Особенности реакции частоты сердцебиений лабораторных животных, подверженных различным режимам двигательной активности при введении b-, а1- и а2-адрено стимуляторов

В основе нервной регуляции деятельности сердца лежит взаимодействие между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы, которые реализуют свои влияния через адренорецепторы и холинорецепторы клеток сердца [1, 2, 4, 7, 8, 9, 10, 12]. Принято считать, что в сердце наиболее распространенными являются β-АР. Их стимуляция увеличивает силу сокращения миокарда, учащает сердцебиение, повышает проводимость и возбудимость сердечной мышцы. В последние годы так же наблюдается возрождение интереса к изучению всех адренорецепторов. Несмотря на то, что плотность α1-АР в сравнении с β-АР ниже, однако α1-АР играют важную роль в регуляции функций сердца. Известно, что α1-АР присутствуют в сердце и схожи у различных видов животных [12]. Следует отметить, что значение α2-AР в сердце изучено недостаточно [11]. При этом выявление роли разных подтипов АР и М-ХР в регуляции насосной функции сердца животных, подверженных различным режимам двигательной активности, остаются практически не изученными.

Целью наших исследований явилось изучение роли альфа- и бета-адрено рецепторов в регуляции частоты сердечных сокращений у животных, подверженных различным режимам двигательной активности.

Материал и методы исследований. Для экспериментов использовались белые беспородные крысы в возрасте от 100 до 130-ти дневного возраста. Животные размещались в специальном помещении в стандартных пластмассовых клетках для содержания и разведения лабораторных грызунов. В клетках находилось по 3-4 однополые особи.

Для изучения роли разных подтипов АР и М-ХР в регуляции насосной функции сердца животных, подверженных различным режимам двигательной активности, вводили эуфиллин (β), медитин (α2), фенилэфрин (α1).

Мышечную тренировку животных осуществляли увеличивающимся по времени и усиливающимся по интенсивности ежедневным плаванием. Ограничение двигательной активности, т.е. гипокинезию для лабораторных животных, создавали путем содержания в специальных пенал-клетках.

Для определения частоты сердечных сокращений использовали метод тетраполярной грудной реографии [15]. Дифференцированную реограмму регистрировали в динамике у наркотизированных животных при естественном дыхании с помощью прибора РПГ–204.

Для оценки достоверности различий использовали стандартные значения t- критерия Стьюдента.

Результат исследований. У контрольных животных в 100-дневном возрасте частота сердечных сокращений составляла 455,3±3,1 уд/мин. После введения эуфиллина ЧСС увеличилась на 74,3 уд/мин и достигла 529,6±2,1 уд/мин (Р<0,05). Следовательно, введение препарата β-агониста вызвало достоверное увеличения частоты сердцебиения данных животных. К концу первой недели содержания животных в режиме неограниченной двигательной активности (НДА) наблюдалась примерно такая же реакция ЧСС на введение эуфиллина. В процессе последующих трех недель содержания данных животных в режиме НДА реакция ЧСС сохранялась высокой, примерно на уровне 550-560 уд/мин (Р< 0,05). Разница между исходными рациями ЧСС на введение β-агониста и реакциями, полученными к концу четвертой недели экспериментов, составила 104,1 уд/мин (Р<0,05). Таким образом, у животных контрольной группы, содержавшихся в режиме НДА при введении β-агониста, реакция ЧСС существенно возрастает и в течение последующих четырех недель сохраняется на повышенном уровне.

У животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа УДА), на первой неделе также наблюдалось высокая реакция ЧСС на введение β-агониста (примерно 70-60 уд/мин). Однако, начиная со второй недели систематических мышечных тренировок, у данной группы животных наблюдалось существенно снижение реакции ЧСС на введение эуфиллина. К концу четвертой недели систематических мышечных тренировок реакция ЧСС на введение β-агониста снизилась на 68,0 уд/мин (Р<0,05). Разница между реакциями ЧСС на введение β-агониста контрольной группы и группы животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам к концу четвертой недели составила 36,1 уд/мин (Р<0,05).

Наиболее высокую реакцию ЧСС на введение β-агониста, наблюдали у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии. Так, если у животных группы НДА и УДА реакция ЧСС на введение β-агониста на первой неделе составляла соответственно 74,3 и 72,9 уд/мин, то у животных группы ГП она составила 129,8 уд/мин (Р<0,05). Более того, у данной группы животных высокая реакция ЧСС сохранялась и в процессе последующих трех недель ограничения двигательной активности. Разница между исходными рациями ЧСС на введение β-агониста и реакциями, полученными к концу четвертой недели экспериментов, у данной группы животных составила 150,5 уд/мин (Р<0,05). Данная реакция ЧСС на четвертой неделе экспериментов оказалась значительно выше по сравнению с реакциями ЧСС, полученными в группе животных НДА и УДА, соответственно на 46,4 и 82,5 уд/мин (Р<0,05).

У контрольных животных на первой неделе содержания в режиме неограниченной двигательной активности при введении α1-адреностимулятора ЧСС увеличилась на 24,4 уд/мин (Р<0,05). В процессе последующих трех недель содержания этих же животных в режиме НДА реакция ЧСС на введение α1-адреностимулятора снижалась примерно на 15 уд/мин еженедельно (Р<0,05). Разница между исходными реакциями ЧСС на введение α1-агониста и зарегистрированными на четвертой неделе НДА составила 57,0 уд/мин (Р<0,05). Следовательно, у животных контрольной группы, содержавшихся в режиме НДА, наблюдается некоторое снижение реакции ЧСС на введение α1-адреностимулятора. У животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа УДА), на первой неделе, наблюдалось достоверное увеличение реакции ЧСС на введение α1-агониста. В отличие от контрольной группы животных, у опытной группы наблюдалось существенное снижение реакции ЧСС на введение фенилэфрина. Еженедельное снижение реакции ЧСС на введение α1-адреностимулятора составило 25-

30 уд/мин (Р<0,05). К концу четвертой недели систематических мышечных тренировок реакция ЧСС на введение α1-агониста установилась примерно на уровне исходных значений. Следовательно, у животных экспериментальной группы в процессе систематических мышечных тренировок в течение четырех недель реакция ЧСС на введение α1-адреностимулятора существенно снизилась.

Наиболее высокую реакцию ЧСС на введение α1-агониста наблюдали у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии. У данной группы животных реакция ЧСС на введение α1-адреностимулятора оказалась значительно выше, по сравнению с показателями животных группы НДА и УДА соответственно на 31,7 и 35,9 уд/мин (Р<0,05). У данной группы животных высокая реакция ЧСС на введение α1-адреностимулятора сохранялась и в процессе последующих трех недель ограничения двигательной активности. Разница между исходными реакциями ЧСС на введение α1-агониста и реакциями, полученными к концу четвертой недели гипокинезии, у данной группы животных составила 117,1 уд/мин (Р<0,05). Данная реакция ЧСС на введение α1-адреностимулятора на четвертой неделе экспериментов оказалась значительно выше по сравнению с реакциями ЧСС, полученными в группе животных НДА и УДА, соответственно, на 60,1 и 99,0 уд/мин (Р<0,05).

У животных, содержавшихся в режиме неограниченной двигательной активности, на первой неделе при введении α2-адреностимулятора ЧСС снизилась на 21,2 уд/мин (Р<0,05). В процессе последующих трех недель содержания этих же животных в режиме НДА реакция ЧСС на введение α2-адреностимулятора еженедельно снижалась на 10-15 уд/мин (Р<0,05). Разница между исходными реакциями ЧСС на введение α2-агониста и зарегистрированными на четвертой неделе НДА оказалась не достоверной. Следовательно, у животных контрольной группы, содержавшихся в режиме НДА, в течение четырех недель наблюдается достоверное снижение реакции ЧСС на введение α2-адреностимулятора. У животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа УДА), начиная со второй недели систематических мышечных тренировок, наблюдалось более существенное снижение реакции ЧСС на введение медитина. Еженедельное снижение реакции ЧСС на введение α2-адреностимулятора у данной группы животных составило 15-20 уд/мин (Р<0,05). К концу четвертой недели систематических мышечных тренировок реакция ЧСС на введение α2-агониста у животных группы УДА оказалась на 31,0 уд/мин ниже исходных величин. Следовательно, у животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам, наблюдается более выраженное снижение реакции ЧСС на введение α2-адреностимулятора. Разница между реакциями ЧСС контрольной группы и группы УДА на введение α2-адреностимулятора к концу четвертой недели экспериментов составила более 30 уд/мин (Р<0,05).

У группы животных, подверженных режиму гипокинезии, на первой неделе, наоборот, наблюдалось увеличение реакции ЧСС на введение α2-адреностимулятора. Увеличение реакции ЧСС на введение α2-адреностимулятора регистрировалось в процессе последующих трех недель гипокинезии. Разница между исходными рациями ЧСС на введение α2-агониста и реакциями, полученными к концу четвертой недели гипокинезии, у данной группы животных составила 81,4 уд/мин (Р<0,05).

Таким образом, анализируя особенности изменения реакции ЧСС на введение β-, α1- и α2-адреностимуляторов, было выявилено: у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии, реакция ЧСС на введение β- и α1–адрено стимуляторов сохраняется на высоком уровне. При этом режим систематических мышечных тренировок в значительной мере способствует снижению данной реакции; в процессе систематических мышечных тренировок животных также происходит существенное снижение реакции ЧСС на введение α2-адреностимулятора. Режим гипокинезии сохраняет данную реакцию на высоком уровне.

Таблица 1 – ЧСС лабораторных животных, контрольной группы при введении β, α1 и α2- адреностимуляторов

Показатель	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
Контроль	455,3± 3,1	452,7± 2,6	456,5±2,3
После введ	529,6±2,1*	522,7±1,6*	435,3±3,7*
1 нед. трен.	589,7±1,7*	547,1±3,7*	484,2±1,8*
2 нед. трен.	544,3±2,2*	532,4±3,1*	469,7±2,7
3 нед. трен.	558,3±1,5*	518,3±2,6*	458,1±2,7
4 нед. трен.	559,4±2,5	509,7±7,8	453,1±3,8

*- разница достоверна по сравнению с предыдущим значением (P<0,05).

Таблица 2 – ЧСС лабораторных животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам при введении β, α1 и α2-адреностимуляторов

Показатель	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
Контроль	449,3± 2,1	454,6± 2,4	456,3± 3,3
после введ	522,2 ±2,1*	514,3 ± 2,6*	436,2 ± 3,2*
1 нед. трен.	587,8 ±3,7*	534,5 ± 2,7*	476,6 ± 2,4*
2 нед. трен.	563,2 ±1,2*	504,6 ± 3,1*	460,1 ± 1,5
3 нед. трен.	542,5 ±2,5*	484,2 ± 2,3*	443,6 ± 4,7*
4 нед. трен.	517,3 ±2,4*	472,7 ± 1,8	425,3 ± 3,3*

*- разница достоверна по сравнению с предыдущим значением (P<0,05).

Таблица 3 – ЧСС лабораторных животных, подверженных гипокинезии при введении β, α1 и

α2-адреностимуляторов

Показатель	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
Контроль	453,2±3,1	457,2±2,6	447,8±2,3
после введ	569,3±2,3	506,1±3,6*	492,1±2,2*
1 нед. трен.	699,2±3,2*	562,2±3,1*	537,5±1,2*
2 нед. трен.	652,6±2,5*	598,8±2,1*	529,5±3,1
3 нед. трен.	619,1±3,1*	589,1±1,2	527,3±4,6
4 нед. трен.	603,7±2,3	574,3±3,5*	529,2±3,5

*- разница достоверна по сравнению с предыдущим значением (P<0,05).

Заключение. Во всех исследованных экспериментальных группах животных на первой неделе наблюдался положительный хронотропный эффект при введении β-, α1-адрено стимуляторов. Вероятнее всего это объясняется тем, что введение агонистов адренорецепторов приводит к достоверному учащению сердечных сокращений и смещению вегетативного гомеостаза в сторону активации симпатического канала регуляции, на что указывают и литературные данные [3, 4].

Как показали наши исследования, исходная реакция ЧСС на введении β-, α1-и α2-адрено стимуляторов зависит от уровня двигательной активности лабораторных животных. Наиболее выраженная исходная реакция ЧСС на введение разных подтипов адрено стимуляторов наблюдается в группе животных ограниченной двигательной активности и наименьшая – в группе животных, подверженных усиленному двигательному режиму.

В группе экспериментальных животных в процессе дальнейших мышечных тренировок к концу четвертой недели наблюдалось снижение реакции ЧСС на введение β-, α1- и увеличение на α2-адрено стимулятора. Следовательно, можно утверждать о том, что в процессе систематических мышечных тренировок у экспериментальной группы животных формируется брадикардия тренированности. Формирование брадикардии тренированности во взрослом организме исследователи объясняют относительным преобладанием влияния блуждающего нерва на сердце за счет понижения активности симпатического отдела вегетативной нервной системы [5, 6, 9]. На наш взгляд мышечная тренировка вызывает уменьшение общего и относительного числа ß-АР, что может быть причиной формирования брадикардии. Выполнение крысами низко интенсивных мышечных нагрузок приводит к брадикардии в покое за счет снижения β-адренергического тонуса [13, 14].

По нашим данным, в процессе мышечных тренировок наиболее выраженное увеличение реакции ЧСС происходит на введение α2-адрено стимулятора. По-видимому, это объясняется тем, что во взрослом организме при систематических мышечных тренировках наблюдается некоторое изменение в регуляции ЧСС и происходит относительное преобладание влияние блуждающего нерва на частоту сердцебиений.

Нами так же установлено, что у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии, происходит увеличение реакции ЧСС на введение β-, α1- и α2-адрено стимуляторов. Следовательно, можно утверждать о том, что у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, на высоком уровне сохраняется симпатическое влияние в регуляции частоты сердечных сокращений.

Резюме

Впервые проведены исследования по изучению особенности реакции частоты сердцебиения лабораторных животных, подверженных различным режимам двигательной активности при введении β-, α1- и α2-адреностимуляторов. Установлено, что у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии, реакция ЧСС на введение β- и α1-адрено стимуляторов сохраняется на высоком уровне. Выявлено, что режим систематических мышечных тренировок в значительной мере способствует снижению данной реакции. Установлено, что в процессе систематических мышечных тренировок животных также происходит существенное снижение реакции ЧСС на введение α2-адреностимулятора. Режим гипокинезии сохраняет данную реакцию на высоком уровне.