Влияние серотонина на показатели сердечного выброса при тренировочных нагрузках различной интенсивности

R.R. Abzalov, ,

N.I. Abzalov, ,

R.А. Abzalov, ,

Введение. Нами изучались влияние агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов и его реакция на показатели сердца у крыс, подверженных различным по интенсивности плавательным тренировкам. Под влиянием мышечных тренировок частота сердечных сокращений в покое уменьшается, а ударный объем крови и минутный объем кровообращения увеличиваются [1]. Лабильность показателей сердечного выброса у молодого организма более выражена [2].

С возрастом хронотропная реакция сердца на введение агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов уменьшается, а величины ударного объема крови и минутного объема кровообращения – увеличиваются [5]. Мышечная деятельность и спортивные тренировки также стимулируют данный процесс.

Влияние серотонина на изменение частоты сердечных сокращений с возрастом и при мышечной тренировке ослабевает, а на регуляцию ударного объема крови и минутного объема кровообращения увеличивается.

Существуют процессы, которые являются важной, неотъемлемой частью функционирования организма. Выработка серотонина в достаточной концентрации является одним из таких процессов. Влияние серотонина на физиологические функции организма чрезвычайно значимо, в организме он обеспечивает очень многие регуляторные процессы. Серотонин обладает центральными и периферическими эффектами. Периферический серотонин играет роль в регуляции частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, минутной производительности сердца, сосудистого тонуса и артериального давления [3, 4].

В организме серотонин образуется из аминокислоты триптофан. Извне организм человека получает его вместе с питанием. Реакция преобразования триптофана в организ- ме в серотонин хорошо протекает только при достаточном солнечном свете.

Мышечные деятельность и физические нагрузки также оказывают непосредственное влияние на процессы выработки серотонина организмом [8].

Актуальным представляется исследование влияния роли серотонина в регуляции сердечного выброса в условиях различного характера тренированности организма.

Цель исследования . Изучить влияние агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов в регуляции сердечного выброса при мышечных тренировках, направленных на развитие быстроты движений и выносливости.

Организация и методы. Были использованы в исследовании 2 режима плавательных тренировок крыс: для развития быстроты движений и для развития выносливости. Крысы подвергались плавательным тренировкам 6 дней в неделю, 4 раза в день по 3 минуты и с 3-минутным отдыхом между сеансами. Интенсивность тренировочного процесса достигалась последовательным увеличением массы отягощения от 5 до 16 % собственной массы каждого животного [2]. На развитие выносливости был использован режим плавательных тренировок, который ранее был разработан Р.А. Абзаловым [1].

Методика введения агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов: для определения изменений сердечного выброса крыс 21-, 70-, 100-суточного возрастов вначале наркотизировали уретаном (800 мг/кг массы тела). Оценивали изменения частоты сердечных сокращений, ударного объема крови и минутного объема кровообращения после введения 3 различных доз агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов (1, 10, 30 мкг/кг D-methyl-5-hydro-xytriptaminmaleat) [6, 7]. Каждую последующую дозу агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов вводили в бедренную вену крыс через катетер через 10 минут после предыдущей инъекции.

Результаты и обсуждение. Частота сердцебиения до препаровки у 21-суточных крысят контрольной группы составила величину 472,25 ± 5,26 уд./мин. При введении 1-й дозы препарата агониста 5-НТ2 рецептора серотонина, на исходе 10-й минуты уменьшение частоты сердечных сокращений (ЧСС) от исходной величины составило 22,20 уд./мин. После введения 2-й дозы препарата уже на 6-й минуте снижение ЧСС составило 33,54 уд./мин. Максимальный сдвиг частоты сердечных сокращений в сторону уменьшения, по сравнению с данными до препаровки в контрольной группе 21-суточных крысят, произошло после введения 3-й дозы препарата на исходе 10-й минуты. Показатель составил 417,75 ± 5,02 уд./мин. В контрольной группе 70-суточных крыс показатели частоты сердечных сокращений до введения инъекций равнялись 381,26 ± ± 8,36 уд./мин. В контрольной группе 70-суточных крыс при введении 3-й дозы агониста на исходе 10-й минуты наблюдалась максимальная реакция уменьшения частоты сердцебиения по сравнению с исходными данными до препаровки и разница составила 85,68 уд./мин. В группе 70-суточных крыс, тренированных на развитие быстроты движений, произошло значительное уменьшение показателей ЧСС в сравнении с данными в контрольной группе данного возраста. В группе 70-суточных крыс, тренированных на развитие выносливости, значение частоты сердечных сокращений до препаровки составило 330,75 ± 7,38 уд./мин. После введения 3-й дозы агониста серотонина на исходе 10-й минуты нами регистрировалось максимальное уменьшение показателей ЧСС на 50,03 уд/мин, абсолютные же показатели частоты сердцебиения у них при этом составили 280,72 ± 3,73 уд./мин. Максимальное уменьшение ЧСС в контрольной группе 100-суточных крыс между данными до препаровки и данными после введения 3-й дозы агониста на исходе 10-й минуты составила 49,33 уд./мин.

Регуляторное влияние серотонина на показатели ЧСС в раннем постнатальном развитии выражено значительнее и с взрослением ослабевает. Режим мышечных тренировок играет важную роль в урежении показателей частоты сердечных сокращений у крыс, спо- собствует замедлению темпов уменьшения регуляторного влияния серотонина на хронотропную реакцию сердца.

В условиях воздействия агониста 5-НТ2 рецептора серотонина в контрольной группе 21-суточного возраста крысят показатели систолического объема крови до препаровки равнялись 0,071 ± 0,004 мл. Эффект уменьшения значений ударного объема крови (УОК) нами регистрировался у 21-суточных крысят контрольной группы во время введения 3-й дозы агониста на исходе 10-й минуты по сравнению с данными до препаровки, и составил 0,038 ± 0,005 мл. У 70-суточных крыс контрольный группы по сравнению с 21-суточными регистрировалось значительное увеличение показателей УОК в состоянии до препаровки, что нами расценивалось как возрастное развитие сократительной способности сердца. Максимальный эффект снижения УОК в контрольной группе 70-суточных крыс мы наблюдали после введения 3-й дозы агониста на исходе 10-й минуты, и он составил 0,016 мл. У 70-суточных крыс, тренированных на развитие выносливости, произошло уменьшение показателей ударного объема крови на 0,015 мл, что в пять раз больше, чем в группе 70-суточных крыс, тренированных на развитие быстроты движений. Самые выраженные изменения показателей систолического объема крови в виде их уменьшения произошли при введении 3-й дозы препарата на исходе 6-й минуты в группе 70-суточных крыс, тренированных на развитие выносливости, и абсолютные их значения составили 0,271 ± 0,012 мл. Выраженное увеличение значений УОК произошло в группе 100-суточных крыс, тренированных на развитие выносливости, по сравнению с показателями ударного объема крови в группе 70-суточных крыс, тренированных на развитие выносливости, и это увеличение составило 0,055 мл. Эффект уменьшения показателей систолического объема крови у 100-суточных крыс нами наблюдался в контрольной группе при введении 3-й дозы агониста 5-НТ2 рецептора серотонина на исходе 10-й минуты (0,058 мл), а в группе крыс, тренированных на развитие выносливости, – при введении 2-й дозы препарата на исходе десятой минуты и составил 0,109 мл.

Таким образом, максимальный эффект снижения УОК на введение агониста серотониновых рецепторов у 100-суточных крыс регистрировался в группе крыс, тренированных на развитие выносливости. Чуть меньшее снижение наблюдалось нами у крыс, тренированных на развитие быстроты движений, и ещё меньший эффект у крыс контрольной группы этого же возраста.

Минутный объем кровообращения (МОК) является интегративным показателем, зависит от ударного объема крови и частоты сердечных сокращений. При этом составляющие этих компонентов различны и зависят от характера выполняемой мышечной нагрузки организма.

У 70-суточных крыс контрольной группы значения МОК до препаровки были в 3 раза больше, чем у 21-суточных крысят контрольной группы, и составили значение 99,12 ± ± 6,55 мл/мин. У 100-суточных крыс контрольной группы эти значения до препаровки равнялись 102,83 ± 6,52 мл/мин. Чем моложе организм крыс, тем более выражены изменения показателей минутной производительности сердца на воздействие агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов.

После введения 3-й дозы препарата на исходе 10-й минуты в контрольной группе 70-суточных крыс уменьшение показателей МОК составило 27,00 мл/мин и равнялось абсолютному значению 72,12 ± 5,44 мл/мин. У 70-суточных крыс, тренированных на развитие быстроты движений, показатели МОК по мере введения последующих доз препарата агониста уменьшаются. В группе 70-суточных крыс, тренированных на развитие выносливости, происходит более значимое уменьшение величин минутной производительности сердца по сравнению с уменьшением МОК 70-суточных крыс, тренированных на развитие быстроты движений.

В контрольной группе крыс 100-суточной возрастной периодизации наблюдается уменьшение величин МОК после введения каждой последующий дозы агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов. У 100-суточных крыс, тренированных на развитие быстроты движений и тренированных на развитие выносливости, происходит уменьшение показателей минутного объема кровообращения по мере введения последующих доз препарата агониста серотонина. Но эти уменьшения показателей МОК более выражены в группе крыс, тренированных к выносливости, по сравнению со 100-суточными крысами контрольной группы.

Таким образом, уменьшения показателей минутного объема кровообращения при воздействии агонистом серотониновых рецепторов у 100-суточных крыс, тренированных на развитие быстроты движений, оказались чуть менее выражены, чем эти же сдвиги у 100-суточных крыс, тренированных на развитие выносливости. Регуляторное влияние серотонина на показатели МОК с возрастом у половозрелых крыс уменьшается.

Заключение. Результаты наших исследований позволяют утверждать, что:

– частота сердечных сокращений у более возрастных крыс, а также крыс, подверженных мышечным тренировкам, особенно направленным на развитие выносливости, уменьшается. Показатели ударного объема крови и минутного объема кровообращения с возрастом и под влиянием мышечных тренировок увеличиваются. Чем моложе организм крыс, тем более выражены изменения сердечного выброса;

– хронотропная реакция сердечного выброса у крыс на введение различных доз агониста 5-НТ2 серотониновых рецепторов с возрастом уменьшается;

– инотропная реакция сердца на воздействие серотонином у крыс с возрастом и при мышечной тренировке возрастает;

– у крыс, тренированных на выносливость, данные изменения насосной функции сердца более выражены по сравнению с тренированными на развитие быстроты движений.