Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Вариабельность сердечного ритма при ингибировании ренин-ангиотензин-альдостероновой системы у крыс в норме и при дезадаптации

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Вариабельность сердечного ритма при ингибировании ренин-ангиотензин-альдостероновой системы у крыс в норме и при дезадаптации"

На правах рукописи

4

ФАТЕЕВА КСЕНИЯ МИХАЙЛОВНА

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ИНГИБИРОВАНИИ РЕНИН-АНГИОТЕНЗИН-АЛЬДОСТЕРОНОВОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС В НОРМЕ И ПРИ

ДЕЗАДАПТАЦИИ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 7 МАЙ 2012

Ярославль -2012

005042950

Работа выполнена на кафедрах фармакологии и нормальной физиологии с биофизикой Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ярославская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Раков Андрей Александрович, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой фармакологии ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия»

Мышкин Иван Юрьевич, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии человека и животных ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова»

Петрочснко Елена Петровна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории прикладной физиологии ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им К.Д. Ушинского»

ФГБУН «Институт физиологии

им. И.П. Павлова, Российской академии наук (ИФ РАН)»

Защита состоится «¿о» мая 2012 г. в 15 часов на заседании совета по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.307.02 при ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет имени К.Д. Ушинского» (150000, г. Ярославль, Которосльная наб., 46в, ауд. 203).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет имени К.Д. Ушинского»

Автореферат разослан » О л ре ЛЯ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

И.А. Осетров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) наряду с симпато-адреналовой является одной из основных систем, участвующих в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы (ССС), а сама ССС индикатором адаптационных реакций целостного организма (Меерсои, 1993; Агеев и др., 2008). Истощение адаптационных возможностей сердца при ишемической болезни сердца и артериальной гипертензии приводит к развитию сердечной недостаточности. В таком состоянии организм обладает настолько сниженными функциональными резервами, что даже небольшие нагрузки (как физические, так и эмоциональные) могут нарушить его неустойчивое равновесие со средой (Арутюнов, Рылова, 2000; Крыжановский, 2002). Значительную роль в развитии хронической сердечной недостаточности играет повышение активности РААС. Наиболее активный компонент РААС - ангиотензин II (АТ11) вызывает вазоконстрикцию, стимуляцию синтеза альдостерона и усиление работы сердца (Лапина и др., 2008). Эффекты АТП обусловлены действием гормона на ангиотензиновые рецепторы, стимуляцией выброса норадреналина, повышением активности сосудодвигательного центра.

В случае длительного увеличения концентрации АТП, что наблюдается при сердечно-сосудистой патологии, будет происходить развитие гипертрофии и ремоделирование сосудов и миокарда, что приводит к повышению периферического сосудистого сопротивления, росту постнагрузки на сердце и усугублению клиники заболевания ССС, в том числе и хронической сердечной недостаточности (ХСН) (Агеев и др., 2008; Лапина и др., 2008; Прибылова, Осипова, 2009; С1е1апс1, МсОо\уап, 1998; Яускп, 1999; Ье\'ше, 2000; "У/Ьог1о-№, Кгиш, 2Ь00).

Одним из инструментов для изучения роли РААС в регуляции функций ССС являются ингибиторы ангиотензиипревращающего фермента (ЛПФ), которые препятствуют образованию из ангиотензина I АТП. Ингибиторы АПФ представляют весьма разнородную группу, отличающуюся по физико-химическим (растворимости, индексу липофильности) и фармакологическим (биодоступности, лекарство-пролекарство, биотрансформации) свойствам, а, следовательно, и по проявлению своей активности в условиях различной патологии (Верткин, Талибов, 2007; Новиков, 2007). Их широко используют в клинике при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, т.к. подавляя активность РААС, они положительно влияют на функциональное состояние миокарда: снижают гипертрофию, риск развития аритмий (Леонова, 2003; Мареев, 2004; Со\у1е е1 а1., 1999).

Одним из методов определения влияния РААС на сердечную деятельность может служить анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), который позволяет оценить состояние регуляторных механизмов ССС и

широко применяется в физиологии и клинике (Баевский, Иванов, 2001). Однако механизмы РААС, оказывающей свое влияние на регуляцию сердечного ритма организма при подавлении ее активности различными, по природе ингибиторами АПФ у животных, находящихся в различных состояниях, до сих пор до конца не изучены. В литературе имеются лишь единичные публикации о влиянии на показатели ВСР подавления активности РААС ингибиторами АПФ у лабораторных животных и только в условиях нормы (Bernardi et al., 1998; Dias da Silva et al, 2006; Touma et al., 2009), поэтому актуальным является проведение сравнительного анализа воздействия различными по природе ингибиторами АПФ на ВСР в условиях нормы и дезадаптации на примерах кратковременного иммобилизационного стресса и экспериментальной модели ХСН.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучить роль ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и ингибиторов АПФ в регуляции сердечного ритма у крыс в норме и при дезадаптации - иммобилизационном стрессе и при экспериментальной хронической сердечной недостаточности.

ЗАДА ЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Исследовать механизмы регуляции сердечной деятельности на разных моделях дезадаптации на основе анализа вариабельности сердечного ритма.

2. Установить особенности регуляции сердечного ритма при ингибировании активности РААС у наркотизированных животных с помощью различных по природе ингибиторов АПФ: эналаприла, квинаприла, периндоприла и лизиноприла.

3. Изучить состояние системы регуляции сердечной деятельности у крыс при кратковременном иммобилизационном стрессе в условиях ингибирования РААС.

4. Исследовать состояние механизмов регуляции сердечного ритма у крыс при экспериментальной ХСН и с помощью ингибиторов АПФ оценить участие РААС в нарушении адаптации сердечно-сосудистой системы.

НА УЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые проведено комплексное исследование по выяснению роли РААС в регуляции сердечного ритма у крыс, находящихся в различных состояниях (наркоз, иммобилизационный стресс, экспериментальная ХСН), путем снижения ее активности различными по природе ингибиторами АПФ с применением статистических, геометрических методов и метода спектрального анализа ВСР.

У наркотизированных крыс однократное снижение активности РААС квинаприлом привело к выраженному увеличению тонуса парасимпатического отдела АНС. Остальные ингибиторы АПФ (эналаприл, периндоприл и лизиноприл) наоборот повышали активность симпатического отдела АНС.

Однократное ингибирование активности РААС у крыс, находящихся в состоянии кратковременного иммобилизационного стресса, привело к возрастанию активности симгато-адреналовой системы (особенно при введении эналаприла) и снижению тонуса парасимпатического отдела АНС.

Впервые показано, что длительное снижение активности РААС путем использования различных ингибиторов АПФ у крыс с экспериментальной ХСН вызвало разнонаправленное изменение активности АНС. По сравнению с интактными животными лизиноприл и, особенно, эналаприл вызвали повышение тонуса парасимпатического отдела, а квинаприл и периндоприл -симпатического отдела АНС.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНА ЧИМОСТЬ

Результаты, полученные в настоящем исследовании, дополпяют знания о роли РААС в рефляции деятельности ССС, о значении снижения ее активности различными по природе ингибиторами АПФ, об особенностях влияния их на функционирование систем, регулирующих сердечную деятельность, у наркотизированных животных и у крыс в условиях дезадаптации на примере иммобилизационного стресса и модели ХСН.

Полученные экспериментальные данные имеют существенное значение для медицины, т.к. позволяют сделать аргументированный выбор ингибиторов АПФ при лечении различной патологии ССС. Исходя из наших данных, наибольшую стабильность в условиях экспериментальной патологии проявил липофилышй квинаприл.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Ингибирование активности РААС у наркотизированных крыс только при воздействии квинаприла приводило к существенному повышению тонуса парасимпатического отдела АНС как по отношению к исходному состоянию животных, так и по сравнению с подавлением активности РААС другими ингибиторами АПФ (периндоприлом, лизиноприлом).

2. Изучение показателей ВСР у бодрствующих иммобилизированных крыс указывает, что имело место повышение тонуса симпатического отдела АНС. Снижение активности РААС изучаемыми ингибиторами АПФ приводило к согласованному изменению показателей ВСР, свидетельствующее о незначительном повышении активности симпатоадреналовой системы.

3. При моделировании ХСН у крыс повышался тонус парасимпатического отдела АНС. Длительное ингибирование активности РААС у животных с ХСН лизиноприлом, и особенно квинаприлом способствовало нормализации сердечного ритма.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы и положения диссертации представлены и доложены на межвузовской конференции молодых ученых «Герценовские чтения», Санкт-Петербург, 2009; 12-й и 13-й Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье», Санкт-

Петербург, 2009, 2010; VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 160-летию со дня рождения И.П. Павлова: «Механизмы функционирования висцеральных систем», Санкт-Петербург, 2009; XXI съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова, Калуга, 2010; Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 85-летию со дня основания Института физиологии И.П. Павлова РАН: «Механизмы регуляции физиологических систем организма в процессе адаптации к условиям среды», Санкт-Петербург - Колтуши, 2010; Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 65-летию СНО ЯГМА «Актуальные вопросы медицинской науки», Ярославль, 2011; III Съезда физиологов СНГ: «Физиология и здоровье человека», Ялта, Украина, 2011.

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ (в том числе 3 в журналах из перечня периодических изданий, рекомендуемых ВАК РФ).

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, приложения и списка литературы, в котором содержится 137 отечественных и 120 зарубежных источников. Работа содержит 10 таблиц, 12 рисунков и 1 приложение.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования выполнены на 270 белых беспородных крысах - самцах весом 180-200 г. С лабораторными животными работали в соответствии с действующими «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» и «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985). Всего проведено 3 серии экспериментов:

1 серия. Интактяые животные под наркозом и при действии ингибиторов АПФ.

В этой серии крыс (п=60), находившихся в состоянии наркоза (нембутал -40 мг/кг веса внутрибрюшинно), иммобшшзировали на спине и регистрировали у них ЭКГ. Затем животные были разбиты на 4 группы (по 15 в каждой). Первой группе крыс вводили внутрижелудочно эналаприл (1.7 мг/кг), второй - квинаприл (3.0 мг/кг), третьей - периндоприл (0.3 мг/кг) и четвертой - лизиноприл (0.8 мг/кг) в виде растворов объемом 1 мл. При определении дозы препаратов для крыс учитывали коэффициент пересчета 5.9, предложенный Т.А. Гуськовой (1990).

Через 1 час у крыс, находившихся в прежних условиях опыта (наркоз + иммобилизация), вновь регистрировали ЭКГ.

2 серия. Интактные животные в условиях кратковременного штобилизационного стресса и при действии ингибиторов АПФ.

Эта серия опытов проводилась на 30 интактных бодрствующих крысах, находившихся в состоянии иммобилизации. Этим животным внутрижелудочно вводили 1 мл физиологического раствора, после чего регистрировали ЭКГ. Другим интактным бодрствующим крысам (п=60) вводились ингибиторы АПФ, предварительно разделив животных на 4 группы по 15 крыс в каждой группе также в тех же дозах в виде растворов объемом 1 мл. Через 1 час крыс иммобилизировали на спине и регистрировали у них ЭКГ.

3 серия. Животные с моделированной экспериментальной ХСН (контрольная группа) и крысы с ХСН, длительно получавшие ингибиторы АПФ.

В связи с тем, что эксперименты, связанные с моделированием ХСН и длительным введением ингибиторов АПФ, проводились через год на другой партии крыс, у которых значительно отличалась ЧСС от первой партии животных, на которых получены данные по ВСР в норме и при однократном ингибировании активност и РААС, то нам пришлось выделить еще одну группу интактных крыс в количестве 30 животных.

В контрольной группе (30 крыс) производилась регистрация ЭКГ у крыс с ХСН в условиях иммобилизации животных на спине. С 31 по 100 день эксперимента крысам внутрижелудочно вводили физиологический раствор объемом 1 мл.

Остальным группам (4 по 15 животных) вводились ингибиторы АПФ с 31 по 100 день эксперимента ежесуточно, внутрижелудочно с помощью зонда в тех же дозах и также в виде растворов объемом 1 мл.

Для подавления активности РААС использовали различные ингибиторы АПФ, отличающиеся по химической структуре и физико-химическим свойствам. В частности, квинаприл, периндоприл и эналаприл являются липофильными пролекарствами, а лизиноприл — гидрофильным лекарством. Различной также является афинность препаратов и их активных метаболитов к тканевой РААС (Беленков и др., 2002, Хохлов и др., 2003).

Для регистрации ЭКГ использовалась двухканальная электрофизиологическая установка, связанная через АЦП («L-CARD Е-440») с компьютером «Pentium II». Частота дискретизации составляла 4.0 кГц. ЭКГ записывалась во Н-м стандартном отведении в течете 4-х минут с помощью программы «L-GRAPH», поставляемой вместе с АЦП. Просмотр ЭКГ и первичная обработка ее проводилась с помощью программы «RRMatch», а окончательный расчет показателей ВСР и их графическое отображение в программе «CRGraph» (Сальников и др., 2007; Григорьева, 2008).

При анализе ВСР использовали показатели временного анализа: минимальная - Мп (мс) и максимальная - Мх (мс) длительность всех

интервалов Я-Я, ЧСС, среднее квадратичное отклонение - БОКИ (мс), коэффициент вариации - СУ (%), квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов 11-11 - КМЗББ (мс); геометрического анализа: вариационный размах - МхБМп (мс), мода - Мо (мс), амплитуда моды - АМо (%), стресс-индекс - (усл. ед.); скаттерограммы: площадь скаттерограммы - ЕИБя (мс2), отношение ширины к длине скаттерограммы - ЕПАя (%) и спектрального анализа: мощность волн низкой частоты - ЬР (мс2), мощность волн высокой частоты - НБ (мс2), общая мощность спектра ТР (мс2), относительное значение мощности волн высокой -ДО (%) и низкой - ЬР (%) частот, индекс вагосимпатического взаимодействия - 1Л7НР (усл. ед.). При расчете геометрических показателей шаг

гистограммы был равен 2 мс. У наркотизированных крыс диапазон ЕР составлял 0.02-0.15 Гц, у бодрствующих стрессированных животных - 0.020.75 Гц. Диапазон НР - 0.15-2.0 Гц у наркотизированных крыс и 0.75-3.0 Гц у бодрствующих (Сальников и др., 2007).

Хроническая сердечная недостаточность по тотальному типу моделировалась введением силиконового масла из расчета 1.5 мл/100 г веса в каждую плевральную полость. Через 30 дней в каждую плевральную полость вводилось еще по 1 мл масла на 100 г. веса крысы (Федоров и др., 2006; Румянцева и др., 2009).

Данные обрабатывались в программе «81аи$йса 6.0». Рассчитывали среднюю арифметическую, среднее квадратичное отклонение, ошибку средней арифметической. В случае нормального распределения применяли критерий I Стыодента, а непараметрического - критерий Уилкоксон'а. Различия считали достоверными при р < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенное исследование позволило определить особенности механизмов регуляции деятельности ССС у животных при указанных выше состояниях организма при однократном ингибировании активности РААС и выяснить, какие ингибиторы АПФ при их длительном воздействии на крыс с экспериментальной ХСН в большей степени способствуют нормализации работы ССС.

Временной анализ ВСР. ЧСС у крыс, находящихся в состоянии наркоза, составляла в среднем 338+10.7 уд/мин, у бодрствующих животных при кратковременном иммобилизационном стрессе 489±3.9 уд/мин, а у крыс с экспериментальной ХСН 458±5.0 уд/мин, т.е. у иммобилизированных интактных крыс она была достоверно в 1.4 раза больше по сравнению с наркотизированными животными и на 6.8 % больше по сравнению с животными с ХСН (рис. 1).

□ Контроль »Энзлаприл Квинаприл ■ Периндоприл ■ Лизиноприл

Рис. 1. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АПФ на частоту сердечных сокращений (ЧСС) по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0.05

* - по сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, л - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизиноприлом.

Однократное ингибирование активности РААС показало, что у наркотизированных крыс липофильный эналаприл не повлиял на изменение ЧСС, а липофильные периндоприл и особенно квинаприл вызвали ее снижение соответственно на 13.9 % и 28.7 % (р<0.05). Возможно, это связано с большими индексами липофильности данных препаратов, а, следовательно, лучшим проникновением их через гематоэнцефалический барьер и стимулирующим воздействием на ядра блуждающего нерва. Причем, выявлены достоверные различия по этому показателю между лизиноприлом с квинаприлом и периндоприлом. Наши результаты согласуются с данными М. Bemardi и др. (1998), изучавших влияние каптоприла, лизиноприла, квинаприла и рамиприла на ВСР крыс, находящихся под эфирным наркозом.

У бодрствующих животных, находящихся в состоянии кратковременной иммобилизации на спине, ЧСС возросла только под воздействием эналаприла на 6.1 % (р<0.05). Остальные ингибиторы АПФ практически не повлияли на этот показатель, что согласуется с данными многих исследователей, изучавших влияние их на сердечный ритм у людей (Kontopoulos et al., 1996; Flapan et al, 1997; Giles et at., 2001; Klein et al., 2003; Sliehab et al., 2008; Pavithran et al., 2010; Kubo et al., 2011). При сравнении с другими ингибиторами АПФ ЧСС под воздействием эналаприла была достоверно выше, такой же результат у квинаприла по сравнению с периндоприлом.

У крыс с экспериментальной моделью ХСН происходило снижение ЧСС, что соответствует данным других авторов (Григорьева, 2008; Сальников, 2009; Radaelli et al, 2006; Cilliam et al, 2007). Длительное ингибирование активности

РААС не привело к сколь-нибудь существенному изменению ЧСС по сравнению с контрольными животными (с ХСН) за исключением воздействия лизиноприла. При этом данный показатель уменьшился еще на 14.2 % (р<0.05). По отношению к здоровым интактным крысам ЧСС при применении данных ингибиторов АПФ так и не пришла к исходному уровню, а оставалась достоверно ниже под влиянием эналаприла на 5.8 %, квинаприла ~ на 7.8 %, периндоприла - на 6.2 % и лизиноприла - на 19.6 % (рис. 1). Достоверные отличия были выявлены между воздействиями на организм крыс с ХСН лизиноприла с другими ингибиторами АПФ.

Стандартное отклонение кардиоинтервалов (ЭВКЫ) у наркотизированных крыс в среднем было равно 2.66±0.225 мс, у интактных стрессированных животных 1.49±0.071 мс, а у крыс с моделированной ХСН 1.95+0.151 мс. При этом данный показатель у стрессированных животных был в 1.8 раза меньше по сравнению с наркотизированными крысами (р<0.001) и в 1.3 раза меньше -с крысами с ХСН (р<0.01), что совпадает с данными других авторов (Григорьева, 2008; 1па§а1а, Ки\уаЬага ег а!., 2004), указывающих на уменьшение при стрессе.

□ Контроль 1*Эналаприл Квинаприл ШПериндоприл ШЛизиноприл

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 2. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АПФ на стандартное отклонение кардиоинтервалов по сравнению с исходным состоянием.

Достоверные отличия: р<0.05

* - по сравнению с интактиыми, + - по сравнению с контролем, л - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизиноприлом.

Ингибирование АПФ оказало неоднозначное влияние на показатель 8Э№М у крыс, находящихся в различных состояниях (рис. 2). Так, у наркотизированных животных только под воздействием квинаприла произошло его несущественное увеличение в 1.3 раза (р>0.05), остальные же ингибиторы АПФ привели к уменьшению данного параметра особенно под

влиянием эналаприла и лизиноприла соответственно в 1.6 и 2.3 раза (р<0.05). Причем, между эналаприлом и остальными ингибиторами АПФ различия были достоверньши.

Другая картина наблюдалась у стрессированных крыс, у которых показатель SDNN понижался достоверно при действии эналаприла и квинаприла в среднем в 2.1 раза и недостоверно под влиянием периндоприла и лизиноприла в среднем в 1.4 раза. Различия между воздействием первых двух препаратов и последних двух были достоверными.

Развитие ХСН сопровождалось увеличением SDNN в 1.3 раза (р<0.05). При длительном введении крысам с ХСН эналаприла и лизиноприла SDNN несущественно возрос, а при использовании квинаприла и периндоприла -уменьшился. Причем, достоверно только при введении периндоприла - в 1.3 раза по сравнению с интактными крысами ив 1.7 раза - с контролем. Достоверные различия этого показателя установлены между следующими группами: контрольные животные - крысы с использованием квинаприла; контрольная группа - периндоприл; эналаприл - периндоприл.

Квадратный корень из суммы квадратов разности последовательных интервалов R-R (RMSSD) у наркотизированных крыс существенно увеличился только при действии квинаприла как по отношению к интактным крысам (в 1.5 раза), так и по отношению к воздействию на них эналаприла (в 1.7 раза) и лизиноприла (в 1.8 раза). У стрессированных животных только эналаприл привел к достоверному снижению RMSSD в 1.8 раза по отношению к интактным крысам и в среднем в 1.6 раза по отношению к животным, находящихся под воздействием других ингибиторов АПФ. Параметр RMSSD у крыс с ХСН был в 1.3 раза больше, чем у интактных животных (р<0.05). При длительном введении эналаприла он увеличился в 1.2 раза (р>0.05), квинаприла и периндоприла уменьшился в среднем в 1.4 раза (р<0.05), а лизиноприла - в 1.2 раза (р>0.05) по отношению к контрольным крысам с ХСН. Причем воздействие периндоприла было сильнее, чем эналаприла (рис. 3).

Полученные результаты временного анализа ВСР свидетельствуют о повышении у наркотизированных крыс общей вариабельности сердечного ритма и тонуса парасимпатического отдела АНС при введении квинаприла и периндоприла и незначительном повышении активности симпатического отдела АНС при использовании эналаприла и лизиноприла. У иммобилизированных животных - о снижении вариабельности сердечного ритма и повышении активности симпато-адреналовой системы под воздействием эналаприла, в меньшей степени квинаприла и практически неизменной ВСР под влиянием периндоприла и лизиноприла.

У животных с экспериментальной ХСН отмечается увеличение общей вариабельности ритма, а, следовательно, и преобладание парасимпатических влияний на сердце, компенсирующих развившуюся патологию, что согласуется

с исследованиями других авторов (Сахарчук и др., 1979; Григорьева, 2008; Сальников, 2009).

Геометрический анализ (вариаиионная пульсометрах). Вариационный размах (МхОМп) у наркотизированных крыс составлял 14.7+1.02 мс, у крыс в состоянии иммобилизации 9.0±0,44мс, а у животных с ХСН 14,0±1.04мс и был при стрессе достоверно меньше как по сравнению с наркотизированными крысами, так и животными с ХСН.

ЦК^нтроль 6 Эна^април Квинаприл ■ Периндоприл Лизиноприл

1 4«—

0/5 |...............-

£ 0 р-......

й "0,5 |—

-1 1—

-1,5 Т" ....... ——.....— | - .

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 3. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АПФ на квадратный корень из суммы квадратов разности последовательных кардиоинтервалов (МУ^вО) по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0,05

* - по сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, л - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизиноприлом.

У животных в состоянии наркоза показатель МхОМп по сравнению с исходным значением достоверно уменьшился при воздействии эналаприла в 1.4 раза, лизиноприла в 1.8 раза, а квинаприла и периндоприла практически не изменился (рис. 4). Значимые различия были выявлены между воздействием квинаприла по сравнению с эналаприлом и лизиноприлом (снижение в среднем в 2.1 раза). У стрессированных крыс ингибирование активности РААС привело к уменьшению данного параметра, прием наиболее значимому под влиянием эналаприла и квинаприла (в среднем в 1.7 раза). Это снижение также было достоверно по сравнению с периндоприлом и лизиноприлом в среднем в 1.4 раза (р<0.05).

У животных с экспериментальной ХСН показатель МхОМп был в 1.6 раза больше по сравнению с интактными крысами (р<0.001). Ингибирование активности РААС сопровождалось увеличением вариационного размаха только при применении эналаприла в 2.0 раза (р<0.01) по сравнению с интактными животными (при воздействии других ингибиторов АПФ этот

показатель практически не изменялся), а по сравнению с контрольными -только при длительном введении эналаприла произошло его увеличение в 1.3 раза (р<0.01), а квинаприла и периндоприла - уменьшение в среднем в 1.4 раза (р<0.01), лизиноприла - практически не изменился. Достоверными были различия между воздействием эналаприла по сравнению с квинаприлом и периндоприлом (рис. 4).

□ Контроль вЭналаприл Квинаприл ■ Периндоприл ЯЛизиноприл

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 4. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АПФ на изменение вариационного размаха (МхОМп) по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0.05

* - но сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, А - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизинонрилом.

Амплитуда моды (АМо) в состоянии наркоза составляла 38.7±2.47 %, при иммобилизации - 48.8+1.57 %, а при ХСН - 44.9±2.04 % и у стрессированных животных он был в 1.3 раза больше по сравнению с наркотизированными крысами.

У наркотизированных животных снижение активности РААС ингибиторами АПФ практически не изменяло этот показатель за исключением лизиноприла (увеличение в 1.5 раза (р<0.001), и он был достоверно больше и по отношению к другим ингибиторам). У крыс, находящихся в состоянии иммобилизационного стресса, эналаприл, квинаприл и лизиноприл повышали АМо в среднем в 1.5 раза (р<0.01), а периндоприл - в 1.1 раза (р>0.05). Достоверные различия выявлены между действием эналаприла и квинаприла по сравнению с периндоприлом и эналаприла по сравнению с лизиноприлом (рис. 5).

При экспериментальной ХСН АМо практически не отличалась от таковой у интактных крыс (р>0.05). В этом случае наибольшее влияние на увеличение АМо оказал только периндоприл как по отношению к интактным, так и к контрольным животным (в среднем на 18.1 %, р<0.01) и воздействию

лизиноприла (в 1.5 раза, р<0.05). Таким образом, произошло увеличение АМо у наркотизированных крыс только при использовании лизиноприла, у стрессированных - эналаприла, квинаприла и лизиноприла, а у крыс с ХСН -периндоприла, что указывает на повышение активности в этих случаях симпатического отдела АНС (Баевский, Иванов, 2001; Бабунц и др., 2002).

Ц^онтроль »Эналапр^л Квинаприл ИПериндоприл иЛизиноприл

_ > |; *>

Л#{

Ш§ _____а. Я -------дияга • '

_____—----

-40 Дмй^"..:......—- =—.....-.....-......................=—.......=.................

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 5. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АПФ на изменение амплитуды моды (АМо) по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0.05

* - по сравнению с интактными, + - но сравнению с контролем, л - эналаприя с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -нериндоприл по сравнению с лизиноприлом.

У наркотизироанных крыс стресс-индекс (Б1) составил 11013+1584 усл. ед., у иммобилизированных - 24991+1793 усл. ед., у животных с ХСН -15997+1588 усл. ед. Таким образом, при иммобилизации данный показатель был достоверно в 2.3 раза выше, чем в состоянии наркоза, ив 1.6 раза выше по сравнению с контрольными крысами с ХСН, т.е. показывает высокую чувствительность к усилению тонуса симпатического отдела АНС, что имеет место при стрессе (Григорьева, 2008; 1па§а1а, Ки\уаЬага е1 а1., 2004).

Блокада АПФ у наркотизированных крыс сопровождалась повышением Б! по сравнению с исходным состоянием (кроме блокады квинаприлом), но достоверно только под влиянием лизиноприла в 2.2 раза, а по отношению к воздействию квинаприла и периндоприла в 3.1 и 1.9 раза соответственно (рис. 6). При иммобилизационном стрессе все изученные ингибиторы АПФ увеличивали при использовании эналаприла, квинаприла и лизиноприла в среднем в 2.0 раза (р<0.05), а периндоприла всего на 4.1 % (р>0.05). При этом более выраженным действием обладали эналаприл по сравнению с периндоприлом и лизиноприлом, а квинаприл с периндоприлом (р<0.05). Повышение 81 при ингибировании активности РААС свидетельствует об активации у наркотизированных и у бодрствующих стрессированных крыс

симпато-адреналовой системы регуляции (Баевский, Иванов, 2001; Бабукц и др., 2002; Heart rate variability, 1996).

□ Контроль ИЭналэприл Квинаприл ■ Периндоприл вЛизиноприл

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 6. Влияние снижение активности РААС ингибиторами АПФ на изменение стресс-индекса (81) по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0.05

* - по сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, л - энапаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизиноприлом.

При моделированной ХСН произошло уменьшение этого показателя на 36.0% (р<0.01) по сравнению с интактными животными. Длительное ингибирование активности РААС оставило этот индекс на достаточно низких значениях при применении эналаприла и лизиноприла (меньше в среднем в 1.8 раза, р<0.05) и практически вернуло к исходным значениям при применении квинаприла и периндоприла .по сравнению со здоровыми стрессированными животными, а по сравнению с контрольными крысами с ХСН достоверно увеличился только под воздействием периндоприла.

Анализируя полученные результаты, можно заключить, что у крыс с экспериментальной ХСН происходило увеличение показателей ВСР, а, следовательно, тонуса парасимпатического отдела АНС, что согласуется с данными ряда авторов, полученными в клинике при обследовании больных с ХСН (МаШаш й а1., 1994; ОаКтег е1 а1., 1999; Р1еуап et а1., 2006).

Корелляционная ритмография. Площадь скаттерограммы (Ы^с|) у интактных наркотизированных животных составляла 120.8+14.76 мс2, у крыс в состоянии иммобилизации - 57.1±4.08 мс2, а у контрольной фуппы крыс с ХСН - 100.4+14.22 мс2. При этом при наркозе площадь скаттерограммы была в 2.1 раза, а при ХСН в 1.8 раза больше, чем у интактных стрессированных крыс (р<0.05).

□ Контроль «¡Эналаприл Квинаприл вПериндоприл ЯЛюиноприл

-6 ..............................-------------------------------------—----------------------------------

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 7. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АИФ на изменение площади скаттерограммы (ЕПЗя) по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0.05

* - по сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, л - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизиноприлом.

У наркотизированных животных площадь скаттерограммы возрастала только на фоне действия квинаприла в 2.3 раза (р<0.05), а эналаприла, периндоприла и лизиноприла она наоборот уменьшилась соответственно в 2.1 (р<0.05), 1.5 (р>0.05) и 3.5 (р<0.01) раза. При воздействии лизиноприла ЕИБч была меньше по сравнению с другими ингибиторами АПФ в среднем в 4.0 (р<0.05) раза (рис. 7).

Во всех случаях при иммобилизации произошло уменьшение показателя достоверно под влиянием эналаприла и квинаприла (в среднем в 3.6 раза) и недостоверно - периндоприла и лизиноприла (в среднем в 1.6 раза).

У животных с ХСН по сравнению с интактными крысами при воздействии эналаприла и лизиноприла произошло увеличение площади скаттерограммы соответственно в 2.4 (р<0.05) и 1.6 (р>0.05) раза, а на фоне квинаприла и периндоприла она уменьшилась в 1.3 (р>0.05) и 1.7 (р<0.001) раза соответственно. При этом различия были значимыми между действием эналаприла по сравнению с квинаприлом и периндоприлом, периндоприлом и лизиноприлом.

Полученные результаты скаттерографии согласуются с данными временного и геометрического анализов.

Спектральный анализ ВСР. Мощность низкочастотного диапазона ЬР у наркотизированных животных составляла 0.39+0.083 мс2, у интактных стрессированных - 0.30±0.040 мс2 и у контрольных с ХСН - 0.62+0.123 мс2, мощность высокочастотного диапазона № - 0.28+0.043 мс2, 0.21+0.019 мс2 и 0.30+0.028 мс2 соответственно, а общая мощность спектра (ТР) -

16

0.67±0.099 мс2, 0.5110.049 мс2 и 0.92±0.141 мс2 соответственно. При этом у интактных иммобилизированных крыс мощность и ТР была выше но сравнению с наркотизированными животными и крысами с ХСН (р<0.05).

□ Контроль яЭналаприл Квинаприл ■ Периндоприл ■ Лизиноприл

5

■1-5

щ

¡10 +

-15 т

-20 х

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 8. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АПФ на изменение мощности низких частот (Ц7) спектра по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0.05

* - по сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, А - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизиноприлом.

Результаты спектрального анализа указывают на то (рис. 8, 9), что у наркотизированных крыс только лизиноприл значимо уменьшал мощность Ц? и ТР из всех исследуемых ингибиторов АПФ (соответственно в 9.8 и 3.5 раза), а мощность ОТ увеличивал только квинаприл в 2.9 раза. Достоверные различия в мощностях спектра (1Т, НР, ТР) наблюдались только при воздействии лизиноприла по сравнению с эналаприлом, а по ТР еще и с периндоприлом. При этом индекс вагосимпатического взаимодействия (УР/ОТ) уменьшался более всего под влиянием лизиноприла (в 6.1 раза, р<0.001), затем эналаприла и квинаприла (в среднем в 3.4 раза, р<0.01) и менее всего периндоприла (в 1.4 раза, р>0.05). Лизиноприл действовал сильнее, чем квинаприл и периндоприл (р<0.05).

Иммобилизационный стресс у интактных крыс приводил к достоверному уменьшению всех мощностей (и, НР и ТР) спектра при использовании эналаприла и квинаприла, а лизиноприла - только мощности НР (рис. 8, 9). Так, мощность 1Т особенно сильно снижалась при воздействии эналаприла и квинаприла (в 6.5 и 15.9 раз соответственно, р<0.05), тогда как снижение активности РААС другими ингибиторами АПФ уменьшали ее в среднем всего в 3.0 раза (р>0.05). При этом различия между действием периндоприла и лизиноприла по сравнению с квинаприлом были достоверны. Мощность НР снижалась под влиянием эналаприла, квинаприла и лизиноприла в среднем в

17

2.7 раза (р<0.05), а периндолрила практически не изменялась. Согласно этому уменьшилась и общая мощность спектра (ТР), особенно после введения эналаприла и квинаприла (в среднем в 6.3 раза, р<0.05), под влиянием других ингибиторов АПФ снижение ТР составило в среднем всего в 2.3 раза (р>0.05).

□ Контроль Ш^налаприл Квинаприл ■ Периндоприл ВЛизиноприл

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 9. Влияние снижения активности РААС ингибиторами АПФ на изменение мощности высоких частот (НР) спектра по сравнению с исходным состоянием. Достоверные отличия: р<0.05

* - по сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, л - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами АПФ, > -периндоприл по сравнению с лизиноприлом.

Индекс ЬР/НР практически не изменился под влиянием эналаприла и лизиноприла, а под воздействием квинаприла и периндоприла достоверно уменьшился в среднем в 3.4 раза и при введении квинаприла был значимо меньше, чем при использовании эналаприла и лизиноприла.

Итак, полученные данные спектрального анализа при однократном ингибировании активности РААС у крыс, находящихся в состояниях покоя (при наркозе) и иммобилизационного стресса не всегда совпадают с данными временного и геометрического анализов. У наркотизированных животных результаты спектрального анализа совпадают с другими видами анализа ВСР только при воздействии квинаприла и периндоприла, указывающие на повышение тонуса парасимпатического отдела АНС, а эналаприла и лизиноприла свидетельствуют о прямо противоположном: по данным временного и геометрического анализов несколько увеличивается активность симпатического отдела АНС, а по данным спектрального анализа - возрастает тонус ее парасимпатического отдела. Тоже самое наблюдается и при ингибировании активности РААС у стрессированных крыс. В этом случае результаты временного и геометрического анализов свидетельствуют о том, что происходит снижение общей ВСР и незначительное повышение

активности симпато-адреналовой системы (особенно на фоне эналаприла и квинаприла), а данные спектрального анализа указывают, наоборот, на повышение тонуса парасимпатического отдела АНС (особенно на фоне квинаприла и периндоприла). Такое же несовпадение результатов спектрального анализа с другими видами наблюдалось и при изучении воздействия на организм стрессированных крыс Р-адреноблокаторов (Сальников и др., 2007, 2009), которое авторы объясняют тем, что при стрессе на фоне блокады (3-адренорецепторов, очевидно, происходит включение в регуляцию сердечным ритмом высших отделов ЦНС (гипоталамического и, возможно, коркового) и/или активация гуморальных механизмов (по-видимому, серотонин-, гистамин-, и холинергических) (Баевский, 2002). По-видимому, в наших экспериментах наблюдался тот же эффект.

Моделированная ХСН у крыс привела к достоверному повышению мощности ЬБ в 2.1 раза (р<0.05), недостоверному НБ - в 1.4 раза (р>0.05) и достоверному общей мощности спектра - в 1.8 раза (рис. 8,9).

Мощность и? возрастала у стрессированных животных с ХСН при длительном воздействии эналаприла в 2.7 раза (р<0.05) и лизиноприла в 1.2 раза (р>0.05) по сравнению со здоровыми крысами, квинаприла практически не изменялась, а периндоприла уменьшалась в 2.0 раза (р>0.05). При этом она была достоверно меньше также и по сравнению с эналаприлом в 5.5 раз. По отношению к крысам с ХСН значимое снижение мощности 1-Р произошло только на фоне квинаприла и периндоприла в среднем в 2.7 раза.

Изменение же мощности Н1? у иммобилизированных крыс с ХСН происходило при ингибировании активности РААС в основном в сторону ее снижения (только под влиянием эналаприла произошло повышение этого показателя в 1.9 раза, р>0.05), при воздействии квинаприла и периндоприла в среднем в 1.9 раза (р<0.001) по отношению к интактным животным и в среднем в 2.3 раза (р<0.05) по сравнению с контрольными, а на фоне лизиноприла уменьшение НБ в 1.8 раза (р<0.05) было только по сравнению с контрольными крысами с ХСН. Причем квинаприл и периндоприл более сильно влияли на НР по отношению к эналаприлу.

Общая мощность спектра (ТР) имела схожую динамику изменений, как и мощность ПР. Более всего она увеличивалась при использовании эналаприла в 2.4 раза (р>0.05) по сравнению с интактными животными ив 1.3 раза (р>0.05) по отношению к контрольным крысам, а под влиянием квинаприла и периндоприла достоверно уменьшилась в среднем в 1.5 раза и в среднем в 2.5 раза по отношению к интактным и контрольным группам животных соответственно.

Индекс вагосимпатического взаимодействия достоверно увеличился как у контрольных животных по сравнению с интактными (в 1.8 раза), так и при воздействии квинаприла (в 2.3 раза). При подавлении активности РААС другими ингибиторами АПФ изменения этого индекса не были достоверными,

как по отношению к интактным, так и к контрольным крысам с ХСН. Наибольшее снижение и/Ш7 в 1.9 раза (р>0.05) вызывало по отношению к контролю только длительное применение периндоприла.

Такие же неоднозначные результаты получены и при снижении активности РААС у больных с сердечной патологией ингибиторами АПФ и блокаторами АТгрепгоров. Одни авторы указывают при этом на повышение мощности НБ и снижении индекса ЬР/НР (Катеп й а1., 1997; КопЮроиЬв сЧ а1., 1999; В1пЫеу е! а1., 2000; Кагаэа е1 а1., 2005; КаЫоуа & а1., 2008), другие отмечают, что эти вещества никак не влияют на показатели спектрального анализа (Сиес1оп-Могеаи й а1., 1997; 1поко е1 а1., 2001; УаПе е1 а1., 2001; Кгит е1 а1., 2006; Окапо а а1., 2009).

В связи с тем, что изменения сердечного ритма при ингибировании РААС у крыс, находящихся в различных состояниях, было неоднозначным и не всегда данные временного и геометрического анализов совпадали с данными спектрального анализа, для более точного выяснения влияния РААС на ВСР мы применили показатель суммарной степени воздействия (ССВ) на сердечный ритм (Фатеев, Сальников, 2011). По мнению авторов, если значение показателя меньше нуля, это соответствует активации симпатического отдела АНС и катехоламинергической системы, а если больше нуля - активации парасимпатического отдела и, возможно, высших отделов ЦНС.

Итак, на основании изменения показателя ССВ можно более точно сделать выводы о том, в какой степени снижение активности РААС различными по природе ингибиторами АПФ влияет на сердечный ритм (рис. 10).

У наркотизированных крыс наиболее сильное влияние в сторону значительного увеличения тонуса парасимпатического отдела АНС при однократном применении оказал квинаприл. Причем это повышение ССВ было достоверно больше по сравнению с исходным состоянием. Остальные ингибиторы АПФ наоборот несколько повышали активность симпатического отдела АНС и катехоламинергической системы в регуляции сердечным ритмом (в большей степени липофильный эналаприл и гидрофильный лизиноприл).

Однократное ингибирование активности РААС у крыс, находящихся в состоянии кратковременного иммобилизационного стресса, привело к еще большему возрастанию активности симпато-адреналовой системы (особенно при использовании эналаприла) и снижению тонуса парасимпатического отдела АНС, хотя это повышение относительно интактных крыс было несущественным.

У крыс с экспериментальной ХСН происходило достоверное повышение тонуса парасимпатического отдела АНС по сравнению со здоровыми животными. Длительное ингибирование активности РААС у животных с ХСН показало, что эналаприл наиболее сильно повышал тонус парасимпатического

отдела АНС по сравнению с интактными животными. Квинаприл и, особенно, периндоприл повышали активность симпатического отдела АНС. По отношению к контрольным крысам с ХСН значимое повышение активности симпато-адреналовой системы вызывал квинаприл и периндоприл, а эналаприл и лизиноприл практически не изменили ВСР крыс с ХСН (рис. 10). Таким образом, в большей степени к нормализации сердечного ритма у крыс с ХСН приводило длительное воздействие квинаприла.

□ Контроль Ш Эналаприл Квинаприл * Периндоприл В Лизиноприл

0,6 0,4

0,2 <

щ0

-0,4

МЖ .............................................................................._........................ „ж... —-—"

§1Г ? .......... л>

— "И ....... щ

„ £ Г } ■ ** ' » Щ

# +

Наркоз Стресс ХСН

Рис. 10. Влияние снижения активности РААС ингибиторами ЛПФ на суммарную степень воздействия (ССВ) на сердечный ритм. Достоверные отличия: р<0.05

* - но сравнению с интактными, + - по сравнению с контролем, А - эналаприл с остальными ингибиторами АПФ, # - квинаприл с остальными ингибиторами ЛПФ, > -периндоприл по сравнению с лизииоприлом.

ВЫВОДЫ

1. В результате анализа данных ВСР установлено, что при различных моделях дезадаптации у крыс происходит разнонаправленное изменение активности автономной нервной системы. При кратковременном иммобилизационном стрессе отмечено значительное повышение активности симпатического отдела, а при моделировании тотальной ХСН - повышение тонуса парасимпатического отдела АНС.

2. Однократное снижение активности РААС ингибиторами АПФ у наркотизированных животных показало, что только воздействие квинаприла приводило к существенному повышению общей вариабельности сердечного ритма и, следовательно, тонуса парасимпатического отдела АНС как по отношению к исходному состоянию животных, так и по сравнению с воздействием других ингибиторов АПФ. Эналаприл и особенно лизиноприл по данным анализа ВСР повышали активность симпато-адреналовой системы.

3. Ингибирование активности РААС в условиях кратковременного иммобилизационного стресса не смогло оказать выраженного положительного влияния на механизмы регуляции сердечного ритма у крыс.

4. У крыс с экспериментальной тотальной ХСН длительное ингибирование РААС эналаприлом значительно повышало активность парасимпатического отдела АНС. Лизиноприл и квинаприл оказали незначительное влияние на систему регуляции сердечного ритма. Периндоприл, повышая активность симпато-адреналовой системы, тем самым снижал адаптационные возможности организма.

5. Установлено, что снижение активности РААС ингибиторами АПФ у крыс с экспериментальными моделями дезадаптации оказывало разнонаправленное влияние на показатели ВСР. Наиболее стабильное положительное влияние на регуляцию сердечного ритма оказал липофильный квинаприл.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ АВТОРА:

1. Сидоров A.B.,' Григорьева М.В., Кузьмин Ф.А., Фатеева K.M. Вариабельность сердечного ритма у крыс с экспериментальной хронической сердечной недостаточностью, длительно получавших ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента и блокаторы кальциевых каналов // Вестник Костромского государственного университета им. Н. А. Некрасова. — 2011. - Т 17, № 1. - С.29-35. (авторских - 0.25 п.л.) (Журнал включен в перечень изданий рекомендованных ВАК РФ).

2. Григорьева М.В., Сидоров A.B., Кузьмин Ф.А., Фатеева K.M. Вариабельность сердечного ритма у бодрствующих иммобилизированных и дезадаптированных крыс при воздействии эналаприла и верапамила // Ярославский педагогический вестник. - 2011 - Т. Ш (Естествознание), № 1,-С.109-113. (авторских - 0.2 пл.). (Журнал включен в перечень изданий рекомендованных ВАК РФ).

3. Фатеев М.М., Сидоров A.B., Григорьева М.В., Раков A.A., Фатеева K.M. Вариабельность сердечного ритма у бодрствующих и наркотизированных крыс при воздействии ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2011. - Т. 152, № 11. -С. 521-525. (авторских - 0.2 пл.). (Журнал включен в перечень изданий рекомендованных ВАК РФ).

4. Сидоров A.B., Григорьева М.В., Фатеева K.M. Воздействие эналаприла на вариабельность сердечного ритма у крыс // Материалы межвузовской конференции молодых ученых «Герценовские чтения». - СПб., 2009.-С.108-109. (авторских-0.03 пл.).

5. Сидоров A.B., Григорьева М.В., Фатеева K.M. Влияние эналаприла и бисопролола на вариабельность сердечного ритма иммобилизованных крыс // Материалы Двенадцатой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина». — СПб., 2009. - С. 95-96. (авторских - 0.02 пл.).

6. Сидоров A.B., Григорьева М.В., Фатеева K.M. Влияние ингибиторов АПФ эналаприла и лизиноприла на вариабельность сердечного ритма у бодрствующих иммобилизированных крыс // Тез. докл. УП Всероссийской конф. с международным участием, посвященной 160-летию со дня рождения И.П. Павлова: «Механизмы функционирования висцеральных систем». - СПб., 2009. - С.397. (авторских - 0.02 пл.).

7. Григорьева М.В., Воловенко В.Н., Сидоров A.B., Фатеева K.M. Изменения в вариабельности сердечного ритма у крыс с экспериментальной хронической недостаточстью, длительно получавших эналаприл // Межвузовский сборник научных трудов с международным участием, посвященный 25-летию кафедры фармакогнозии и ботаники «Изыскание и создание природных лекарственных средств» - Ярославль, 2009. - С. 109 - 111. (авторских-0.1 пл.).

8. Сидоров A.B., Григорьева М.В., Фатеева K.M. Влияние ингибиторов АПФ: квинаприла и лизиноприла на вариабельность сердечного ритма иммобилизированных крыс // Материалы Тринадцатой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей ((Человек и его здоровье». - СПб., 2010. - С. 181-182. (авторских - 0.025 пл.).

9. Фатеев М.М., Григорьева М.В., Кузьмин Ф.А., Фатеева K.M. Воздействие блокатора кальциевых каналов верапамила и ингибитора АПФ квинаприла на сердечный ритм стрессированных крыс // Тез. докл. XXI съезда Физиологического общества имени И.П. Павлова. - Москва - Калуга, 2010. -С.634-635. (авторских - 0.015 пл.).

10. Григорьева М.В., Кузьмин Ф.А., Фатеева K.M. Влияние блокатора кальциевых каналов нифедипина и ингибитора АПФ лизиноприла на вариабельность сердечного ритма иммобилизированных крыс // Тез. докл. Всероссийской конф. с международным участием, посвященной 85-летию со дня основания Института физиологии И.П. Павлова РАН: «Механизмы регуляции физиологических систем организма в процессе адаптации к условиям среды». - СПб., 2010. - С.71-72. (авторских - 0.02 пл.).

11. Григорьева М.В., Кузьмин Ф.А., Фатеева K.M. Влияние блокатора кальциевых каналов нифедипина и ингибитора АПФ лизиноприла на вариабельность сердечного ритма иммобилизированных крыс // Мат. тез. Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 65-летию СНО ЯГМА «Актуальные вопросы медицинской науки». - Ярославль, 2011. - С.21. (авторских-0.015 пл.).

12. Фатеев М.М., Григорьева М.В., Сидоров A.B., Кузьмин Ф.А., Фатеева K.M. Воздействие ингибиторов АПФ и блокаторов кальциевых каналов на сердечный ритм крыс, находящихся в различных состояниях // Научн. труды III Съезда физиологов СНГ: «Физиология и здоровье человека». М.: Медицина-Здоровье, 2011. С. 35. (авторских-0.01 пл.).

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

АНС - автономная нервная система

ВСР - вариабельность сердечного ритма

РААС - ренин-ангиотензин-альдостероновая система

ССС - сердечно-сосудистая система

ХСН - хроническая сердечная недостаточность

ЦНС - центральная нервная система

ЧСС - частота сердечных сокращений

К-К - кардиоинтервалы

- средняя длительность всех интервалов Я-К БОМ^ - среднее квадратичное отклонение

СУ - коэффициент вариации

М^БО - квадратный корень из суммы квадратов разности величин

- последовательных пар интервалов И-К МхВМп - вариационный размах

Мо - мода

АМо - амплитуда моды

- стресс-индекс, индекс напряжения (ИН)

- площадь скаттерограммы

ЕПАй - соотношение ширины основного облака (■\у) к длине основного

1Т облака(Ц

НР - низкочастотные колебания

ТР - высокочастотные колебания

1Т (%) - общая мощность спектра

НР (%) - относительное значение мощности волн низкой частоты

ЛР/НР - относительное значение мощности волн высокой частоты

отношение мощности волн низкой частоты (Ц7) к мощности волн высокой частоты (НР) - индекс вагосимпатического взаимодействия

Формат 60x90/16 Объем 1,5 п.л, тираж 100 экз. Заказ № 128 Отпечатано в типографии ЯГТУ г. Ярославль

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Фатеева, Ксения Михайловна, Ярославль

61 12-3/919

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ярославская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития

Российской Федерации

ФАТЕЕВА Ксения Михайловна

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ИНГИБИРОВАНИИ РЕНИН-АНГИОТЕНЗИН-АЛЬДОСТЕРОНОВОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС В НОРМЕ И ПРИ ДЕЗАДАПТАЦИИ

03.03.01 - физиология

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор A.A. Раков

Ярославль - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ 2

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 12

1.1. Роль автономной нервной и гуморальной систем организма

в регуляции сердечного ритма 12

1.2. Метод анализа вариабельности сердечного ритма и

его применение в клинике и эксперименте 15

1.3. Изменение показателей вариабельности сердечного ритма при дезадаптации 20

1.4. Влияние ренин-ангиотензин-альдостероновой системы на механизмы функционирования сердечно-сосудистой системы в норме

и при хронической сердечной недостаточности 23

1.5. Средства, снижающие активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и их влияние на вариабельность

сердечного ритма 26

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 38

2.1. Характеристика условий проведения эксперимента и объекты исследования 38

2.2. Методика анализа регуляции сердечно-сосудистой системы по данным вариабельност сердечного ритма 40

2.3. Методика моделирования хронической сердечной недостаточности у крыс 42

2.4. Методы статистической обработки 43 ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 44

3.1. Влияние ингибирования ренин-ангиотензин-альдостеровной системы на сердечный ритм у наркотизированных крыс 44

3.2. Влияние ингибирования ренин-ангиотензин-альдостеровной системы

на сердечный ритм у бодрствующих иммобилизированных крыс 51

3.3. Показатели вариабельности сердечного ритма у крыс с экспериментальной ХСН и влияние на них длительного снижения активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы 58

3.3.1. Сравнение показателей вариабельности сердечного ритма

у интактных животных и у крыс с ХСН 58

3.3.2. Сравнение показателей вариабельности сердечного ритма у контрольных крыс с ХСН и крыс с ХСН, длительно получавших ингибиторы АПФ 62

3.3.3. Сравнение ингибиторов АПФ по влиянию на показатели вариабельности сердечного ритма крыс с ХСН 64

3.3.4. Сравнение показателей вариабельности сердечного ритма у интактных и крыс с ХСН, длительно получавших ингибиторы АПФ 66 ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ 68 ВЫВОДЫ 93 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 94 ПРИЛОЖЕНИЕ 123

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АНС - автономная нервная система

АВ - атриовентрикулярный узел

АД - артериальное давление

ВСР - вариабельность сердечного ритма

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИМ - инфаркт миокарда

пене - парасимпатическая нервная система

РААС - ренин-ангиотензин-альдостероновая система

СА - синоатриальный узел

САС - симпатоадреналовая система

СНС - симпатическая нервная система

ССС - сердечно-сосудистая система

ХСН - хроническая сердечная недостаточность

ЦНС - центральная нервная система

ЧСС - частота сердечных сокращений

я-я - кардиоинтервалы

яяш - средняя длительность всех интервалов Я-Я

- среднее квадратичное отклонение

СУ - коэффициент вариации

ЯМ88Б - квадратный корень из суммы квадратов разности величин

- последовательных пар интервалов Я-Я

МхЭМп ■ - вариационный размах

Мо - мода

АМо амплитуда моды

81 - стресс-индекс, индекс напряжения (ИН)

ЕИБд - площадь скаттерограммы

ЕПАб - соотношение ширины основного облака (\у) к длине основного

- облака (Ь) и - низкочастотные колебания

НБ - высокочастотные колебания

ТР общая мощность спектра

Ы7 (%) - относительное значение мощности волн низкой частоты ЭТ (%) - относительное значение мощности волн высокой частоты и/Ш7 - отношение мощности волн низкой частоты (Ц7) к мощности волн высокой частоты (НГ)

ВВЕДЕНИЕ АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) наряду с симпато-адреналовой является одной из основных систем, участвующих в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы (ССС), а сама ССС индикатором адаптационных реакций целостного организма (Меерсон, 1993; Агеев, 2008). Истощение адаптационных возможностей сердца при ишемической болезни сердца и артериальной гипертензии приводит к развитию сердечной недостаточности. В таком состоянии организм обладает настолько сниженными функциональными резервами, что даже небольшие нагрузки (как физические, так и эмоциональные) могут нарушить его неустойчивое равновесие со средой (Арутюнов, Рылова, 2000; Крыжановский, 2002). Значительную роль в развитии хронической сердечной недостаточности играет повышение активности РААС. Наиболее активный компонент РААС - ангиотензин II (АТН) вызывает вазоконстрикцию, стимуляцию синтеза альдостерона и усиление работы сердца (Ю.В. Лапина, Д.Н. Филатов и др., 2008). Эффекты АТП обусловлены действием гормона на ангиотензиновые рецепторы, стимуляцией выброса норадреналина, повышением активности сосудодвигательного центра.

В случае длительного увеличения концентрации АТП, что наблюдается при сердечно-сосудистой патологии, будет происходить развитие гипертрофии и ремоделирование сосудов и миокарда, что приводит к повышению периферического сосудистого сопротивления, росту постнагрузки на сердце и усугублению клиники заболевания ССС, в том числе и хронической сердечной недостаточности (ХСН) (Агеев и др., 2008; Лапина и др., 2008; Прибылова, Осипова, 2009; С1е1апс1, МсОошап, 1998; Яус1еп, 1999; Ьеуте, 2000; \yhorlow, Клип, 2000).

Одним из инструментов для изучения роли РААС в регуляции функций ССС являются ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), которые препятствуют образованию из ангиотензина I АТП. Ингибиторы

АПФ представляют весьма разнородную группу, отличающуюся по физико-химическим (растворимости, индексу липофильности) и фармакологическим (биодоступности, лекарство-пролекарство, биотрансформации) свойствам, а, следовательно, и по проявлению своей активности в условиях различной патологии (Верткин, Талибов, 2007; Новиков, 2007). Их широко используют в клинике при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, т.к. подавляя активность РААС, они положительно влияют на функциональное состояние миокарда: снижают гипертрофию, риск развития аритмий (Леонова, 2003; Мареев, 2004; Cowie et al., 1999).

Одним из методов определения влияния РААС на сердечную деятельность может служить анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), который позволяет оценить состояние регуляторных механизмов ССС и широко применяется в физиологии и клинике (Баевский, Иванов, 2001). Однако механизмы РААС, оказывающей свое влияние на регуляцию сердечного ритма организма при подавлении ее активности различными по природе ингибиторами АПФ у животных, находящихся в различных состояниях, до сих пор до конца не изучены. В литературе имеются лишь единичные публикации о влиянии на показатели ВСР подавления активности РААС ингибиторами АПФ у лабораторных животных и только в условиях нормы (Bernardi et al., 1998; Dias da Silva et al., 2006; Тошна et al., 2009), поэтому актуальным является проведение сравнительного анализа воздействия различными по природе ингибиторами АПФ на ВСР в условиях нормы и дезадаптации на примерах кратковременного иммобилизационного стресса и экспериментальной модели ХСН.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучить роль ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и ингибиторов АПФ в регуляции сердечного ритма у крыс в норме и при дезадаптации - иммобилизационном стрессе и - при экспериментальной хронической сердечной недостаточности.

ЗАДА ЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Исследовать механизмы регуляции сердечной деятельности на разных моделях дезадаптации на основе анализа вариабельности сердечного ритма.

2. Установить особенности регуляции сердечного ритма при ингибировании активности РААС у наркотизированных животных с помощью различных по природе ингибиторов АПФ: эналаприла, квинаприла, периндоприла и лизиноприла.

3. Изучить состояние системы регуляции сердечной деятельности у крыс при кратковременном иммобилизационном стрессе в условиях ингибирования РААС.

4. Исследовать состояние механизмов регуляции сердечного ритма у крыс при экспериментальной ХСН и с помощью ингибиторов АПФ оценить участие РААС в нарушении адаптации сердечно-сосудистой системы.

НА УЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые проведено комплексное исследование по выяснению роли РААС в регуляции сердечного ритма у крыс, находящихся в различных состояниях (наркоз, иммобилизационный стресс, экспериментальная ХСН), путем снижения ее активности различными по природе ингибиторами АПФ с применением статистических, геометрических методов и метода спектрального анализа В СР.

У наркотизированных крыс однократное снижение активности РААС квинаприлом привело к выраженному увеличению тонуса парасимпатического отдела АНС. Остальные ингибиторы АПФ (эналаприл, периндоприл и лизиноприл) наоборот повышали активность симпатического отдела АНС.

Однократное ингибирование активности РААС у крыс, находящихся в состоянии кратковременного иммобилизационного стресса, привело к

возрастанию активности симпато-адреналовой системы (особенно при введении эналаприла) и снижению тонуса парасимпатического отдела АНС.

Впервые показано, что длительное снижение активности РААС путем использования различных ингибиторов АПФ у крыс с экспериментальной ХСН вызвало разнонаправленное изменение активности АНС. По сравнению с интактными животными лизиноприл и, особенно, эналаприл вызвали повышение тонуса парасимпатического отдела, а квинаприл и периндоприл -симпатического отдела АНС.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНА ЧИМОСТЬ

Результаты, полученные в настоящем исследовании, дополняют знания о роли РААС в регуляции деятельности ССС, о значении снижения ее активности различными по природе ингибиторами АПФ, об особенностях влияния их на функционирование систем, регулирующих сердечную деятельность, у наркотизированных животных и у крыс в условиях дезадаптации на примере иммобилизационного стресса и модели ХСН.

. Полученные экспериментальные данные имеют существенное значение для медицины, т.к. позволяют сделать аргументированный выбор ингибиторов АПФ при лечении различной патологии ССС. Исходя из наших данных, наибольшую стабильность в условиях экспериментальной патологии проявил липофильный квинаприл.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Ингибирование активности РААС у наркотизированных крыс только при воздействии квинаприла приводило к существенному повышению тонуса парасимпатического отдела АНС как по отношению к исходному состоянию животных, так и по сравнению с подавлением активности РААС другими ингибиторами АПФ (периндоприл ом, лизиноприл ом).

2. Изучение показателей ВСР у бодрствующих иммобилизированных крыс указывает, что имело место повышение тонуса симпатического отдела

АНС. Снижение активности РА АС изучаемыми ингибиторами АПФ приводило к согласованному изменению показателей ВСР, свидетельствующее о незначительном повышении активности симпатоадреналовой системы.

3. При моделировании ХСН у крыс повышался тонус парасимпатического отдела АНС. Длительное ингибирование активности РААС у животных с ХСН лизиноприлом, и особенно квинаприлом способствовало нормализации сердечного ритма.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы и положения диссертации представлены и доложены на межвузовской конференции молодых ученых «Герценовские чтения», Санкт-Петербург, 2009; 12-й и 13-й Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, 2009, 2010; VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 160-летию со дня рождения И.П. Павлова: «Механизмы функционирования висцеральных систем», Санкт-Петербург, 2009; XXI съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова, Калуга, 2010; Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 85-летию со дня основания Института физиологии И.П. Павлова РАН: «Механизмы регуляции физиологических систем организма в процессе адаптации к условиям среды», Санкт-Петербург - Колтуши, 2010; Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 65-летию СНО ЯГМА «Актуальные вопросы медицинской науки», Ярославль, 2011; III Съезда физиологов СНГ: «Физиология и здоровье человека», Ялта, Украина, 2011.

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ (в том числе 3 в журналах из перечня периодических изданий, рекомендуемых ВАК РФ).

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, приложения и списка литературы, в котором содержится 137 отечественных и 120 зарубежных источников. Работа содержит 10 таблиц, 12 рисунков и 1 приложение.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Роль автономной нервной и гуморальной систем организма в регуляции сердечного ритма

Важнейшая функция живого организма - саморегуляция. Механизм саморегуляции является основой функционирования биологических объектов. Академик П.К. Анохин (1998) считает, что именно самоорганизующиеся, самонастраивающиеся функциональные системы уравновешивают организм со средой обитания и обеспечивают его стабильное существование. Множество отдельных самонастраивающихся систем образуют комплекс быстрого и медленного реагирования организма на изменяющиеся условия окружающей среды. Наиболее заметными элементами этого комплекса является нервая и гуморальная системы, принимающие прямое участие в регуляции сердечной деятельности.

Особое значение в поддержании оптимальной сердечной деятельности принадлежит вегетативной нервной системе (Г.Н. Кассиль, 1981). Работа сердца определяется симпатическим (СНС) и парасимпатическим (ПСНС) отделами вегетативной нервной системы.

Активация симпатического отдела через ß, -адренорецепторы вызывает положительное инотропное и хронотропное действие. Повышение активности правой ветви n.Vagus в большей степени снижает частоту сердечных сокращений, а левой - снижение проводимости. Активация вагуса характеризуются быстрым эффектом (из-за высокой скорости проведения по ПСНС) и большей, по сравнению с СНС, избирательностью действия (H.R. Warner, A.A. Сох, 1962). Влияние СНС на сердечную деятельность, по сравнению с ПСНС, реализуется медленнее, но оно более стойко и генерализовано (Г.В. Рябыкина, A.B. Соболев, 1998).

На синусовый и атриовентрикулярный узлы преимущественно влияет вагус, а желудочки в большей степени находятся под контролем симатических нервов (А.Г. Камкин, A.A. Каменский, 2004).

Взаимодействие двух отделов автономной нервной системы можно представить в двух форматах: реципрокное (сопряжённое) и антагонистическое. Эти взаимодействия могут реализоваться как на межнейронном, так и на внутриклеточном уровне (А.Я. Хабарова, 1975).

Теория антагонизма СНС и ПСНС позволила ряду исследователей сделать заключение о том, что возрастное урежение ЧСС связано с активацией вагуса и снижением влияния симпатических нервов на сердце (Т.Л. Зефиров, Н.В. Святова, Н.И. Зиятдинова, 2001). Другие авторы возрастное снижение ЧСС объясняют более поздней активацией СНС, что подтверждает гипотезу об акцентированном антагонизме симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы (R.B. Robinnson,

1996). Однако, позднее в эксперименте было установлено, что с возрастом у животных снижалось влияние на ЧСС как СНС, так и ПСНС (Н.И. Абзалов, А.И. Зиятдинова, P.P. Абзалов, 2006; А.-Х. Хуссейн, 2006), что позволило авторам сделать вывод о повышении функции саморегуляции сердца.

Второй системой регуляции сердечной деятельности является гуморальная система. Сегодня известно большое число биологически активных веществ (гормонов и медиаторов), которые принимают участие в формировании сердечного ритма. К таким веществам можно отнести дофамин, гистамин, опиаты, ангиотензины, альдостерон и т.д. Эти вещества оказывают влияние на сердечную деятельность благодаря аффинитету к специализированным рецепторам, либо непосредственно влияя на обмен кардиомиоцитов (Van den Berg et al., 1989). Нейроны звездчатого и среднего шейного симпатических ганглиев собак имеют рецепторы к ангиотензину II (AT II), который модулирует их активность (М. Horackova, J.A. Armour,

1997). Введение AT II в ограниченные участки этих ганглиев приводит к усилению сердечной деятельности. Чувствительность к этому гормону

обнаружена и у внутрисердечных нейронов, подведение AT II к ним приводило к аналогичному эффекту.

Названные выше БАВ, возбуждая центральные рецепторы, изменяя барорефлекторные