Особенности реакции инотропной и хронотропной функций сердца половозрелых крыс при введении адрено стимуляторов

Нервная регуляция деятельности сердца осуществляется взаимодействием симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, которые реализуют свое влияние через адренорецепторы и холинорецепторы клеток сердца [2, 3, 9, 12-14]. 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-адренорецептроы. 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 [7, 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 [1, 2, 17].

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 [13]. 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 [11, 13]. 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 и хронотропной функций 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 особей.

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 и частоты сердечных сокращений использовали метод тетраполярной грудной реографии [4, 5, 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. Как показали наши исследования, 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.

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

УОК	n (кол. жив)	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
		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 интактных крыс половозрелого возраста на первой неделе содержания в режиме неограниченной двигательной активности        при        введении

α1-адреностимулятора-фенилэфринаУОК увеличилась по сравнению с исходными данными на 0,132 мл и составил 0,349±0,007 мл (Р≤0,05) (Таблица 1). В процессе последующих трех недель содержания этих же животных в режиме НДА реакция УОК на введение α1-адреностимулятора      увеличивался 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 (Таблица 2).

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.

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

УОК	n (кол. жив)	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
		12	14	15
	исх.	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*
	1нед.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)

Наименьшую реакцию УОК на введение α1-агониста мы выявили у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии (Таблица 3). 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.

Таблица 3 – Изменения реакции ударного объема крови половозрелых крыс, группы ограниченной двигательной активности при введении β-, α1- и α2-адреностимуляторов

УОК	n (кол. жив)	β (агонист)	α1 (агонист)	α2 (агонист)
		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)

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, подвержанных 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 0,020мл (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.

Анализируя изменения частоты сердечных сокращений, мы установили, что 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) (Таблица 4).

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 (Таблица 5).

Таблица 4 – 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 5 – 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)

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 (Таблица 6).

Таблица 6 – 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)

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 1520 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 выявлено: у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии, реакция ЧСС на введение β- и α1-адреностимуляторов 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.

Заключение. 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.

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.

По нашим данным, в процессе мышечных тренировок наиболее выраженное увеличение реакции ЧСС происходит на введение α2-адреностимулятора. 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-адреностимуляторов. Следовательно, можно утверждать, 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 реакции УОК на введение β-, α1- и α2-адреностимуляторов. Выявлено, что в процессе мышечных тренировок наиболее выраженное увеличение реакции ЧСС происходит на введение α2-адрено стимулятора. Установлено, что у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии, происходит увеличение реакции ЧСС на введение β-, α1- и α2-адреностимуляторов. Следовательно, можно утверждать, что у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, на высоком уровне сохраняется симпатическое влияние в регуляции частоты сердечных сокращений.