,5***, ### 311,5 ± 3,9 246,3 ± 2,9*** 298,0 ± 6,8лл 258,9 ± 2,5**, ллл
Мо, мс 180,9 ± 3,8 209,8 ± 2,6***' ### 191,5 ± 3,8 237,1 ± 2,5*** 199,0 ± 5,7л 234,2 ± 2,2**, ллл
RMSSD, мс 3,5 ± 0,4### 6,1 ± 0,4**, ### 6,0 ± 0,2 11,0 ± 0,6*** 12,0 ± 0,7###- ллл 12,1 ± 0,8ллл
SD, мс 4,1 ± 0,3### 5,0 ± 0,5### 6,3 ± 0,1 14,6 ± 0,7*** 8,0 ± 0,6### ллл 8,5 ± 0,7### лл
ИН, отн. ед. 52,3 ± 5,0## 30,2 ± 2,1*, ### 33,4 ± 2,9 8,00 ± 0,5*** 13,6 ± 1,6## ллл 22,3 ± 1,8*, ### л
ОТабс, мс2 2,9 ± 0,1## 6,4 ± 0,7**, ### 7,8 ± 0,9 23,1 ± 2,3*** 17,5 ± 1,6###.ллл 20,7 ± 2,2ллл
LFабс, мс2 1,3 ± 0,2 1,7 ± 0,1### 3,5 ± 0,7 13,7 ± 1,4*** 7,8 ± 0,8# ллл 11,0 ± 0,8ллл
VLFабс, мс2 1,1 ± 0,1## 1,6 ± 0,2### 3,2 ± 0,4 15,7 ± 1,5*** 4,1 ± 0,4ллл 17,8 ± 1,4*" ллл
HF, % 53,4 ± 3,2 66,0 ± 3,2*, ### 60,3 ± 2,2 43,7 ± 1,2ллл 54,1 ± 2,6 42,0 ± 3,2*, лл
LF, % 24,9 ± 1,4 18,0 ± 1,8*, # 20,2 ± 1,2 25,7 ± 1,7 29,1 ± 2,5## 22,0 ± 1,5
^^ % 20,7 ± 2,2 16,0 ± 1,4# 19,8 ± 1,3 30,8 ± 1,7*** 16,8 ± 1,6 36,0 ± 2,9**, ллл
1С, отн. ед. 0,80 ± 0,08 0,44 ± 0,05*™ # 0,67 ± 0,10 1,22 ± 0,12*** 0,69 ± 0,06 1,40 ± 0,11**, ллл
Определяли абсолютную мощность волн (мс2), рассчитывали относительные мощности (%) от общей мощности спектра колебаний (НБ%, LF% VLF%), индекс централизации (1С = (LF+VLF)/ ОТ) [1].
В качестве а1-адреномиметика использовали фенилэфрин (ФЭ) с учетом данных [8, 12, 14]. Поскольку в естественных условиях ситуации, связанные с усилением адренергических влияний, возникают с меньшей или большей степенью регулярности, в работе применяли два режима введения ФЭ: 1) однократное - в дозе 0,5 мг/кг массы тела внутрибрюшинно, 2) регулярное -
в дозе 0,3 мг/кг массы тела внутрибрюшинно ежедневно в период с 8 до 10 ч в течение 7 дней. Учитывая данные литературы [12] об изменении чувствительности а1-адренорецепторов миокарда при регулярном введении ФЭ, предполагали выявить изменения в реакции сердечного ритма на ФЭ и их особенности у животных с различными типами ВСР.
Анализ ВСР крыс выполняли в состоянии спокойного бодрствования, на 5-й, 10-й и 20-й минутах после однократного введения препарата, через 20 минут после последней инъекции при 7-дневном введении ФЭ. Изменения ВСР в усло-
виях фармакологических проб анализировали с учетом исходного состояния регуляторных систем особей, применяя типологический подход.
Статистическую обработку результатов исследования проводили, вычисляя среднее арифметическое значение (М), ошибку среднего арифметического значения (т), и представляли в виде М ± т. Различия между группами оценивали с помощью критерия Стъюдента, достоверными считались результаты при р < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ исходных данных показал, что различия между типологическими группами крыс с НМВ, СМВ и ВМВ по ЧСР и параметрам ВСР были весьма существенными (см. табл. 1-3). Согласно табл. 1, в течение 5-20 мин после однократного введения ФЭ у большинства крыс произошло небольшое урежение ЧСР. Более всего ЧСР снизилась у крыс с вегетативным равновесием (на 7,3 %, р < 0,01) и ваготонией (на 8,1 %, р < 0,01). У особей-симпатотоников урежение сердцебиений носило только характер тенденции (на 5,6 %, р < 0,1).
Показатели общей вариабельности СР повышались, но рост RMSSD оказался существенным только у крыс с НМВ (к 20-й мин наблюдения на 44 %, р < 0,05), а SD - у крыс с ВМВ (к 20-й мин на 13,2 %, р < 0,05). ИН изменился незначительно, лишь у особей с НМВ он снизился к 20-й мин опыта (на 41,5 %, р < 0,05).
Анализ спектральных параметров ВСР выявил (см. табл. 2), что наибольшее повышение мощности волн после однократной инъекции ФЭ произошло в диапазоне HF. Ожидавшееся усиление медленных волн ВСР после однократного введения ФЭ оказалось менее выраженным.
Наиболее быстро и значительно мощность спектра ВСР выросла у крыс с СМВ. ОТ-волны усилились у них к 5-й мин (на 156 %, р < 0,001) и в дальнейшем оставались значительно выше исходных (на 64-132 %, р < 0,01). Также быстро нарастали LF-волны (к 5-й мин в среднем на 54 %, р < 0,05, к 10-й мин - на 95 %, р < 0,01), а также VLF-волны (к 10-й мин в среднем на 81 %, р < 0,01), но к 20-й минуте мощность медленных волн нормализовалась. 1С снизился к 20-й мин почти вдвое (р < 0,05), так как рост HF-волн оказался более значимым и стабильным, чем рост медленных волн. Следовательно, у крыс с вегетативным равновесием на однократное введение ФЭ происходила быстрая активация депрессор-ных механизмов с участием структур автономного контура регуляции и стволового гемодинами-ческого центра, но с сохранением ведущей роли
в регуляции структур автономного контура, согласно [1].
У особей с ВМВ изменения волн СР развивались медленно. Прирост мощности HF стал заметным только к 20-й мин и составил 84 % (р < 0,001), а мощность медленных волн и 1С практически не изменились (см. табл. 2). Очевидно, у крыс с ваготонией в реакцию на ФЭ вовлекались депрессорные механизмы только на уровне автономного контура регуляции, согласно [1].
У самцов с НМВ изменения вариабельности СР после введения ФЭ также развивались медленно. Только к 10-й мин усилились волны VLF (на 136 %,р < 0,05), вслед за этим к 20-й мин произошел скачок мощности волн во всех диапазонах спектра: ОТ - на 172 % (р < 0,01), LF - на 212 % (р < 0,001) и VLF - на 170 % (р < 0,05). Из-за особенно резкого усиления медленных волн 1С вырос на 46-33 % (р < 0,05). То есть у крыс с симпатикотонией активация депрессорных механизмов на введение ФЭ происходила медленно и была связана с усилением влияний со стороны надсегментарного уровня регуляции.
В результате 7-дневного введения ФЭ у всех самцов крыс произошло урежение ЧСР в среднем на 17 % (р < 0,001) при росте Мо кардиоин-тервалов почти на 20 % (р < 0,001) (см. табл. 3). В наибольшей степени снижение ЧСР произошло у самцов с вегетативным равновесием (на 21 %, р < 0,001). Соответственно, у них, а также у крыс-ваготоников были зарегистрированы наиболее низкие абсолютные значения ЧСР. В меньшей степени - на 11,7 % (р < 0,001) - произошло урежение ЧСР у самцов с симпатикотонией.
Помимо урежения ЧСР регулярная стимуляция периферических а1-адренорецепторов сопровождалась весьма значительным ростом вариабельности кардиоинтервалов, особенно в VLF- и LF-областях спектра ВСР (см. табл. 3). В наибольшей мере это оказалось характерным для крыс с СМВ, у которых выросла мощность волн всех спектральных диапазонов, особенно VLF -на 413 % (р < 0,001) и LF - на 277 % (р < 0,001), в меньшей степени ОТ - на 195 % (р < 0,001). При этом ИН снизился на 76 % (р < 0,001), а 1С повысился почти вдвое (р < 0,001). Доля ОТ'-волн в спектре сократилась до 43 % (р < 0,001), а доля VLF-волн увеличилась до 30,8 % (р < 0,001). Следовательно, на фоне ФЭ у крыс с вегетативным равновесием выросла активность депрессорных механизмов при участии всех уровней регуляции, особенно надсегментарного.
Крысы с ВМВ, как и особи с СМВ, на 7-дневное введение ФЭ отреагировали повышением мощности медленных волн, наибольшим оказался прирост VLF-волн (на 335 %, р < 0,001), на-
растание LF-волн (на 41,5 %) оказалось статистически не существенным. Вклад VLF в общую вариабельность кардиоинтервалов увеличился с 16 до 36 % (р < 0,01), а 1С увеличился более чем вдвое (р < 0,01). В совокупности с урежени-ем ЧСР эти изменения указывали на активацию депрессорных механизмов под контролем надсег-ментарного уровня регуляции.
У крыс с НМВ в результате 7-дневного введения ФЭ рост вариабельности СР произошел только в ОТ-области спектра (на 136 %,р < 0,001), что обусловило снижение ИН (на 42 %, р < 0,05) и 1С (на 45 %, р < 0,001). То есть у крыс с симпатико-тонией регулярное введение ФЭ преимущественно усилило активность депрессорных механизмов на уровне автономного контура регуляции, согласно [1].
Переходя к обсуждению результатов, отмечаем, что наиболее характерными изменениями СР самцов нелинейных крыс в первые 20 минут после однократного введения а1-адреномиметика являются небольшое урежение ЧСР (на 5-8 %), повышение мощности HF-волн, усиление VLF-и LF-волн. Причем последние из названных изменений наименее стабильны, выявляются не у всех крыс, а преимущественно у особей с СМВ и НМВ. В свою очередь, при 7-дневном введении ФЭ урежение ЧСР выражено сильнее (на 11-21 %), в большей мере нарастает вариабельность СР, причем у значительной части животных (с СМВ и ВМВ) повышается мощность VLF- и LF-волн.
Урежение ЧСР и рост вариабельности кар-диоинтервалов при разных режимах стимуляции а1-адренорецепторов свидетельствуют о повышении активности депрессорных (предположительно, парасимпатических) механизмов регуляции, что скорее всего связано с реализацией барорефлекса, согласно [2, 16]. В соответствии с теорией Р.М. Баевского [1], а также [13], это должно было проявиться в росте мощности LF-волн. Однако, по нашим данным, усиление этих волн не является строго специфичными, рост мощности волн наблюдается во всех частотных диапазонах спектра или преимущественно в одном из них, в зависимости от режима введения ФЭ и исходного типа ВСР. Так, после однократного введения агониста а1-адренорецепторов чаще наблюдается повышение мощности HF-волн, что согласуется с данными об изменении дыхательной функции при подъеме артериального давления в результате введения ФЭ [14]. В свою очередь, при регулярном введении ФЭ происходит увеличение доли медленных волн (особенно VLF) в спектре ВСР и более значительное урежение ЧСР, что в соответствии с концепцией Р.М. Баевского [1] свидетель-
ствует о повышении активности структур надсег-ментарного уровня и изменениях в гуморальном канале регуляции. Полагаем, эти изменения могли стать следствием комбинации эффектов, связанных как с реализацией барорефлекса, так и с прямым действием ФЭ на а1-адренорецепторы миокарда. Согласно данным литературы [6, 9, 11, 12, 15], ФЭ увеличивает длительность потенциала действия кардиомиоцитов, угнетая К+-ток через мембрану.
В проявлении общих изменений ВСР на стимуляцию периферических а1-адренорецепторов прослеживаются типологические особенности. Установлено, что наиболее быструю и существенную реакцию на введение ФЭ дают особи со СМВ или вегетативным равновесием, для которых характерны и сильная брадикардия, и значительный рост мощности волн СР, в том числе LF и VLF, при регулярном введении ФЭ. Следовательно, животные с вегетативным равновесием имеют широкий диапазон изменчивости параметров ВСР, а парасимпатический и адренергиче-ский каналы регуляции у них характеризуются высокими потенциальными возможностями к активации.
Особи с ВМВ, или ваготоническим типом по [3, 4], медленно реагируют на однократное введение ФЭ, хотя дают наибольшее урежение ЧСР. Не исключено, что у животных с исходно высоким уровнем парасимпатических влияний ниже реактивность адренергического звена регуляции. При 7-дневном введении а1-адреномиметика у них значительно нарастает мощность VLF-волн, т.е. усиливаются надсегментарные влияния на сердце. Предполагаем, что при высоком уровне парасимпатических влияний дальнейшее его повышение создает риск аритмий и нестабильности гемодинамики, что требует контроля со стороны вышележащих структур. Это предположение требует экспериментального подтверждения.
В свою очередь, особям с НМВ, или симпа-тотоникам по [3, 4], свойственна наименьшая брадикардия в ответ и на однократное, и на многократное введение ФЭ, а мощность волн СР, несмотря на прирост, остается у них ниже, чем у крыс с СМВ и ВМВ. При этом увеличение вариабельности кардиоинтервалов на однократное введение ФЭ у них развивается медленно и сопряжено с активацией всех уровней регуляции СР. Эти данные согласуются с результатами [2] о низкой чувствительности барорефлекса у крыс с высокой активностью симпатической нервной системы и свидетельствуют в пользу предположений: 1) об участии барорефлекторного механизма в изменениях ВСР при стимуляции а1-адренорецепторов, 2) о высоком уровне симпатоадреналовых влия-
ний и низкой парасимпатической активности у крыс с исходно низкой мощностью волн спектра ВСР.
В целом полученные данные свидетельствуют, что стимуляция aj-адренорецепторов потенцирует активность депрессорных механизмов, вызывающих урежение ЧСР и повышение вариабельности СР. При этом степень и скорость изменения ЧСР и мощности волн СР зависят от режима введения aj-адреномиметика и от исходного состояния регуляторных систем экспериментальных животных. В ответ на однократную стимуляцию aj-адренорецепторов наибольшее урежение ЧСР и рост мощности HF-волн характерно для крыс с вегетативным равновесием и ваготонией, но у последних эти изменения развиваются замедленно. У крыс с симпатикотонией урежение ЧСР несущественно, вариабельность СР нарастает медленно, но захватывает LF- и VLF-диапазоны, что свидетельствует о повышении централизации управления. При 7-дневном введении агониста а1-адренорецепторов наибольшее урежение ЧСР и рост мощности волн СР, повышение доли волн VLF и централизация управления также наблюдаются у крыс с вегетативным равновесием и ваготонией, а наименьшее урежение ЧСР и рост только HF-волн характерны для особей с симпатикотонией. Эти результаты свидетельствуют, что исходный тип ВСР нелинейных крыс имеет существенное значение для формирования ответной реакции регуляторных систем на фармакологические пробы, что требует учета в экспериментальной практике.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: методические рекомендации // Вестн. аритмол. 2001. (24). 1-23.
2. Кириллина Т.Н., Усачева М.А., Белкина Л.М. Особенности нейровегетативной регуляции у крыс с разной устойчивостью к стрессу, оцениваемые по вариабельности параметров гемодинамики // Бюл. эксперим. биол. мед. 2006. 142. (10). 376-381.
3. Курьянова Е.В. К вопросу о применении спектральных и статистических параметров вариабельности сердечного ритма для оценки нейрове-гетативного состояния организма в эксперименте // Бюл. СО РАМН. 2009. (6). 30-37.
4. Курьянова Е.В. Основные типы стресс-индуцированных изменений вариабельности сердечного ритма и интенсивности свободноради-
кальных процессов у нелинейных крыс в условиях острого напряжения // Бюл. СО РАМН. 2011. (6). 47-55.
5. Курьянова Е.В., Савельева Е.С., Абуталие-ва Г.Е., Саскаева Б.С. Особенности свободнора-дикальных процессов у нелинейных крыс с различным типом вегетативной регуляции сердечного ритма: онтогенетический аспект // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2008. Спец. выпуск, т. 2. 84-90.
6. Петрашевская Н.Н., Малихина А.П., Сидоров А.В., Лобанок Л.М. Влияние стимуляции адре-норецепторов на частоту депрессии параметров потенциала действия в правом предсердии крыс // Рос. физиол. журн. 1999. 85. (4). 554-560.
7. Сальников Е.В., Фатеев М.М., Сидоров А.В. и др. Вариабельность сердечного ритма у бодрствующих и наркотизированных крыс при воздействии Р-блокаторов // Бюл. эксперим. биол. мед. 2007. 144. (10). 372-375.
8. Сергеева О.В., Алипов Н.Н., Смирнов В.М. Влияние атропина, пропранолола и атенолола на волновую структуру колебаний ритма сердца у крыс // Бюл. эксперим. биол. мед. 2008. 145. (4). 364-367.
9. Chen L., Wang L., Xu B. et al. Mechanisms of alpha1-adrenoceptor mediated QT prolongation in the diabetic rat heart // Life Sci. 2009. 84. (7-8). 250-256.
10. Elghozi J.L., Julien C. Sympathetic control of short-term heart rate variability and its pharmacological modulation // Fundam. Clin. Pharmacol. 2007. 21. (4). 337-347.
11. Fedida D., Shimoni Y., Giles W.R. A novel effect of norepinephrine on cardiac cells is mediated by alpha 1-adrenoceptors // Am. J. Physiol. 1989. 256. (5, Pt. 2). H1500-H1504.
12. Gengo P.J., Bowling N., Wyss V.L., Hayes J.S. Effects of prolonged phenylephrine infusion on cardiac adrenoceptors and calcium channels // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1988. 244. (1). 100-105.
13. Heart rate variability. Standards of Measurement, Physiological interpretation and clinical use // Grculation. 1996. 93. 1043-1065.
14. McMullan S., Dick T.E., Farnham M.M., Pilowsky P.M. Effects of baroreceptor activation on respiratory variability in rat // Respir. Physiol. Neuro-biol. 2009. 166. (2). 80-86.
15. Nagashima M., Hattori Y., Akaishi Y. et al. Alpha 1-adrenoceptor subtypes mediating inotropic and electrophysiological effects in mammalian myocardium // Am. J. Physiol. 1996. 271. (4, Pt. 2). H1423-H1432.
16. Stauss H.M. Identification of blood pressure control mechanisms by power spectral analysis // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2007. 34. (4). 362-368.
THE TYPOLOGICAL FEATURES OF HEART RATE VARIABILITY CHANGES IN INBRED RATS AT PERIPHERAL a1-ADRENORECEPTORS STIMULATION
Evgeniya Vladimirovna KURIYANOVA, Arman Maratovich SITIMOV, Nina Aleksandrovna HORST, David L'vovich TEPLY
The Astrakhan State University, Innovative Natural institute 414000, Astrakhan, Shaumyan av., 1
The changes of heart rate variability (HRV) of inbred rats at a single introduction of a1-adrenomimetic phenylephrine (PE - 0.5 mg/kg body weight) and at a seven-day introduction of PE (0.3 mg/kg body weight) with consideration for the initial condition of individuals regulatory systems, that was defined at the absolute capacity of HF waves dominating in the spectrum, were studied. It is established that rats having the average HF-waves capacity (type vegetative balance) demonstrate the fastest and significant decrease of heart frequency, as well as the significant increase of RR-intervals variability in the HF range at a single introduction of PE, in all ranges, especially in VLF and LF at a seven-day introduction of PE. Individuals with high waves HF capacity (vagotonic type) have the similar changes of HVR, but these changes develop more slowly and at a seven-day introduction of PE differ by an especially strong growth of VLF waves capacity. Rats with low HF waves capacity (sympathetic type) have the weakest bradycardia as well as both the slow HF-, LF-, VLF-waves amplification and the increase of index centralization at a single introduction of PE. At a seven-day introduction of PE in these rats only HF waves show a moderate increase of capacity, it proves that the activity of the independent contour of regulation remains predominant. Thus, the stimulation of peripheral aradrenoreceptors can be accompanied by the growth of the capacity of all waves of spectrum HVR, and not only LF waves. Hence, it is capable to induce the increase of depressor mechanisms activity with participation of all levels of the regulation system. Accordingly, for revealing natural reactions to pharmacological tests it is necessary to take into account the initial type HRV of experimental animals.
Key words: heart rate variability, spectral analysis, vegetative balance, sympathetic type, vagotonic type, phenylephrine, aj-adrenoreceptors.
Kuriyanova E.V. - candidate biological sciences, assistant professor of the chair for physiology
and morphology of human and animals, e-mail: [email protected]
Sitimov A.M. - magistrand on «Natural scientific education» of biological faculty
Horst N^ - doctor of biological sciences, professor of the chair for physiology and morphology
of human and animals
Teply D.L. - doctor of biological sciences, professor, head of the chair for physiology and morphology of human and animals
