Эффекты выключения симпатического шейного ганглия на показатели сердечной деятельности крыс
- Авторы: Чиглинцев В.М.1
-
Учреждения:
- Нижневартовский государственный университет
- Выпуск: № 3 (2013)
- Страницы: 16-21
- Раздел: Статьи
- URL: https://vestnik.nvsu.ru/2311-1402/article/view/49269
- ID: 49269
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Впервые проведены исследования динамики частоты сердечных сокращений и ударного объема крови у десимпатизированных крысят с 21-го до 120-дневного возраста при одномоментной двусторонней стимуляции блуждающих нервов и при стимуляции блуждающих нервов на фоне действия обзидана. Выявлено, что электрическая стимуляция обоих блуждающих нервов вызывает снижение ЧСС и УОК у десимпатизированных крыс всех изученных возрастных групп. При одномоментной двусторонней стимуляции блуждающих нервов у десимпатизированных крыс отсутствует реакция ЧСС в 28-дневном возрасте. При этом выявлено наименьшее снижение ЧСС на стимуляцию блуждающих нервов у десимпатизированных крыс по сравнению с интактными животными
Полный текст
Введение. По мнению некоторых авторов, изменения деятельности сердца с возрастом связаны с усилением парасимпатических и ослаблением симпатических влияний [1]. Согласно исследованиям других ученых в филои онтогенезе парасимпатические влияния на сердце устанавливаются раньше симпатических [10; 26; 32; 35; 19; 27; 30]. Большое значение в регуляции сердца имеет внутрисердечная нервная система [25; 16; 9]. Предполагается также, что возрастные особенности деятельности сердца связаны с изменением реактивности рецепторных структур сердца [35; 29; 34]. Известно, что симпатические и парасимпатические нервы в онтогенезе раньше начинают осуществлять регуляцию частоты сердцебиений, а позднее — сократительные свойства миокарда [21; 22; 14; 15]. Противоречивые результаты имеются и со стимуляцией блуждающих нервов. Стимуляция может вызвать как учащение, так и урежение сердечного ритма [24; 25; 23; 17; 18; 19]. Установлена функциональная асимметрия влияний блуждающих нервов на показатели ударного объема крови и частоты сердечных сокращений [21; 22; 5; 6; 7; 11; 4; 31]. Показано, что правый блуждающий нерв оказывает преимущественное влияние на синоатриальный узел, а левый — на атриовентрикулярный узел [21; 22; 11; 33]. Значительный интерес представляют исследования с выключением или нарушением одного из компонентов вегетативной нервной системы, симпатической или парасимпатической. Выключение центральных парасимпатических нервных влияний на сердце достигается перерезкой блуждающих нервов, а выключение симпатических влияний хирургическим путем получить гораздо сложнее и оно не достигает желаемого результата. Однако исключить симпатические влияния на сердечную деятельность можно при использовании фармакологической десимпатизации животных [3; 21; 22; 14; 15; 20; 5; 6; 7; 4; 23; 8]. Методика исследования. Эксперименты проводили на 291 разнополой лабораторной беспородной белой крысе стадного разведения. Особи были разделены на 2 группы: интактные и десимпатизированные. Исследования проводили на 6 возрастных группах крысят: 21-, 28-, 42-, 70-, 100и 120-дневного возраста. При проведении экспериментов на животных обоего пола учитывали данные, свидетельствующие об отсутствии половых различий в деятельности сердца у самцов и самок белых крыс. В качестве наркоза использовали 25% раствор уретана из расчета 1200 мг/кг массы животного, который вводился внутрибрюшинно. Наркотизированную крысу фиксировали на операционном столе, после стабилизации сердечного ритма проводили препаровку обоих блуждающих нервов и бедренной вены с использованием бинокулярного микроскопа МБС-2. После препаровки, дождавшись стабилизации сердечного ритма, в зависимости от цели и задачи осуществлялись следующие экспериментальные воздействия: а) исходная запись ЭКГ и дифференцированной реограммы; б) двусторонняя стимуляция блуждающих нервов. В качестве источника раздражающих импульсов использовали электростимулятор ЭСЛ-2. Амплитуда раздражающих импульсов подбиралась индивидуально для каждой крысы и составляла 0,5—5 В, частота 1—12 Гц, а длительность 1 мс. Время стимуляции БН продолжалось в течение регистрации 100 кардиоинтервалов. Для визуального контроля за изменениями реограммы и электрокардиограммы использовали осциллограф С1-83. Для анализа показателей сердечной деятельности параллельно регистрировали дифференцированную реограмму и электрокардиограмму в покое, после препаровки до стабилизации сердечного ритма и после каждого экспериментального вмешательства в течение 15 минут. Регистрацию и анализ сердечной деятельности проводили на комплексной электрофизиологической лаборатории, обладающей возможностью обработки электрокардиограммы по методике Р.М.Баевского [2] и дифференцированной реограммы для расчета УОК по формуле Kubicek [28], МОК находился расчетным путем. Десимпатизацию крысят проводили введением раствора гуанетидина сульфата (SIGMA) с момента рождения ежедневно, в течение 28 суток, подкожно, из расчета 10 мл на кг массы животного [12; 13; 3; 20]. Результаты исследований и их обсуждение. Согласно нашим исследованиям у крыс с 28до 120-дневного возраста происходит постепенное урежение ЧСС, а УОК и МОК увеличиваются с 21до 120-дневного возраста у всех исследованных нами групп животных. У 21-дневных ИН крысят ЧСС равняется 419±5,1 уд/мин, у ДС составляет 438±9,6 уд/мин, что больше на 19 уд/мин. В 21-дневном возрасте УОК у ИН и ДС крысят равняется 0,028±0,003 мл, а МОК у ИН крысят составляет 12,0±1,6 мл/мин, а у ДС — 12,4±1,7 мл/мин. К 28-дневному возрасту происходит повышение ЧСС у всех исследованных нами групп крысят: у ИН — до 448±4,0 уд/мин, что достоверно больше по сравнению с 21-дневным возрастом (p < 0,05), а у ДС крысят — до 455±5,1 уд/мин, что больше относительно 21-дневного возраста. У 28-дневных ИН крысят УОК практически не изменяется, по сравнению с предыдущим возрастом, у ДС крысят происходит повышение с 0,028±0,003 мл до 0,041±0,003 мл, что выше по сравнению с ИН группой на 0,014 мл (p < 0,05). Минутный объем кровообращения у 28-дневных крысят повышается: у ИН — с 12,0±1,6 мл/мин до 12,2±1,5 мл/мин, у ДС — с 12,4±1,7 мл/мин до 18,7±1,5 мл/мин, что больше по сравнению с ИН животными на 6,5 мл/мин (p < 0,05). В предпубертатном периоде, соответствующем 42-дневному возрасту, происходит незначительное урежение ЧСС и достоверное увеличение УОК. Следовательно, у 42-дневных ИН крысят ЧСС равняется 442±3,8 уд/мин, у ДС — 456±5,4 уд/мин, что больше по сравнению с ИН крысятами на 14 уд/мин. К 42-дневному возрасту УОК увеличивается у ИН крысят с 0,027±0,003 мл до 0,071±0,003 мл, что выше на 0,044 мл по сравнению с 28-дневным возрастом (p < 0,05). У ДС крысят УОК повышается с 0,041±0,003 мл до 0,065±0,002 мл, что больше на 0,024 мл по сравнению с предыдущим возрастом (p < 0,05). Минутный объем кровообращения к 42-дневному возрасту увеличивается у ИН крысят до 31,7±1,4 мл/мин (p < 0,05), у ДС крыс до 29,9±1,2 мл/мин (p < 0,05), т.е. на 11,2 мл/мин по сравнению с 28-дневным возрастом. В 70-дневном возрасте ЧСС у ИН крыс составляет 382±6,2 уд/мин, что меньше по сравнению с 42-дневным возрастом на 60 уд/мин (p < 0,05), у ДС 406±4,1 уд/мин, что меньше по сравнению с предыдущим возрастом на 49 уд/мин (p < 0,05) и больше (на 24 уд/мин) по сравнению с 70-дневными ИН крысами. Ударный объем крови у ИН крыс равняется 0,083±0,005 мл, что больше по сравнению с 42-дневным возрастом на 0,012 мл, а у ДС 0,085±0,008 мл, что выше по сравнению с предыдущим возрастом на 0,02 мл. У 70-дневных ИН крыс МОК составляет 32,0±2,2 мл/мин, у ДС — 34,6±3,4 мл/мин, что по сравнению с ИН животными больше на 2,6 мл/мин. В дальнейшем в процессе роста и развития крыс до 100-дневного возраста наблюдается снижение ЧСС у ИН животных до 342±3,1 уд/мин, что достоверно меньше по сравнению с 70-дневными крысами (p < 0,05), у ДС крыс до 376±17 уд/мин, что также достоверно меньше относительно предыдущего возраста (p < 0,05) и разница достоверна по сравнению с интактными крысами этого же возраста. У 100-дневных крыс наблюдается дальнейшее достоверное повышение УОК по сравнению с 70-дневными крысами: у ИН — до 0,141±0,009 мл (p < 0,05), у ДС — до 0,119±0,006 мл (p < 0,05). Минутный объем кровообращения увеличивается с 70до 100-дневного возраста: у ИН крыс до 48,7±0,7 мл/мин (p < 0,05), у ДС — 43,4±0,7 мл/мин (p < 0,05). В 100-дневном возрасте МОК у ГК крыс по сравнению с ИН крысами изменяется незначительно, а у ДС крыс МОК по сравнению к ИН крысам меньше на 5,3 мл/мин. В 120-дневном возрасте наблюдается незначительное повышение ЧСС у ИН животных с 342±3,1 уд/мин до 358±4,4 уд/мин (на 16 уд/мин), а у ДС — понижение с 376±17 уд/мин до 363±5,9 уд/мин (на 13 уд/мин). Ударный объем крови у ИН крыс к 120-дневному возрасту практически не изменяется по сравнению со 100-дневными, а у ДС увеличивается с 0,119±0,006 мл до 0,148±0,01 мл (на 0,029 мл). В 120-дневном возрасте МОК у ИН крыс равняется 49,6±6,2 мл/мин, у ДС — 53,9±3,7 мл/мин. Таким образом, сравнительный анализ функциональных показателей сердечной деятельности исследованных нами групп и возрастов крыс показывает, что у ДС и ГК крысят ЧСС сохраняется на повышенном уровне по сравнению с ИН животными, а УОК и МОК у ДС крысят на фоне высоких значений ЧСС несколько ниже по сравнению с ИН крысами в 42и 100-дневном возрасте. В исследованиях И.М.Родионова и сотрудников (1982) установлено, что одним из механизмов обеспечения высокого уровня ЧСС у ДС животных является уменьшение периферического сопротивления из-за снижения тонуса периферических сосудов вследствие уменьшения симпатических влияний [20]. Одномоментная двусторонняя стимуляция блуждающих нервов у всех исследованных нами групп и возрастов крыс вызывает урежение ЧСС и снижение УОК. У 21-дневных ИН крысят одномоментная двусторонняя стимуляция БН вызывает достоверное снижение ЧСС на 16,06% (р < 0,05) и у ДС на 13,5% (р < 0,05). Восстановление ЧСС у ИН крысят происходит к 15 мин, а у ДС крысят наблюдается некоторое повышение ЧСС по сравнению с исходным ее значением к 10 мин. Ударный объем крови достоверно снижается у ИН крысят на 25% (р < 0,05) с последующим быстрым восстановлением к 30 с и незначительным понижением к 15 мин. А у ДС крысят УОК снижается на 12%, с последующим восстановлением к 30 с и понижением к 15 мин эксперимента. Во время двусторонней стимуляции БН у 28-дневных ИН крысят наблюдается достоверное снижение ЧСС на 16,7% (р < 0,05) с последующим восстановлением к 10 мин, у ДС — на 7,06%, с дальнейшим повышением к 10 мин. На стимуляцию БН УОК достоверно снижается у ИН крысят на 24,1% (р < 0,05) с последующим восстановлением к 3 мин, а у ДС крысят снижение происходит на 24,3% (р < 0,05) с восстановлением лишь к 5 мин эксперимента до исходных величин с дальнейшим повышением к 10 мин. Одномоментная двусторонняя стимуляция БН приводит у 42-дневных ИН животных к достоверному урежению ЧСС на 10,5% (р < 0,05) с последующим восстановлением к 3 мин и у ДС крысят — на 9,6% (р < 0,05). Ударный объем крови снижается в ответ на одномоментную двустороннюю стимуляцию БН у ИН крысят на 34,8% (р < 0,05) с его повышением к 5 мин и незначительным снижением к 15 мин. А у ДС крысят в момент стимуляции БН наблюдается достоверное уменьшение УОК на 16% (р < 0,05) с дальнейшим постепенным увеличением к 15 мин. Двусторонняя стимуляция БН вызывает достоверное снижение ЧСС у 70-дневных ИН крыс на 19,4% (р < 0,05) с восстановлением к 30 с, а у ДС — на 13,8% (р < 0,05) с дальнейшим достоверным повышением к 10 мин. Ударный объем крови в ответ на стимуляцию БН также достоверно снижается у ИН крыс на 25,3% (р < 0,05) с дальнейшим увеличением к 1 мин. А у ДС крыс происходит снижение на 20,0% (р < 0,05) с последующим восстановлением к 3 мин. У 100-дневных крыс одномоментная стимуляция обоих БН приводит к достоверному снижению ЧСС у ИН крыс на 19,3% (р < 0,05) с последующим восстановлением к 1 мин эксперимента до исходных величин и у ДС — на 9,6% (р < 0,05) с восстановлением к 5 мин. При одномоментной двусторонней стимуляции БН наблюдается достоверное понижение УОК у ИН крыс на 48,7% (р < 0,05) с дальнейшим восстановлением к 1 мин. А у ДС крыс при данном экспериментальном вмешательстве происходит достоверное снижение УОК на 30,1% (р < 0,05) с восстановлением к 5 мин и дальнейшим снижением к 10 и незначительным повышением к 15 мин. Одномоментная стимуляция обоих БН у взрослых 120-дневных ИН крыс вызывает достоверное кратковременное урежение частоты сердцебиений на 12,7% (р < 0,05) с последующим частичным восстановлением ДС — на 11,2% (р<0,05), а через 15 мин восстановления не наблюдается. Ударный объем крови достоверно снижается на одномоментную двустороннюю стимуляцию БН у ИН крыс на 32,2% (р < 0,05) с восстановлением к 3 мин и дальнейшем снижением к 10 мин. А у ДС крысят УОК на стимуляцию БН снижается на 10% (р < 0,05) с последующим незначительным повышением к 12 мин. Одномоментная двусторонняя стимуляция БН вызывает урежение ЧСС и снижение УОК и МОК у ИН и ДС животных всех исследованных нами возрастов. При этом наименьшее снижение ЧСС происходит у 28-дневных ДС крысят по сравнению с ИН, а у ИН животных наименьшее урежение ЧСС наблюдается в 100-дневном возрасте. Во всех остальных исследованных нами возрастах происходит урежение ЧСС у ДС крыс, что меньше по сравнению с ИН животными. Реакция УОК у 42-, 100и 120-дневных ДС крысят при стимуляции обоих блуждающих нервов была достоверно ниже, чем у ИН животных. Наиболее выраженное снижение ЧСС в ответ на одномоментную двустороннюю стимуляцию БН наблюдается у ИН крыс в 70и 100-дневном возрасте. Одномоментная стимуляция обоих БН вызывает меньший эффект реакции ЧСС и УОК ДС крысят, чем у ИН животных, по-видимому, эти особенности реакции показателей деятельности сердца ДС крыс связаны с деструкцией симпатической нервной системы. Видимо, возбуждение симпатической нервной системы в момент стимуляции БН у ИН животных, особенно у взрослых, позволяет поддерживать МОК на необходимом для жизнедеятельности организма уровне. Выводы: 1. В процессе роста и развития у десимпатизированных крыс с 21по 28-дневный возраст происходит увеличение частоты сердечных сокращений, а в дальнейшем до 120-дневного возраста происходит ее урежение. 2. Ударный обьем крови у интактных крысят повышается с 21до 100-дневного, а у десимпатизированных крыс — с 21до 120-дневного возраста. 3. У десимпатизированных крыс всех возрастных групп одномоментная стимуляция обоих блуждающих нервов вызывает снижение частоты сердечных сокращений, ударного объема крови и минутного объема кровообращения.×
Об авторах
Виталий Михайлович Чиглинцев
Нижневартовский государственный университет
Email: vitalchig_82@mail.ru
кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии, заместитель декана по воспитательной работе 628615, г.Нижневартовск, ул.Северная, д.60
Список литературы
- Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития. М., 1982.
- Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. Л., 1984.
- Борисов М.М., Мухаммедов А.А., Родионов И.М., Ярыгин В.Н. Исследование деструкции симпатических ганглиев при введении гуанетидина новорожденным крысам и мышам // Онтогенез. 1977. Т. 8. № 3.
- Гиззатуллин А.Р., Гильмутдинова Р.И., Миннахметов Р.Р., Ситдиков Ф.Г., Чиглинцев В.М. Парасимпатические эффекты сердца десимпатизированных крыс // Бюлл. экспер. биол. и мед. 2007. Т. 144. № 8.
- Зефиров Т.Л. Нервная регуляция сердечного ритма крыс в постнатальном онтогенезе: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. Казань, 1999.
- Зефиров Т.Л., Сайфутдинова Л.Р., Зиятдинова Н.И. Становление парасимпатической регуляции сердца крыс // Науч. труды I съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс, 19—23 сентября 2005.
- Зефиров Т.Л., Зиятдинова Н.И., Сайфутдинова Л.Р., Зефиров А.Л. Влияние селективной блокады разных подтипов мускариновых холинорецепторов на сердечную деятельность и артериальное давление крыс // Бюлл. экспер. биол. и мед. 2006. № 6.
- Ковригина Т.Р., Филимонов В.И. Влияние химической десимпатизации на постнатальное развитие икроножной мышцы белой крысы // V Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского. Механизмы функционирования висцеральных систем. СПб., 2007.
- Косицкий Г.И. Экстракардиальная и интракардиальная нервная регуляция сердца // Вестн. АМН СССР. 1984. № 4.
- Кулаев Б.С., Анциферова Л.И. Эволюция вегетативной нервной системы // Физиология вегетативной нервной системы. Руководство по физиологии. Л., 1981.
- Миннахметов Р.Р. Влияние ваготомии на насосную функцию и сердечный ритм крыс в постнатальном онтогенезе: Дис. … канд. биол. наук. Казань, 1999.
- Мухаммедов А.А. Снижение выносливости у десимпатизированных животных в экспериментальных условиях существования // Биол. науки. 1975. Т. 5.
- Мухаммедов А.А. Исследование гомеостаза у химически десимпатизированных животных: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Минск, 1982.
- Нигматуллина Р.Р. Насосная функция сердца развивающегося организма и ее регуляция при мышечных тренировках: Дис. … д-ра биол. наук. Казань, 1999.
- Нигматуллина Р.Р. Клеточно-молекулярные механизмы функционирования и регуляции сердца. Казань, 2004.
- Ноздрачев А.Д., Котельников С.А., Мажора Ю.П., Наумов К.М. Один из взглядов на управление сердечным ритмом: интракардиальная регуляция // Физиол. человека. 2005. Т. 31. № 2.
- Осадчий О.Е., Покровский В.М. Динамика хронотропного влияния блуждающего нерва при блокаде различных типов М-холинорецепторов // Бюлл. экспер. биол. и мед. 1999. № 3.
- Осадчий О.Е., Покровский В.М. Парадоксальное влияние блуждающего нерва на ритм сердца кошек // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1997. № 3.
- Покровский В.М., Абушкевич В.Г., Потягайло В.Г., Похотько А.Г. Сердечно-дыхательный синхронизм: выявление у человека, зависимость от свойств нервной системы и функциональных состояний организма // Успехи физиол. наук. 2003. № 34.
- Родионов И.М. Фактор роста нервов, гипертрофия и деструкция симпатической системы в эксперименте // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 3.
- Ситдиков Ф.Г. Механизмы и возрастные особенности адаптации сердца к длительному симпатическому воздействию: Дис. … д-ра биол. наук. Казань, 1974.
- Ситдиков Ф.Г., Аникина Т.А., Гильмутдинова Р.И. Адренергические и холинергические факторы регуляции сердца в онтогенезе у крыс // Бюлл. экспер. биол. и мед. 1998. № 9.
- Смирнов В.М. Тонус симпатических нервов и регуляция деятельности сердца // Бюл. экспер. биол. и мед. 2000. Т. 130. № 10.
- Соколова Н.А., Удельнов М.Г. Электрофизиологический анализ влияния катехоламинов на разнонаправленные парасимпатические хронотропные эффекты // НДВШ. Биол. науки. 1978. № 9.
- Удельнов М.Г. Нервная регуляция сердца. М., 1961.
- Швалев В.Н. Иннервация сердца и ее изменения при некоторых кардиологических заболеваниях // News of biomedical Sciences — Весцi Нациiональнай Академii навук Беларусi. Минск, 2002.
- Hiroshi H., Miho M., Shuji U., Hiroshi I. Changes in density of muscarinic cloninergic receptor by adrenergic denervation with guanethidine // Jap. J. Pharmacol. 1985. Vol. 37. № 2.
- Kubicek W.G. The minnesoz impedance cardiograph-theory and applications // Biomed. Eng. 1974. V. 9.
- Kuznetzov V., Pak E., Robinson R.B., Steinberg S.F. beta2-adrenergic receptor actions in neonatal and adult rat ventricular myocytes // Circ. Res. 1995. V. 76.
- Levi A.J., Brooksby P., Hancox J.C. A role of depolarisation induced calcium entry on the Na-Ca exchange in triggering intracellular calcium release and contration in rat ventricular myocytes // Cardiovasc. Res. 1993. V. 27 (9).
- Levy M.N. Neural control of cardiac function // Baillieres Clin. Neurol. 1997. V. 6. № 2.
- Mackenzie E., Standen N.B. The postnatal development of adrenoceptor responses in isolated papillary muscles from rat // Pflugers Arch. 1980. V. 383.
- Page P.L., Dandal N., Savard P., Nadeau R., Armour J.A., Cardinal R. Regional distribution of atrial electrical changes induced by stimulation of extracardiac and intracardiac neural elements // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1995. V. 109 (2).
- Steinberg S.F., Han H.M., Rybin V.O. The G protein depedence of alpha1-adrenergic receptor subtyre action in the heart // Conn PM, Methods in Neuroscience. 1996.
- Sun L.S., Huber F., Robinson R.B., Bilezikian J.P., Steinberg S.F., Vulliemoz Y. Muscarinic receptor heterogeneity in neonatal rat ventricular myocytes in culture // J. Cardiovasc. Pharmacol. 1996. V. 27.