Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Характеристика сердечно-сосудистой системы у гипертензивных крыс линии НИСАГ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Характеристика сердечно-сосудистой системы у гипертензивных крыс линии НИСАГ"

од

? 4 МОП 'ПП7

На правах рукописи

МАХАНОВА НАТАЛИЯ АНАТОЛЬЕВНА

ХАРАКТЕРИСТИКА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ У ГИПЕРТЕНЗИВНЫХ КРЫС ЛИНИИ НИСАГ

03.00.13 - физиология человека и животных 14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Новосибирск - 1997

Работа выполнена в Институте цитологии и генетики СО РАН и Институте физиологии СО РАМН, г. Новосибирск.

Научные руководители:

д.б.н., профессор Маркель АЛ., д.м.н., академик РАМН Якобсон Г.С.

Официальные оппонента: д.м.н., профессор Шошенко К.А.

д.м.н., профессор Куликов В.Ю.

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт кардиологии ТНЦ СО РАМН

Защита диссертации состоится.

1Ш

.1997 г.

на заседании диссертационного совета Д 401.14.01. при Институте физиологии СО РАМН по адресу: 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии СО РАМН.

Автореферат разослан

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат

биологических наук ~(^ЦЦЦ ¿«¿^^А. Г. Елисеева.

Актуальность темы. Гипертоническую болезнь с полным основанием можно назвать болезнью века. Медицинская статистика свидетельствует о чрезвычайно широком распространении данного заболевания: артериальное давление (АД) повышено у 25-30% взрослого населения России. Богатейший клинический опыт показывает, что основные патогенетические механизмы заболевания формируются при взаимодействии определённого генотипа с соответствующими факторами среды ("факторами риска"), которые способствуют проявлению потенциальной патологии.

Как уже сообщалось, в Институте цитологии и генетики СО РАН была получена новая линия крыс с наследственно обусловленной артериальной гипертензией (АГ), линия НИСАГ (Маркель. 1985; Markcl, 1992). В отличие от линии крыс SHR (Spontaneously hypertensive rats), полученной в Японии, у которой АД повышается спонтанно, при создании линии крыс НИСАГ отбор шёл на повышение АД в условиях эмоционального стресса. Полученная линия крыс моделирует такое состояние, при котором имеется выраженная генетическая предрасположенность к развитию АГ при условии действия мягкого эмоционального стресса. Многие исследователи считают, что значительная часть случаев АГ у человека может иметь аналогичную природу (Айвязян, 1986; Henry, 1996). Поэтому изучение физиологических механизмов АГ у крыс линии НИСАГ можно рассматривать не только как чисто научную, но и как актуальную задачу практической медицины.

Развитие АГ у крыс линии НИСАГ сопровождается характерными изменениями сердечно-сосудистой системы. Данная работа посвящена изучению особенностей функции сердечно-сосудистой системы у крыс линии НИСАГ.

Пень и даначи исследования.

Цель исследования: изучить функцию сердечно-сосудистой системы у крыс линии НИСАГ с наследственной стресс-чувствительной артериальной гипертензией.

Задачи исследования:

1. Исследовать онтогенетическую динамику слеяующих:характеристик:

а) артериального давления;

б) массы сердца;

в) функции сердца (по данным ЭКГ-исследования).

2. Изучить эффекты острой стимуляции адренерецепторов сердца после введения адреналина.

3. Определить чувствительность артериальных сосудов к норадреналину (НА).

4. Исследовать содержание НА в миокарде и брюшной аорте крыс.

5. Измерить содержание электролитов в миокарде и плазме крыс.

Научная новизна. В работе впервые дана характеристика функции сердечно-сосудистой системы новой линии крыс со стресс-чувствительной АГ (линии НИСАГ). Впервые показано, что для крыс линии НИСАГ, наряду с повышением АД, характерно наличие типичных для АГ изменений со стороны сердечно-сосудистой системы. Проведённый сравнительный онтогенетический анализ функции сердца (по данным ЭКГ) и его относительной массы у крыс линии НИСАГ и Вистар показал, что у крыс линии НИСАГ процесс формирования АГ

сопровождается отклонением электрической оси сердца влево, учащением ритма сердца, нарушением внутрисердечной проводимости и развитием признаков относительной коронарной недостаточности. Повышение АД у крыс линии НИСАГ опережает изменения ЭКГ, которые, по-видимому, связаны с развитием пшертрофии миокарда и её последствиями.

Впервые показано, что инъекции адреналина сопровождаются значительно большими нарушениями сердечной деятельности у крыс линии НИСАГ, чем у крыс линии Вистар, чему, очевидно, способствует то обстоятельство, что миокард гипертензивных крыс, в силу уже имеющихся в нём изменений, более подвержен повреждающим воздействиям, обусловленным массивной стимуляцией адренорецепторов.

Впервые установлено, что в процессе формирования гипергензивного состояния у крыс линии НИСАГ наблюдается нарушение электролитного баланса. Так у одномесячных крысят линии НИСАГ отмечено снижение концентрации в плазме, однако изменений в содержании электролитов в миокарде левого желудочка ещё нет. В возрасте 2'" месяцев у крыс линии НИСАГ электролитный баланс значительно изменён: отмечается снижение концентрации Са2+ в плазме крови, а также снижение содержания К+ и увеличение концентрации Са2+ в миокарде левого желудочка. У трёхмесячных крыс линии НИСАГ имеется увеличение содержания Са2+ и в миокарде. У взрослых крыс линий НИСАГ и Вистар не обнаружено межлинейных различий в содержании электролитов в плазме крови, но в миокарде левого желудочка у гипертензивных крыс наблюдается увеличение содержания К+.

Впервые установлено, что развитие АГ у крыс линии НИСАГ сопровождается снижением концентрации НА в ткани миокарда. В то же время содержание НА в миокарде правого предсердия у одномесячных крысят линии НИСАГ достоверно увеличено по сравнению с крысятами линии Вистар. Различий в содержании НА в брюшной аорте у крыс линий НИСАГ и Вистар в исследуемых возрастных периодах не обнаружено.

Впервые показано наличие повышенной чувствительности сосудов • мышечного типа к НА у крыс линии НИСАГ.

Полученные данные характеризуют крыс линии НИСАГ как новую биологическую модель стресс-чувствительной АГ.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты имеют значение для понимания механизмов формирования гипертонической болезни человека, обусловленной воздействием змоциогенных стресс-факторов среды.

Эти данные создают основу для разработки системы мероприятий по профилактике стресс-индуцируемой АГ. Крысы линии НИСАГ могут служить адекватной моделью гипертонической болезни, на которой возможны исследования вновь создаваемых фармацевтических антигипертензивных препаратов, а также немедикаментозных способов профилактики и терапии этой патологии.

Положения, выносимые на защиту: 1. Развитие АГ у крыс линии НИСАГ сопровождается гипертрофией левых отделов сердца, которую можно рассматривать в качестве адаптивной реакции

на повышение системного АД. Однако у взрослых крыс линии НИСАГ формируются патологические изменения миокарда, которые выражаются в развитии признаков относительной коронарной недостаточности, увеличении доли соединительной ткани.

2. В процессе формирования гипертензивного статуса у крыс линии НИСАГ происходит изменение симпатической регуляции функции сердца, чт0 можно рассматривать как патогенетический механизм АГ у крыс данной линии.

3. Формирование АГ у крыс линии НИСАГ сопровождается изменением электролитного баланса, играющего важную роль в определении процессов возбуждения, сокращения и расслабления миокарда.

4. Повышение чувствительности артерий мышечного типа к НА является одним из ключевых звеньев в развитии АГ у крыс линии НИСАГ.

Апробация работы. Полученные .в работе данные представлялись на конференции "Актуальные проблемы кардиологии" (Томск, 1994), на симпозиуме, посвященном 100-летию А. Г. Гинецинского (Новосибирск, 1995), на конференции молодых физиологов и биохимиков России "Биохимические и биофизические механизмы физиологических функций" (Санкт-Петербург, 1995), на конгрессе Европейского общества по биологии развития (Тулуза, Франция, 1995), на конференции "Механизмы адаптации организма", посвященной памяти и 90-летию со дня рождения профессора В. А. Пегеля (Томск, 1996), на отчётной сессии Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск, 1997), на 9 Международном симпозиуме по кардиоваскулярной генетике и крысам линии SHR (Монреаль, Канада, 1997).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в которых изложены основные её положения.

Структура и объём диссертации- Диссертация включает введение, обзор литературы, описание материалов и методов, изложение собственных экспериментальных данных и их обсуждение, выводы и список цитируемой литературы, включающий 244 источника. Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу и 12 рисунков. Основные результаты по исследованию особенностей функции сердечно-сосудистой системы получены и проанализированы лично автором. Определение содержания НА в миокарде и брюшной аорте крыс проводилось при содействии сотрудника Института физиологии СО РАМН д.б.н. М.А. Гилинского. Измерение содержания, электролитов проводилось совместно с сотрудником кафедры патофизиологии Новосибирского Медицинского Института к.м.н. А.Р. Антоновым. Исследование чувствительности сосудов мышечного типа к норадреналину проводилось совместно с аспирантом Института физиологии СО РАМН М.Н. Носовой. Особую благодарность хотелось бы выразить моим руководителям д.б.н., профессору AJI. Маркелю, академику РАМН Г.С. Якобсону.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В работе использовали самцов крыс гипергензивной линии НИСАГ и нормотензивной линии Вистар в возрасте 1-ого, 2"\ 3"* и б'" месяцев. Линия

НИСАГ была получена в Институте цитологии и генетики СО РАН путём селекции на основе аутбредной линии Вистар (Маркель, 1985 ).

Измерение АД и регистрацию ЭКГ проводили у крыс обеих линий под эфирным наркозом. Систолическое АД измеряли сфимографическим методом на хвосте. ЭКГ регистрировали в З"1 стандартных, 3"* усиленных от конечностей и 3'* грудных отведениях на кардиографе Mingograph-34 (Швеция) при скорости движения ленты самописца 100 мм/с и чувствительности каналов 20 мм/1мВ.

После записи кот-рольной ЭКГ крысам подкожно вводили адреналин в дозе 0,2 мг/100 г веса тела, после чего через 10 минут повторно записывали ЭКГ для оценки реакции сердца на адреналин.

В каждом исследуемом возрастном периоде у крыс линий НИСАГ и Вистар определяли относительней вес сердца (отношение веса сердца к весу тела).

Содержание ионов в миокарде левого желудочка и плазме кррви определяли методом пламенной фотометрии (К* и Na"*) и методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (Ca2* и Mg2+) на "Хитачи-180-80".

Содержание НА в правом предсердии и брюшной аорте у крыс линий НИСАГ и Вистар определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией на хроматографе "Мшшхром" ("Научприбор", г. Орел).

Чувствительность сосудов мышечного типа к НА (1 мхг%, 5мл) изучали на сегменте изолированной хвостовой артерии in vitro по описанной ранее методике (Осадчук, Маркель, 1976). Реакцию измеряли как отношение потока через артерию до введения НА к потоку после его введения.

Статистическую обработку материала проводили с использованием t-критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование онтогенетической динамики систолического АД у крыс линии НИСАГ показало, что ухе в возрасте 1"°го месяца крысята линии НИСАГ имеют по сравнению с крысятами линии Вистар достоверно более высокий уровень АД (рис.1). Эти различия сохраняются и в дальнейшем, всё более усиливаясь, но гипертензивного уровня (свыше 150 мм рт. ст.) систолическое АД у крыс линии НИСАГ достигает в возрасте З"1 месяцев. У взрослых крыс линии НИСАГ наблюдается достоверно более высокий уровень АД по сравнению с крысами линии Вистар.

Формирование гипертензивного статуса у крыс линии НИСАГ сопровождается изменениями в сердечно-сосудистой системе. Анализ ЭКГ выявил существенные изменения функции сердца у крыс линии НИСАГ по сравнению с крысами линии Вистар. Так у одномесячных крыс линии НИСАГ имеется вертикальная позиция сердца, что определяется отрицательным суммарным значением амплитуды зубцов комплекса QRS в aVL отведении и положительным в aVF (рис. 2). В возрасте 2'" и З'х месяцев у крыс линии НИСАГ электрическая

I I ВИСТАР ВО НИ САГ

шшм

ВОЗРАСТ (нес.)

Рис. 1. Динамика систолическою артериального давления у крыс линий

Вистар и НИСАГ в онтогенезе. *- р <0.05, **- р <0.01, »**- р <0.001- достоверность межлинейных различий.

позиция сердца практически не изменяется, а электрическая ось сердца занимает нормальное положение. Среднее значение угла альфа у крыс линии НИСАГ в возрасте 2"* месяцев равно 47,2°, а в возрасте 3'* месяцев - 48,0°, у Вистар - 31,8° и 36,0° соответственно (табл. 1).

У взрослых гипертензивных крыс зарегистрирована полугоризонтальная электрическая позиция сердца, при этом электрическая ось сердца смещена влево, что определяется положительным суммарным значением зубцов комплекса <2118 в первом стандартном отведении и отрицательным в третьем (рис. 2).

У нормотензивных крыс линии Вистар во все возрастные периоды сохраняется промежуточная электрическая позиция сердца с нормальным положением электрической оси сердца (рис. 2, табл. 1).

Наряду со смешением электрической оси сердца влево, у взрослых крыс линии НИСАГ наблюдается увеличение амплитуды комплекса <}Н.8 в аУЬ отведении по сравнению с его суммарным значением в а\Т, что также свидетельствует о гипертрофии левого желудочка, в то время как у крыс линии Вистар значение СЖЭ в аVI? отведении выше, чем в аУЬ (рис. 2). Кроме того, у крыс линии НИСАГ имеется расширение комплекса ОЯЭ (табл.1).

Таким образом, для взрослых крыс гипертензивной линии НИСАГ по данным ЭКГ имеется картина выраженной гипертрофии левого желудочка. Кроме того, у крыс линии НИСАГ в возрасте 3"* и б'" месяцев отмечаются признаки гипертрофии левого предсердия. На это указывает увеличение амплитуды зубца Р у крыс данной линии в 1 и аУЬ отведениях (рис. 2), а также достоверное расширение этого зубца (табл. 1). Следует отметить, что чёткие признаки гипертрофии левых отделов сердца, отражаемые на ЭКГ, появляются лишь у взрослых крыс линии НИСАГ.

1 .5 1 .0 0.5 0 .0 -0.5 -1 .0 -1 .5

А

12 3 6

ш

12 3«

ю

В и с т а р

лис<г

аы-гь!

123

Ж

Ьш.

12 3«

Г|Ви1

12 3«

1 о.о -

7.5" 5 .0 " 2 .5 О .0 -2 .5 -5 .0 ■7 .5 -1 0 .0

123« 123« 123 II В

ш

Щд.

12 3«

12 3 6

8 " 6 " 4 " 2 " О

123« 123« 123« 123« 123« 123«

2 .0 1 .5 1 .0 0.5 О .0 -О .5 -1 .0 -1 .5

III

а V Я

12 3 6

аУ Ь ¡¡У И

Рис. 2. Амплитуда зубцов ЭКГ ( мм) у крыс линии НИСАГ и Вистар.

*р < 0.05, **р < 0.01, ***р < 0.001- достоверность межлинейных различий;

группой. По оси абсцисс арабскими цифрами указан возраст крыс (мес.).

Таблица 1. Величина интервалов и ширина зубцов ЭКГ (мсек) и величина угла альфа (градусы) у крыс линий Вистар и НИСАГ

Возраст Вистар, X ± т (п) НИСАГ, X ± т (п)

(мес)

р 1 18.2 ±0.6 (16)*** 23.7 ±0.7(20)

2 17.210.6 (13)** 21.8 ± 1.2 (19)

3 18.010.7 (13)*** 24.8 ± 0.8 (19) #

б 19.0 1 1.0 (58)* 22.0 ± 1.0 (63) #

Р<2 1 49.1 1 1.7 (16)** 54.1 ± 1.0 (20)

2 48.210.9 (13)* 54.1 ±2.1(19)

3 51.0 1 1.0 (13)***# 60.5 ± 1.7 (19) #

б 58.0 ± 1.0 (58)** ### 62.0 ± 1.0 (63)

1 13.9 ±0.6 (16)* 16.7 ±0.9(20)

2 16.5 ± 0.8 (13) # 17;5 ±0.8(19)

3 17.8 ± 0.6 (13)** 20.3 ±0.6(19) т

б 19.0 ±0.1 (58)** 24.0 ± 1.0 (63) ###

оют 1 55.3 1 1.1 (16) 52.8 ±0.9(20)

2 59.6 ± 1.3 (13) # 60.6 ± 2.4 (19) т

3 60.1 ± 1.2 (13)*** 69.8 ± 2.8 (19) #

б 67.0 ± 2.0 (58)** ## 53.0 ± 1.0 (63) ###

1 159.5 ± 3.6 (16) 165.6 ± 2.7 (20)

2 146.6 ±3.2 (13) # 156.9 ±4.7(19)

3 156.3 ± 3.9 (13) 166.1 ±3.9(19)

б 182.0 ± 2.0 (58)**### 153.0 ± 2.0 (63) т

Систоли- 1 34.6 ± 0.8 (16)* 32.1 ±0.8(20)

ческий 2 40.7 ± 0.7 (13) Ш 38.7 ± 1.0 (19) т

показатель 3 38.6 1 0.7 (13)* 42.0 ± 1.3 (19)

б 36.8 1 1.5 (58) 34.6 ± 1.0 (63) ##

Угол а 1 35.5 1 7.4 (16)*** 69.9 ±5.4(20)

2 31.8 1 6.5 (13) 47.2 ±10.1 (19)

3 36.0 ± 7.9 (13) 48.0 ±12.3 (19)

6 37.4 1 3.7 (53)** 0.2 ±6.2(63) т

* р < 0.05; ** р < 0.01; *** р < 0.001 - достоверность межлинейных различий;

# р <0.05; ## р < 0.01; ### р < 0.001 - достоверность различий по сравнению с предыдущим возрастным периодом.

Однако начиная с двухмесячного возраста, у хрыс линии НИСАГ относительная масса сердца достоверно'увеличена по сравнению с крысами линии Вистар (рис. 3), в то время как различий в весе тела у крыс данных линий не обнаружено. Отсюда можно заключить, что ЭКГ-исследование не даёт достаточных оснований с точностью судить о начале развития гипертрофии миокарда у крыс линии НИСАГ.

I 1ВИСТАР S 80<H ~ ... ■■ ни САГ

600 400 200-

ВОЗРАСТ («ее.)

Рис. 3. Динамика относительной массы сердца у крыс линий Вистар (п=10) и

НИСАГ (п=10) в онтогенезе. ** р < 0.01, *** р < 0.001- достоверность межлинейных различий.

Наряду с гипертрофией левых отделов сердца, у взрослых крыс ■ линии НИСАГ в процессе формирования гипертешивного состояния развивается, по-видимому, относительная недостаточность коронарного кровоснабжения увеличенной массы миокарда, что подтверждается и морфологическими данными (Шмерлинг и со авт., 1996). Об относительной недостаточности коронарного кровоснабжения у взрослых крыс линии НИСАГ можно судить по амплитуде зубца Т и его соотношению с комплексом QRS (рис. 2): у гипертензивных крыс нарушена инверсия зубца Т в aVR, что приводит к дискордантности QRS и Т в данном отведении. Дискордантность комплекса QRS и зубца Т наблюдается также в Ш отведении. У крыс линии НИСАГ по сравнению с крысами линии Вистар отмечается снижение амплитуды зубца Т в П, aVL и aVF отведениях (рис. 2).

В первые три месяца жизни ритм сердца у крыс линии НИСАГ несколько ниже, чем у крыс линии Вистар. Но по мере взросления, у крыс линии Вистар частота сердцебиений уменьшается, что вообще характерно для крыс (Cambridge G. W. et al, 1981), а у взрослых гипертензивных крыс отмечается обратная динамика и развивается тахикардия, что выражается в укорочении интервала RR (табл. 1). При наблюдаемой тахикардии у крыс линии НИСАГ не отмечено уменьшение времени прохождения волны возбуждения по предсердиям, желудочкам и атрио-вентрихулярной области. Напротив, длительность зубца Р, комплекса QRS и интервала PQ (табл. 1) увеличена. Такое же увеличение времени зубцов и интервалов по сравнению с крысами линии Вистар отмечается у крыс линии НИСАГ и в более молодом возрасте. Это может указывать на наличие генетически обусловленного замедления хода возбуждения в миокарде у крыс линии НИСАГ. О наличии нарушения внутрижелудочковой проводимости у крыс линии НИСАГ свидетельствует углубление зубца S практически во всех отведениях и во всех

возрастных периодах (аналогия с внутрижелудочковой блокадой S-типа у человека) (рис. 2).

Косвенно о сократительной функции сердца можно судить по относительной длине электрической систолы - величине систолического показателя (табл. 1). В первый месяц он уменьшен у крыс линии НИСАГ, но увеличивается в возрасте 3"х месяцев. Тем не менее во взрослом состоянии в покое он одинаков у крыс сравниваемых линий, то-есть гипертрофированное сердце взрослых крыс линии НИСАГ, очевидно, хорошо адаптируется к работе против повышенного АД и в обычных условиях справляется с увеличенной нагрузкой.

Следует отметить, что у трёхмесячных крыс линии НИСАГ АД достигает гипертензивного уровня (рис. 1), однако в этом возрасте на ЭКГ у крыс данной линии ещё не выявляются типичные изменения, характерные для установившейся АГ. По-видимому, наступление гипертензивного состояния опережает изменения ЭКГ, которые, очевидно, являются, в свою очередь, результатом изменений функции сердца, наступающих в ответ на повышение АД.

Таким образом, изучение онтогенеза становления гипертензивного статуса у крыс линии НИСАГ показывает, что признаки гипертрофии миокарда и некоторых патологических изменений, регистрируемых при анализе ЭКГ, являются вторичными по отношению к развивающейся АГ.

Большой интерес представляет вопрос о чувствительности сердечной мышцы к хатехоламинам у крыс линии НИСАГ, так как АГ признана одним из основных факторов риска, повышающих вероятность возникновения инфаркта миокарда (Burt, 1995). Быстро развивающаяся реакция на адреналин, которая регистрировалась через 10 минут после его подхожной инъекции, заключалась в появлении на ЭКГ признаков, свидетельствующих об увеличении нагрузки на миокард, причём выраженность этих признаков в наибольшей степени проявлялась у крыс линии НИСАГ. Так, статистически достоверные изменения суммарной величины комплекса QRS после инъекции адреналина отмечены только у крыс линии НИСАГ, благодаря чему позиция электрической оси сердца сместилась ещё более влево, так что угол альфа приобрёл отрицательное значение (рис. 4). Уменьшилась величина нормальной инверсии комплекса QRS в aVR отведении. В aVF комплекс QRS приобрёл отрицательное значение и, напротив, суммарная величина его зубцов увеличилась в грудных отведениях. Данная картина скорее всего предполагает преобладание функциональной нагрузки у крыс линии НИСАГ на левый желудочек.

Как у крыс линии НИСАГ, так и у крыс линии Вистар после введения адреналина усиливается функция предсердий - амплитуда зубца Р достоверно увеличивается в грудных отведениях (рис. 4). Возрастает также в грудных отведениях у крыс данных линий и амплитуда зубца Т. Однако инверсия зубца Т в aVR отведении у крыс линии НИСАГ указывает на неблагоприятное значение динамики зубца Т у последних. У крыс линии Вистар, однако, параллельно с увеличением амплитуды зубцов R и Р в грудных отведениях происходит углубление зубца S (рис. 4), что свидетельствует о равномерном распределении повышенной нагрузки между правым и левым желудочками.

Рис. 4. Изменения амплитуды зубцов ЭКГ через 10 минут после инъекции адреналина у крыс Вистар (светлые столбики) и НИСАГ (заштрихованные столбики);

* - р < 0.05, ** - р < 0.01 - достоверность различий между контрольной и адреналиновой сериями.

Таблица 2. Систолический показатель (СП) и положение электрической оси сердца (угол альфа (градусы)) у крыс линий Вистар и НИСАГ_

Показатель ЭКГ Серия эксперимента Крысы линии Вистар X ± т (п) Крысы линии НИСАГ X ± т (п)

СП Контроль Адреналин 36.8 ± 1.5 (58) 40.3 ± 1.5 (58) ++ 34.6 ± 1.0 (63) 36.0 ± 1.0 (63) ++

Угол альфа Контроль Адреналин 37.4 ±3.7 (58) 31.0 ±4.9 (58) 0.2 ± 6.2 (63)** -10.8 ±5.6 (63)**

р<0.01 - достоверность межпинейных различий;

++ -р<0.01-достоверность различий между контрольной и адреналиновой сериями.

Увеличение длительности зубцов и кардиоинтервалов (Р, Р<2, QRST) приводит к некоторому возрастанию систолического п(?казатсля (табл. 2), что может указывать на снижение функциональной способности сердца под влиянием адреналина по сравнению с исходным уровнем у крыс обеих линий.

Наряду с изменением общей картины ЭКГ, острая стимуляция адренорецепторов сердца приводит у некоторых животных к выраженным нарушениям проводимости и возбудимости миокарда. Значительно чаще эти нарушения регистрировались у крыс линии НИСАГ (12 случаев), чем у крыс линии Вистар (2 случая). У гипертензивных крыс были отмечены эпизоды атрио-вентрикулярной блокады, блокады ножек пучка Гиса, синоаурикулярной блокады, экстрасистолии из области желудочков и атрио-вентрикуэтярного узла, часторегистрировалась резкая альтернация комплекса СЖ5. У крыс линии Вистар в • одном случае была отмечена транзиторная атрио-вентрикулярная блокада, в другом - миграция водителя ритма по предсердиям.

Таким образом, инъекции адреналина сопровождались более явными признаками нарушения сердечной деятельности у крыс линии НИСАГ.

Наблюдаемые изменения ЭКГ в процессе формирования гипертензивного статуса (гипертрофия левых отделов сердца, нарушение внутрисердечной проводимости, учащение ритма сердца и другие) у крыс линии НИСАГ могут быть ассоциированы с нарушениями электролитного баланса и усугубляться ими. Изучение содержания ионов в плазме и в миокарде у крыс линии НИСАГ показало, что в процессе формирования гипертензивного состояния у крыс этой линии наблюдаются следующие изменения. В возрасте Гто месяца у крысят линий НИСАГ и Вистар не найдено межлинейных различий в содержании К+, Са2+ в плазме крови. Однако у одномесячных крысят линии НИСАГ отмечается снижение концентрации ионов М%2* в плазме (рис. 5), что, в свою очередь,

МИОКАРД

ПЛАЗМА.

I I ВИСТАР М НИСАГ

Р

I4

П

31

ШЛл

12 3«

лшоО

ВОЗРАСГ(«м.)

ВОЗРАСТ (нес.)

Рис. 5. Содержание электролитов в миокарде и плазме крови крыс линий

Вистар (п=10) и НИСАГ (п=Ю) в онтогенезе. * р < 0.05, ** р < 0.01 - достоверность межлинейных различий.

может усиливать действие ангиотензина-П на синтез альдостерона, увеличивать прессорную реакцию ангиотензина-П и снижать чувствительность тканей к инсулину (Nadler ct al, 1993). Уменьшение Mg2+ в плазме крови, возможно, связано с повышенной стресс-чувствительностью крыс данной линии, так как известно, что, наряду с другими факторами, стресс может приводить к дефициту Mg2+ (Altura, 1992). У одномесячных крысят линии НИСАГ не обнаружено изменений в содержании электролитов в миокарде левого желудочка по сравнению с крысами линии Вистар. Надо отмстить, что в этот период жизни по данным ЭКГ также не наблюдается различий в функции сердца у крыс исследуемых линий.

В возрасте 2"* месяцев у крыс линии НИСАГ электролитный баланс уже значительно изменен (рис. 5). Так у гипертензивных крыс отмечается снижение концентрации Caí+ в плазме крови, что может способствовать дальнейшему повышению АД, так как некоторые исследователи считают снижение содержания Са2+ в плазме фактором риска для развития гипертензии (Huie et al, 1987). В этом же возрасте у гипертензивных крыс линии НИСАГ отмечается снижение содержания К+ и увеличение концентрации Са2+ в миокарде левого желудочка (рис. 5). Эти изменения в электролитном балансе позволяют сердцу усиливать сократительную функцию и справляться с увеличенной нагрузкой, связанной с повышением АД.

У трёхмесячных нормо- и гипертензивных крыс не наблюдается межлинейных различий в содержании электролитов в плазме крови (рис. 5). Однако у крыс линии НИСАГ увеличение содержания Са2+ сохраняется и повышается также концентрация Na+ в миокарде (рис. 5). Повышение внутриклеточной концентрации Na+ способствует изменению афинности адренорецелторов, что ускоряет развитие гипертрофии миокарда (Insel, Motulsky, 1984). Кроме того, увеличение Na+ в кардиомиоцитах, по мнению некоторых исследователей (Blaustein, 1977), через Na+-Ca2+-o6Mcn может приводить к повышению содержания Са2* и усилению сокращений сердца. У крыс линии НИСАГ наблюдается также увеличение концентрации Са2+ в миокарде левого желудочка, что способствует адаптации сердца к повышенной нагрузке, так как у трёхмесячных крыс линии НИСАГ АД достигает высокого уровня.

У взрослых крыс линий НИСАГ и Вистар не обнаружено межлинейных различий в содержании электролитов в плазме крови (рис. 5). Но в миокарде левого желудочка у гипертензивных крыс наблюдается увеличение содержания К+. Согласно данным ЭКГ, у взрослых крыс линии НИСАГ систолический показатель не изменён, то-есть гипертрофированный миокард в покое справляется с увеличенной нагрузкой. Однако увеличение содержания К+ в миокарде у крыс данной линии может указывать на уменьшение "сократительных ресурсов" (Samoff et al, 1966), несмотря на нормальную насосную функцию в покое. Исчезновение адаптивных изменений концентрации Са2+ в миокарде у гипертензивных крыс может бьггь связано с формированием патологических изменений.

Таким образом, в процессе формирования гипертензивного состояния у крыс линии НИСАГ наблюдаются фазовые изменения электролитного баланса ткани миокарда и изменения концентрации электролитов в плазме крови. Некоторые из этих изменений можно считать компенсаторными, в то же время именно они могут, усиливая сердечную деятельность, способствовать повышению АД, другие же изменения могут соответствовать развитию патологических изменений миокарда по типу кардиосклероза.

Процесс формирования гипертензивного состояния у крыс линии НИСАГ сопровождается также изменениями в содержании НА в миокарде по сравнению с крысами линии Вистар. У одномесячных крысят линии НИСАГ содержание НА в миокарде правого предсердия больше по сравнению с крысами линии Вистар (рис.6). Однако у взрослых гипертензивных крыс уровень НА по сравнению с крысами линии Вистар в тех же отделах сердца снижен. Это связано с разной онтогенетической динамикой данного показателя: у крыс линии НИСАГ отмечается достоверное снижение концентрации НА по мере взросления, в то время как у крыс линии Вистар таких изменений не обнаружено.

1500 1250 ЮНО 750 500 210 О

I I ВИСТАР □ "" НИСАГ

1ПРь

ВОЗГАСТ (нес)

<00

400

а

ВОЗРАСТ (■ «с)

Рие. 6. Содержание норадреналина в миокарде (а) и брюшной аорте (б) у крыс

линий Вистар ( п = 7) и НИСАГ (п = 7) и в возрасте 1 и б месяцев. * р < 0.05- достоверность межлинейных различий;

## р < 0.01- достоверность различий с предыдущим возрастным периодом.

I I В И С T А Т ВВВ н И С А г

ч ■

Рис. 7. Коэффициент уменьшения потока (отношение величины потока до и после введения НА) через перфузируемую in vitro артерию под влиянием норадреналина (0.7 мкг %) у крыс линий Висгар (п=10) и НИСАГ (п=10). * р < 0.05 - достоверность межлинейных различий.

Интересно, что параллельно со снижением концентрации НА в миокарде у крыс линии НИСАГ происходит формирование гипертензивного статуса и увеличение частоты сердечных сокращений. Уменьшение содержания 'НА в сердце у взрослых крыс линии НИСАГ, по-видимому, связано с увеличением симпатической нервной активности, которая сопровождается опустошением окончаний норадренергических нервов (De Champlain et al., 1967). В то же время наличие повышения концентрации НА у одномесячных крысят линии НИСАГ может бьггь обусловлено увеличением количества норадренергических окончаний (Donohue et al., 1988) в миокарде крыс этой линии.

Содержание НА в брюшной аорте у крыс линии НИСАГ снижается с возрастом также как и у крыс линии Вистар, различий в содержании НА в стенке аорты у крыс сравниваемых линий в исследуемых возрастных периодах не обнаружено (рис. 6). Основной мишенью регулирующего действия НА являются мелкие артерии и поэтому в дальнейшем была исследована чувствительность мелких артерий мышечного типа к НА.

Чувствительность сосудов к НА изучалась in vitro на сегменте вентральной хвостовой артерии. Исследования показали, что у крыс линии НИСАГ наблюдается повышенная чувствительность мелких артерий к данному нейромедиатору (рис. 7), что, по-видимому, является одним из ключевых звеньев в развитии АГ у крыс линии НИСАГ, так как способствует увеличению периферического сопротивления, которое, в свою очередь, приводит к повышению АД.

Итак, в нашей работе показано, что у крыс гипертензивной линии НИСАГ наблюдаются существенные изменения функции сердечно-сосудистой системы. Эти изменения в большинстве своём можно рассматривать в качестве патогенетических звеньев в развитии АГ, связанных, в свою очередь, с повышением симпатического тонуса у крыс линии НИСАГ. Таким образом, последовательность событий, приводящих к стойкой АГ такова: изменение центральных механизмов регуляции симпатического тонуса =5> транзиторное повышение АД, обусловленное

повышением сосудистого сопротивления => снижение почечного кровотока => стимуляция функции ренин-ангиотензин-альдостероновой системы => объединение усилий симпато-адрсналовой и ренин-ангиотензин-альдосгероновой системы в поддержании АД на повышенном уровне с целью обеспечения регионального, в том числе почечного, кровоснабжения => утолщение мышечного слоя мелких артерий и повышение их чувствительности к действию вазоконстрикторов, развитие гипертрофии миокарда => формирование стойкой АГ => развитие патологических изменений в сердечно-сосудистой системе.

ВЫВОДЫ

1. В возрасте 1го месяца крысята линии НИСАГ имеют достоверно более высокий уровень АД по сравнению с крысятами линии Вистар. Эти различия сохраняются и в дальнейшем, всё более усиливаясь. Гипертензивного уровня (свыше 150 мм рт. ст.) АД у крыс линии НИСАГ достигает в возрасте З'х месяцев. У взрослых крыс линии НИСАГ наблюдается достоверно более высокий уровень АД по сравнению с крысами линии Вистар.

2. Начиная с двухмесячного возраста, у крыс линии НИСАГ по сравнению с крысами линии Вистар относительная масса сердца становится достоверно больше. Это отражает процесс адаптации сердца к увеличивающейся нагрузке на миокард.

3. Проведенный сравнительный онтогенетический анализ функции сердца (по данный ЭКГ) у крыс линии НИСАГ показал, что процесс формирования гипертензивного состояния сопровождается: отклонением электрической оси сердца влево; учащением ритма сердца; нарушением внутрисердечной проводимости; развитием признаков относительной коронарной недостаточности. В основе большинства изменений лежит развивающаяся гипертрофия левых отделов сердца.

4. У крыс линии НИСАГ отмечается повышенная чувствительность миокарда к повреждающему действию адреналина, что находит отражение в динамике амплитуды зубцов и длительности кардиоинтервалов и в возникновении выраженных нарушений сердечного ритма и проводимости.

5. У крыс линии НИСАГ наблюдается повышенная чувствительность артерий мышечного типа к норадреналину, что является одним из ключевых звеньев в развитии АГ у крыс данной линии.

6. Формирование гипертензивного состояния у крыс линии НИСАГ сопровождается изменениями концентрации НА в ткани миокарда. Содержание НА в миокарде правого предсердия (области наиболее богатой окончаниями симпатических нервов) у одномесячных крысят линии НИСАГ достоверно увеличено по сравнению с крысятами линии Вистар, однако у взрослых крыс концентрация НА в миокарде снижается. Эта динамика соответствует картине усиления симпатической стимуляции функции сердца.

7. В процессе развития АГ у крыс линии НИСАГ наблюдается нарушение электролитного баланса У одномесячных крысят линии НИСАГ отмечено снижение концентрации М§2+ в плазме крови, однако изменений в содержании электролитов в миокарде левого желудочка не обнаружено. В возрасте 2'"

месяцев у крыс линии НИСАГ электролитный баланс значительно изменён: отмечается снижение концентрации Са2* в плазме крови, а также снижение содержания К* и увеличение концентрации Са2+ в левом желудочке. У трёхмесячных гипертензивных крыс отмечено увеличение содержания Са2* и Na+ в миокарде. У взрослых крыс линии НИСАГ и Вистар не обнаружено межлинейных различий в содержании электролитов в плазме крови, но в миокарде левого желудочка у гипертензивных крыс наблюдается достоверное увеличение содержания К*. Эта динамика обусловлена процессом развития гипертрофии миокарда левого желудочка и адаптацией его к работе с повышенной нагрузкой.

8. Полученные результаты в своей совокупности характеризуют крыс линии НИСАГ как адекватную биологическую модель стресс-чувствительной АГ. Данная модель может быть использована для изучения генетико-физиояогических механизмов формирования гипертонической болезни у человека, а также для разработки способов её коррекции и профилактики.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Якобсон Г.С., Маханова Н.А., Маркель АЛ. Характеристика функции сердца у крыс с наследственно обусловленной артериальной гапертевзией//Апуальные проблемы кардиологии: Тез. конференции, Томск, 1994.-С. 236.

2. Игаипа Н. Г., Маханова НА., Маркель АЛ., Айзмаи Р.И. Эффект разнолнаейной трансплантация на водно-солевой состав тканей 30-дневных крысят линии НИСАГ//. Тез. симпозиума, посвященного 100-летию А. Г. ГЪнецвнского, Новосибирск, 1995.-Новосибирск.-1995.-С.41.

3. Iglina N.G., Mahanova N.A., Markel A.L, Aizman R.I. Effect of embrious transplantation on tissue water-salt composition in rats with inhereted stress-induced arterial hypertension (ISIAH) //Thesis of Congress of the Europen Developmental Biology Organisation, Toulose (France), 1995- Toulose (France).-1995.-P. 154.

4. Маханова H.A. Характеристика функции сердца у гипертензивных крыс линия НИСАГ в онтогенезе// Биохимические и биофизические механизмы физиологических функций: Тезисы конференции молодых физиологов и биохимиков России, Санкт-Петербург, 1995.-Санкт-Петербург.-1995.-С. 125,

5. Маханова ДА, Антонов А.Р. Изменение концентрация электролитов в миокарде у крыс линии НИСАГ со стресс-чувствительной артериальной . гнпертензией. в онтогенезе. //Сборник статей"Механизмы адаптации организма".-19%.-С 26-27.

6. Markel A.L, Machanova N.A., Jacobson G.S. Heart function in the newly developed strain of rats with stress-sensitive arterial hypertension. Heart function: an ECO analysis// Laboratornye Zhivotnye (Riga).-1996.-Vol. VI.- № 3.-P.141-152.

7. Маханова НА., Антонов A.P., Маркель АЛ., Якобсон Г.С. Онтогенетическая динамика артериального давления в характеристик ЭКГ у крыс НИСАГ с наследственной артериальной гнпертензией// Билл, экспр. биол. я М6Д.-1997.-Т. 123.-№ 6.-С. 709-713.

8. Маханова Н.А., Маркель AJI., Якобсон Г.С., Гилинский М.А. Содержание норадрсналнна в тканях сердечно-сосудистой системы у крыс с наследственной стресс-чувствительной артериальной гипертензиеи (лявия НИСАГ) —Бюлл. СО РАМН.-1997.-№ 1.-С. 102-105.

9. Балакирева, Маханова Н.А., Носова М.Н., Дымшвц Г.М, Маркель AJI, Якобсон Г.С. Характеристика сосудистой реактивности гипертензивных крыс линии НИСАГ// Бюлл. экспр. баол. в мед.-1997.-(в печати).

10. Mahanova N.A., Markel A.L. Heart fraction in rats with inherited stress-induced arterial hypertension. - 9-th Int. Symposium on SHR and Cardiovascular Genetics. Abstracts. Montreal, 1997.