Особенности реакции инотропной функции сердца половозрелых крыс при введении адреностимуляторов

Нервная регуляция деятельности сердца осуществляется взаимодействием симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, которые реализуют свое влияние через адренорецепторы и холинорецепторы клеток сердца [1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 14] По мнению ряда исследователей, в сердце наиболее распространенными являются β-адренорецепторы. Их стимуляция увеличивает силу сокращения миокарда, повышает проводимость и возбудимость сердечной мышцы. Через специфические G белки β-АР способны модулировать активность различных внутриклеточных сигнальных систем. При этом, наиболее распространенными являются β1-адренорецепторы. По мнению ученых, около 80 % от общего количества β-адренорецепторов относится к подтипу этой группы.

В большинстве клинических и экспериментальных исследований особое внимание уделялось изучению эффекта блокады β-АР. Этот подход возник в связи с преобладающей ролью β-адреноблокаторов в лечении стенокардии, гипертонии и сердечной недостаточности [14]. В результате, вопрос о роли α-АР в развитии заболеваний сердца был незаслуженно забыт. Однако, в последнее время наблюдается возрождение интереса к данным исследованиям. Многие ученые проявляют особый интерес к изучению участия α-адренорецепторов в регуляции сердечных функций.

Отмечается, что несмотря на низкую плотность α1-АР в сравнении с β-АР, они играют важную роль в регуляции функций сердца [14]. Известно, что α1-АР присутствуют в сердце и схожи у различных видов животных. Представительство α1-AР в сердце человека было продемонстрировано на молекулярном уровне [12]. При этом, значение α2-AР в сердце изучено недостаточно. Ранее считалось, что α2-АР в сердце млекопитающих лишь модулирует регуляторные влияния, располагаясь пресинаптически и ингибируя высвобождение норадреналина [13, 12]. В то же время имеется мнение, что α2-АР ответственен за регуляцию сократимости миокарда. Таким образом, в настоящее время у исследователей нет единого мнения об участии β- и α-АР в регуляции инотропной функции сердца. Более того, роль разных подтипов АР в регуляции насосной функции сердца животных, подверженных различным режимам двигательной активности, остаются практически не изученными.

Целью наших исследований явилось изучение роли альфа- и бета-адренорецепторов в регуляции инотропной функции сердца половозрелых животных, подверженных различным режимам двигательной активности.

Материал и методы исследований. Для экспериментов использовались белые беспородные крысы в возрасте от 120- до 150-ти дневного возраста. Животные размещались в специальном помещении, в стандартных пластмассовых клетках для содержания и разведения лабораторных грызунов. В клетках находилось по 3-4 однополых 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 ударного объема крови 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 интактных животных в 120-дневном возрасте ударный объем крови (УОК)

составлял 0,211± 0,007 мл. После введения эуфиллина УОК увеличился на 0,086 мл и достиг 0,297±0,008 мл (Р≤0,05). Следовательно, введение препарата β-агониста вызвало достоверное увеличение систолического выброса крови у данной группы животных. В течение первых двух недель содержания животных в режиме неограниченной двигательной активности (НДА) реакция УОК на введение β-агониста - эуфиллина существенно не изменилась, сохраняясь примерно на уровне 0,290-0,307 мл. В процессе последующих двух недель содержания животных интактной группы в режиме НДА реакция УОК на введение эуфиллина еженедельно увеличивалась примерно на 0,025-0,030 мл и к 150дневному возрасту достигла 0,359±0,007 мл (Р≤ 0,05). Разница между исходными реакциями УОК на введение β-агониста и реакциями, полученными к концу четвертой недели экспериментов, составила 0,148 мл (Р<0,05). Таким образом, у животных интактной группы, содержавшихся в режиме НДА при введении β-агониста- эуфиллина, реакция УОК существенно возрастает и в течение первых двух недель сохраняется примерно на одном уровне. Однако, в процессе последующих двух недель, т.е. на третьей и четвертой неделях вновь достоверно возрастает. Следовательно, реакция УОК на введение β-агониста - эуфиллина у половозрелых крыс интактной группы изменяется «скачкообразно», т.е. периоды менее значительных изменений реакций УОК на введение эуфиллина сменяются этапами существенного прироста.

Таблица 1 – Изменения реакции ударного объема крови половозрелых крыс, интактной группы при введении β-, α1- и α2-адреностимуляторов

Показатель	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
n (кол. жив)	11	10	12
исх.	0,211± 0,007	0,217± 0,005	0,219± 0,008
после введ	0,297± 0,008*	0,327± 0,009*	0,197± 0,009*
1 неделя	0,299± 0,005	0,349± 0,007*	0,199± 0,007
2 неделя	0,307± 0,009*	0,367± 0,008*	0,187± 0,004*
3 неделя	0,327± 0,004*	0,377± 0,005*	0,177± 0,005*
4 неделя	0,359± 0,007*	0,389± 0,009*	0,169± 0,006

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

У животных экспериментальной группы, т.е. подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа усиленной двигательной активности-УДА), мы также, как у интактной группы животных, при введении β-агониста - эуфиллина наблюдали высокую реакцию систолического выброса крови, где реакция УОК составила 0,090 мл (Р≤0,05). В процессе первых двух недель систематических мышечных тренировок у данной группы животных наблюдалось увеличение реакции УОК на введение эуфиллина. Еженедельно реакция УОК на введение β-агониста увеличивалась примерно на 0,008-0,010 мл (Р≤0,05). На третьей и четвертой неделях мышечных тренировок реакция УОК у животных экспериментальной группы на введение β-агониста значительно увеличилась и достигла 0,020-0,030 мл (Р≤0,05). Разница между реакциями УОК на введение β-агониста контрольной группы и группы животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам, к концу четвертой недели составила 0,020 мл (Р≤0,05).

Таблица 2 – Изменения реакции ударного объема крови половозрелых крыс группы усиленной двигательной активности при введении β-, α1- и α2-адреностимуляторов

Показатель	β (агонист), n=12	α1 (агонист), n=14	α2 (агонист), n=15
Контроль	0,217±0,005	0,215±0,007	0,214±0,009
после введ	0,307±0,007*	0,315±0,008*	0,177±0,004
1 нед.мыш. трен.	0,319±0,004*	0,329±0,004	0,169±0,005
2 нед.мыш.трен.	0,327±0,006	0,347±0,003*	0,135±0,008*
3 нед.мыш.трен.	0,347±0,009*	0,359±0,008*	0,147±0,007
4 нед.мыш.трен.	0,379±0,007*	0,387±0,007*	0,149±0,006

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

У группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии, при введении β-агониста - эуфиллина мы наблюдали наименьшие изменения реакции УОК по сравнению с предыдущими исследованными группами животных. Так, если у животных группы НДА и УДА реакция УОК на введение β-агониста составляла соответственно 0,086 и 0,090 мл, то у животных группы ГП она составила лишь 0,070 мл (Р≤0,05). Более того, у данной группы животных по мере увеличения времени ограничения двигательной активности (гипокинезии) реакция УОК существенно снижалась и в 150-дневном возрасте составила лишь 0,009 мл. Данная реакция УОК на четвертой неделе экспериментов оказалась значительно ниже по сравнению с реакциями УОК, полученными в группе животных НДА и УДА, соответственно на 0,023 и 0,027 мл (Р≤0,05). Следовательно, у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, в течение четырех недель, реакция УОК на введение β-агониста- эуфиллина снижается с 0,070 мл до 0,009 мл (Р≤0,05).

Таблица 3 – Изменения реакции ударного объема крови половозрелых крыс группы ограниченной двигательной активности при введении β-, α-1 и α2-адреностимуляторов

Показатель	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
n (кол. жив)	11	15	14
исх.	0,214±0,005	0,218± 0,008	0,215± 0,009
после введ	0,291± 0,007*	0,317± 0,009*	0,189± 0,004
1 нед.гипокинез	0,298± 0,009	0,322± 0,007	0,179± 0,005*
2 нед.гипокинез	0,277 ± 0,005*	0,317± 0,008	0,167± 0,007*
3 нед.гипокинез	0,258± 0,004*	0,299 ± 0,005*	0,157± 0,006
4 нед.гипокинез	0,249± 0,008*	0,309± 0,009	0,139± 0,009*

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

Обобщая вышеизложенное, можно отметить, что наиболее высокая реакция на введение β-агониста наблюдается у животных, подверженных усиленному двигательному режиму, тогда как у животных, подверженных ограниченной двигательной активности, данная реакция оказалась значительно ниже.

У интактных крыс половозрелого возраста на первой неделе содержания в режиме неограниченной двигательной активности при введении α1-адреностимулятора-фенилэфрина УОК увеличилась по сравнению с исходными данными на 0,132 мл и составила 0,349±0,007 мл (Р≤0,05). В процессе последующих трех недель содержания этих же животных в режиме НДА реакция УОК на введение α1-адреностимулятора увеличивалась примерно на 12-18 мл еженедельно (Р≤0,05). Разница между исходными реакциями УОК на введение α1-агониста и зарегистрированными на четвертой неделе НДА составила 0,062 мл (Р≤0,05). Следовательно, у интактных животных, содержавшихся в режиме неограниченной двигательной активности в течение четырех недель, наблюдается значительное увеличение реакции УОК на введение α1-адреностимулятора.

У животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа УДА), на первой неделе мы также наблюдали значительное увеличение реакции УОК на введение α1-агониста-фенилэфрина. Однако, в отличие от интактной группы животных, у крыс, подверженных систематическим мышечным тренировкам начиная со второй недели систематических мышечных тренировок, наблюдалась менее выраженная реакция УОК на введение α1-агониста. Следовательно, у животных экспериментальной группы в процессе систематических мышечных тренировок в течение четырех недель реакция УОК на введение α1-адреностимулятора существенно снижается.

Наименьшую реакцию УОК на введение α1-агониста мы выявили у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии. У данной группы животных реакция УОК на введение α1-адреностимулятора на первой неделе экспериментов оказалась значительно ниже по сравнению с показателями животных группы НДА на 0,027 (Р<0,05). Низкая реакция УОК у данной группы животных на введение α1-адреностимулятора сохранялась и в процессе последующих трех недель ограничения двигательной активности. К концу четвертой недели гипокинезии реакция УОК на введение α1-агониста установилась примерно на уровне исходных величин. Следовательно, у группы половозрелых животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности наблюдается значительно низкая реакция УОК на введение α1-агониста. Более того, низкая реакция УОК сохраняется и в последующем, т.е. в процессе последующих четырех недель гипокинезии. Как показали наши исследования, режим ограниченной двигательной активности (гипокинезия) в значительной мере вызывает снижение реакции УОК на введение α1-адреностимулятора.

Таким образом, анализируя особенности реакции УОК на введение α1-адреностимулятора, мы выявили, что у группы животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам реакция УОК к концу четвертой недели экспериментов существенно увеличивается, тогда как у животных группы, подверженных гипокинезии, наоборот, существенно снижается.

У интактных крыс, т.е. животных, содержавшихся в режиме неограниченной двигательной активности, на первой неделе экспериментов при введении α2-адреностимулятора - медитина УОК снизился на 0,020 мл (Р≤0,05). В процессе последующих трех недель содержания этих же животных в режиме НДА реакция УОК на введение α2-адреностимулятора еженедельно снижалась примерно на 0,010 мл (Р≤0,05). Разница между исходными реакциями УОК на введение α2-агониста и зарегистрированными на четвертой неделе НДА составила 0,028 мл

(Р≤0,05). Следовательно, у интактных животных, содержавшихся в режиме НДА в течение четырех недель, наблюдается достоверное снижение реакции УОК на введение α2-адреностимулятора. У животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа УДА), при ведении α2-агониста реакция УОК на первой неделе экспериментов оказалась значительно ниже (на 0,030 мл) по сравнению с показателями контрольной группы животных того же возраста (Р≤0,05). Более того, начиная со второй недели систематических мышечных тренировок, происходило дальнейшее снижение реакции УОК на введение α2-агониста, а затем на третьей и четвертой неделях тренировок реакция УОК стабилизировалась. На четвертой неделе систематических мышечных тренировок реакция УОК на введение α2-агониста у животных группы УДА оказалась на 0,028 мл ниже по сравнению с исходными величинами. Следовательно, у животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам, наблюдается более выраженное снижение реакции УОК на введение α2-адреностимулятора. Разница между реакциями УОК контрольной группы и группы УДА на введение α2-адреностимулятора к концу четвертой недели экспериментов составила более 0,020 мл (Р≤0,05).

У группы животных, подверженных режиму гипокинезии, на первой неделе, как и у предыдущих исследованных групп, мы наблюдали снижение реакции УОК на введение α2-адреностимулятора. При этом следует отметить, что реакции УОК на введение α2-адреностимулятора у животных, подверженных гипокинезии, на первой неделе экспериментов оказалась на 0,012 мл больше, по сравнению с реакцией животных, подверженных мышечным тренировкам (Р≤0,05). В процессе последующих четырех недель ограничения двигательной активности животных реакция УОК постепенно снижалась. Разница между исходными реакциями УОК на введение α2-агониста и реакциями, полученными в конце четвертой недели гипокинезии у данной группы животных, составила 0,050 мл (Р≤0,05). Следовательно, режим ограниченной двигательной активности (гипокинезия) в значительной мере вызывает снижение реакции УОК на введение α2-адреностимулятора.

Таким образом, анализируя особенности реакции УОК на введение α2-адреностимулятора, мы выявили, что у всех исследованных групп животных (НДА, УДА и ГП) реакция УОК к концу четвертой недели экспериментов достоверно снижается. При этом, более выраженное снижение реакции УОК на введение α2-адреностимулятора происходит у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности.

Заключение. Таким образом, анализируя особенности изменения реакции УОК на введение β-, α1- и α2-адреностимуляторов мы выявили, что:

• -    у животных, подверженных режиму усиленной двигательной активности, реакция УОК на введение β- и α1–адреностимуляторов сохраняется на высоком уровне;

• -    у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, наблюдается существенное снижение реакции УОК на введение β-, α1-и α2-адреностимуляторов. Режим гипокинезии сохраняет данную реакцию на низком уровне.

Резюме

Впервые проведены исследования по изучению особенности реакции ударного объема крови лабораторных животных, подверженных различным режимам двигательной активности, при введении β-, α1- и α2-адреностимуляторов. 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 ударного объема крови использовали метод тетраполярной грудной реографии.

Установлено, что у животных, подверженных режиму усиленной двигательной активности, реакция УОК на введение β- и α1–адреностимуляторов сохраняется на высоком уровне. Выявлено, что у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, наблюдается существенное снижение реакции УОК на введение β-, α1- и α2-адреностимуляторов. Режим гипокинезии сохраняет данную реакцию на низком уровне.