CC BY
95
УДК 616.12-008.318-001.1:615.272
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СТРЕСС-ИНДУЦИРОВАННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА И ИНТЕНСИВНОСТИ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ У НЕЛИНЕЙНЫХ КРЫС В УСЛОВИЯХ ОСТРОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Евгения Владимировна КУРЬЯНОВА
ФГБУ ВПО Астраханский государственный университет 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1
С применением индивидуально-типологического подхода к анализу стресс-индуцированных изменений параметров вариабельности сердечного ритма и интенсивности процессов перекисного окисления липидов у нелинейных крыс выявлено 3 основных типа реакции на острый стресс. Сбалансированный тип выявляется у крыс с исходно средней мощностью волн сердечного ритма и характеризуется снижением мощности ОТ- и повышением мощности LF-волн без значительного изменения общей вариабельности ритма, умеренной интенсификацией перекисных процессов и каталазной активности крови. Взрывной тип характерен для особей с исходно низкой мощностью волн сердечного ритма и отличается резким повышением индекса напряжения, снижением мощности волн сердечного ритма в первые минуты стресса с последующим резким падением индекса напряжения, повышением общей вариабельности кардиоинтервалов за счет усиления мощности ОТ-, но особенно - LF и VLF-волн, максимальной степенью прироста каталазной активности крови и интенсивности перекисного окисления липидов в тканях. Замедленный тип проявляется у крыс с исходно высокой мощностью волн сердечного ритма и характеризуется низкими значениями индекса напряжения и стрес-сорной частоты сердечного ритма, медленным снижением мощности ОТ-волн, значительным повышением мощности LF- и VLF-волн на завершающем этапе стресса, высокими показателями пероксидации липидов в тканях, особенно у самок крыс. Данные свидетельствуют о необходимости типологического подхода к анализу изменений вариабельности сердечного ритма и перекисных процессов у нелинейных крыс в условиях острого стресса.
Ключевые слова: типы вариабельности сердечного ритма, перекисное окисление липидов, каталазная активность, острый стресс, типы реакций на стресс, нелинейные крысы.
Необходимость индивидуального подхода к оценке результатов клинических и экспериментальных исследований для большинства ученых представляется вполне очевидной, однако такой подход далеко не всегда реализуется на практике. Последнее особенно характерно для работ с использованием лабораторных животных, в подавляющем большинстве которых авторы придерживаются традиционного подхода к анализу среднегрупповых значений исследуемых показателей, не учитывая исходное состояние регуляторных систем отдельных особей. Между тем, по данным К.В. Судакова и сотрудников НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина [1, 2], а также других авторов [3], у крыс разных генетических линий четко выражена индивидуальность реакций на стресс по показателям поведенческой активности, изменению частоты сердечных сокращений и артериального давления, электрической актив-
ности мозга, изменению концентрации катехоламинов в надпочечниках и структурах мозга.
Нужно признать, что не в каждой лаборатории есть возможность оперативно контролировать уровень катехоламинов, других медиаторов и гормонов у животных в ходе эксперимента. В связи с этим внимание привлекают методы неинвазивной функциональной диагностики, в том числе методы анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) [4, 5], так как, по мнению разработчиков [4], они позволяют индивидуально оценивать функциональное состояние и изменение активности механизмов регуляции функций сердца и организма в целом. Вместе с тем высокая индивидуальная изменчивость параметров ВСР создает трудности для анализа и интерпретации результатов обследования. Поэтому на последнем симпозиуме по теоретическим аспектам и практическому использованию методов анализа ВСР (Ижевск, 2008) принято
Курьянова Е.В. - доцент кафедры физиологии и морфологии человека и животных, e-mail: fyzevk@rambler.ru
решение об обязательном применении индивидуально-типологического подхода к оценке данных ВСР.
Волны сердечного ритма (СР) очень чувствительны к различным нагрузкам и стрессовым ситуациям, но в доступной литературе практически отсутствуют представления о том, какие паттерны стресс-индуцированных изменений ВСР можно наблюдать у нелинейных крыс, поскольку индивидуально-типологический подход в работе с этими животными применяется редко [6, 7]. Ранее нами [8] был разработан алгоритм определения типа регуляции СР на основе относительной и абсолютной мощности волн спектра ВСР, выявлены типы регуляции СР, обнаружены типологические различия интенсивности процессов перокси-дации липидов у нелинейных крыс в условиях фоновой активности [9]. Целью настоящей работы стало выявление основных типов стресс-индуцированных изменений ВСР и показателей свободнорадикального гомеостаза у самцов и самок нелинейных крыс.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Опыты проведены на 105 нелинейных белых крысах обоих полов 3,5-4-месячного возраста. Эксперименты выполнены в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755). Животные содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и корму. Группы формировались из крыс с доминированием в спектре волн высокочастотного спектрального компонента HF (более 38 % от суммарной мощности спектра) [8] на основе предварительного анализа ВСР. В день острого опыта часть животных каждой группы подвергалась эмоционально-болевому стрессу (ЭБС) длительностью 1 час по методике [2, 10], сочетающей иммобилизацию крыс в плексигласовом пенале с элек-трокожным раздражением хвоста по стохастической схеме пороговыми значениями переменного тока (4-6 B, 50 Гц). За время иммобилизации раздражение наносили 5 раз, длительность каждой стимуляции 5 с.
ЭКГ регистрировали у ненаркотизирован-ных крыс на аппаратно-программном комплексе «Варикард» (Рамена, Россия) с помощью миниатюрных электродов-зажимов при местном обезболивании лидокаином (0,05 мл 0,5 % раствора внутрикожно). Обработка рядов R-R-интервалов и анализ ВСР производили в
программе «ИСКИМ6». Точность измерения Я-Я-интервалов составляла 1 мс. Из любой записи ЭКГ обрабатывали по 300 Я-Я-интервалов. Рассчитывали частоту сердечного ритма (ЧСР), моду (наиболее часто встречающееся в данном динамическом ряду значение кардиоинтервала, Мо), индекс напряжения (ИН) по Баевскому [4], с учетом ширины класса гистограммы (7,8 мс). Спектральный анализ проводили в диапазонах ОТ (0,9-3,0 Гц), низкочастотного спектрального компонента LF (0,32-0,9 Гц), очень низкочастотного спектрального компонента VLF (0,180,32 Гц). ВСР исследовали в состоянии спокойного бодрствования на 15-й, 30-й и 60-й минуте ЭБС.
Концентрацию ТБК-реактивных продуктов (ТБК-РП, нмоль/500 мг ткани или нмоль/л плазмы крови), скорость аскорбатзависимого образования продуктов перекисного окисления липидов (АЗ-ПОЛ, нмоль/500 мг ткани в час) проводили в плазме крови, свежеприготовленных гомогенатах миокарда и печени по [11]. Каталазоподобную активность в плазме крови (мккат/л) определяли по методике [12]. Забор крови и тканей для анализа проводили сразу после регистрации ЭКГ, для чего крыс декапи-тировали под нембуталовым наркозом.
Математическую обработку данных выполняли в операционной среде 81аИ8Иса 6.0 с применением методов ранжирования, 1-теста Стъю-дента, корреляционного анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Согласно данным таблицы, среди нелинейных крыс с доминированием НБ-волн в спектре ВСР присутствуют особи трех типов регуляции СР, которые характеризуются низкой, средней и высокой мощностью волн (НМВ, СМВ и ВМВ) в доминирующей части спектра, как было показано и ранее [8]. Среди самцов 46 % особей имеют сМв, 28 % - ВМВ и 26 % - НМВ, среди самок 50 % животных относятся к группе с НМВ, 32 % - к группе с СМВ и меньшинство (18 %) имеют ВМВ. Между типологическими группами существуют значимые различия как по абсолютной мощности волн НБ, LF и VLF, так и по ИН (р < 0,001). Среди самцов самую высокую ЧСР имеют крысы с НМВ (р < 0,05 и р < 0,001), а низкую ЧСР - особи с ВМВ (р < 0,001). У самок типологические различия по ЧСР выражены слабее и существенны только между группами НМВ и ВМВ (р < 0,05). Во всех группах самки крыс имеют более высокую ЧСР, чем самцы (р < 0,05).
Таблица
Фоновые показатели ВСР и свободнорадикальных процессов у самцов и самок нелинейных крыс (п = 105) различных типологических групп, выделенных на основе абсолютной мощности волн спектра ВСР (среднее значение ± ошибка среднего)
Показатель Средняя мощность волн (СМВ), п = 42 Низкая мощность волн (НМВ), п = 38 Высокая мощность волн (ВМВ), п = 25
самцы (п = 28) самки (п = 14) самцы (п = 16) самки (п = 22) самцы (п = 17) самки (п = 8)
Показатели ВСР
ЧСР, уд/мин 315,2 ± 7,4 340,2 ± 3,1° 343,1 ± 7,2# 359,9 ± 4,5° 297 6 ± 9 9&&&, ### 337,8 ± 7,9&, °
Мо, мс 192,8 ± 4,4 176,8 ± 1,6° 176,2 ± 4,8# 167,4 ± 2,1° 205,4 ± 8,3&&&, ### 177,8 ± 3,9&, °
ИН, отн. ед. 24,86 ± 2,21 33,41 ± 4,03 60,41 ± 5,25### 74,01 ± 6,21### 17,25 ± 2,54&&&, ### 19,52 ± 3,44&&& #
НБабс, мс2 8,74 ± 0,62 6,11 ± 0,46 2,33 ± 0,24### 2,13 ± 0,28### 22,36 ± 3,65&&&, ### 19,03 ± 1,86&&&, ###
LFабс, мс2 3,57 ± 0,59 2,65 ± 0,36 1,08 ± 0,12### 0,87 ± 0,16### 7 11 ± 1 17&&&, ### 7,25 ± 1,98&&&" #
VLFабс, мс2 2,76 ± 0,40 3,14 ± 0,51 1,07 ± 0,20### 0,88 ± 0,17### 4,22 ± 0,81&&&, # 4,68 ± 1,08&&&- #
Показатели интенсивности процессов ПОЛ и каталазной активности
самцы (п = 10) самки (п = 7) самцы (п = 8) самки (п = 10) самцы (п = 7) самки (п=4)
ТБК-РП плазмы, нмоль/л 3,17 ± 0,29 2,53 ± 0,30 2,61 ± 0,28 2,31 ± 0,15 2,78 ± 0,17 1,33 ± 0,10^ && °°
Каталазная актив- 46,4 ± 4,1 48,7 ± 9,7 61,3 ± 3,4# 47,1 ± 5,8 44,7 ± 4,2&& 77 7 ± 1 9&, °°°
ность плазмы, мккат/л
ТБК-РП миокарда, нмоль/500 мг 1,03 ± 0,09 0,31 ± 0,04°°° 0,58 ± 0,08## 0,32 ± 0,03°° 0,76 ± 0,07#, & 0,33 ± 0,04°°
АЗ-ПОЛ миокарда, нмоль/500 мг в час 6,05 ± 0,37 2,88 ± 0,32°°° 2,62 ± 0,26### 2,43 ± 0,37 5,65 ± 0,44 &&& 1,99 ± 0,12°°°
ТБК-РП печени, нмоль/500 мг 2,03 ± 0,22 0,39 ± 0,04°°° 0,81 ± 0,09## 0,55 ± 0,11 1,03 ± 0,26# 0,29 ± 0,05°
АЗ-ПОЛ печени, нмоль/500 мг в час 15,38 ± 1,74 7,22 ± 0,59°° 7,56 ± 0,72## 4,64 ± 0,47#^ °° 11,31 ± 2,04 2,60 ± 0,08‘& ##^ °°
Примечание. Отличие от величины соответствующего параметра у крыс того же пола из группы СМВ достоверно: # - при р < 0,05, ## - при р < 0,01, ### - при р < 0,001; отличие от величины соответствующего параметра у крыс того же пола из группы НМВ достоверно: & - при р < 0,05, && - при р < 0,01, &&& - при р < 0,001; отличие от величины соответствующего параметра у самцов достоверно: □ - при р < 0,05, □□ - при р < 0,01, □□□ - при р < 0,001.
Самцы крыс с НМВ отличаются от животных других групп высокой каталазной активностью плазмы крови (р < 0,05), низким содержанием ТБК-РП в миокарде и печени (р < 0,01) и низкой скоростью АЗ-ПОЛ в этих тканях (р < 0,01) (см. таблицу). Наиболее высокое содержание продуктов ПОЛ в тканях характерно для самцов со СМВ. Среди самок наиболее высокая каталазная активность плазмы свойственна особям с ВМВ (р < 0,05) при низком содержании ТБК-РП в плазме крови (р < 0,01) и низкой скорости АЗ-ПОЛ в печени (р < 0,001).
Анализ реакции на ЭБС по параметрам ВСР, ПОЛ тканей и каталазной активности крови проводили с учетом исходного состояния регуляторных механизмов. У крыс группы СМВ максимальный рост ЧСР отмечается на
15-й мин ЭБС (у самцов - на 39 %, р < 0,001, у самок - на 25 %, р < 0,001), тахикардия является особенно стойкой у самок (рис. 1 и 2). Для самцов характерно повышение ИН в ходе всего стресса (на 79-43 %, р < 0,05), у самок - только на 30-й мин опыта (р < 0,05). Мощность волн доминирующего диапазона ОТ снижается к 30-й мин (р < 0,01 и р < 0,001), наряду с этим мощности LF- (р < 0,05) и VLF-волн (р < 0,001) повышаются (у самцов - с 30-й мин, у самок - с 15-й мин опыта), при этом суммарная мощность волн спектра остается в пределах исходных величин в течение всего ЭБС у самцов и в первой половине стресса у самок, что свидетельствует о поддержании относительного вегетативного баланса. Только у самок на 60-й минуте стресса резко увеличивается мощность LF- (в 6,8 раза,
БЮЛЛЕТЕНЬ СО РАМН, ТОМ 31, № 6, 2011
сл
о
Динамика ЧСР и ИН у самцов крыс с СМВ в ходе ЭБС (л=10)
ЧСР, уд/мин ИН, отн. ед
Динамика ЧСР и ИН у самцов с НМВ в ходе ЭБС (п =6)
ЧСР, уд/мин 450-]
410
370 Н 330 290 Н 250
Динамика ЧСР и ИН у самцов с ВМВ в ходе ЭБС (п =8)
ИН, отн. ед
Г70
-60
-50
-40
-30
-20
10
Исх 15 мин 30 мин 60 мин ЧСР —ИН
ЧСР, уд/мин
ИН, отн. ед
мс2
60-
40-
20
Динамика мощности волн спектра у самцов с СМВ в ходе ЭБС (п = 10)
0 Исх
-----1------
15 мин
------1-----
30 мин
мс2
60-
40-
20
0
Динамика мощности волн спектра у самцов с НМВ в ходе ЭБС (п =6)
60 мин Исх
***УЬБ
* и
***УЬ£
ич
15 мин
I |нр I |ц
-----Г
30 мин
***
**»
Динамика мощности волн спектра у самцов с ВМВ в ходе ЭБС (п =8)
60 мин Исх
уи
15 мин
30 мин
60 мин
Рис. 1. Типы динамики показателей сердечного ритма у самцов нелинейных крыс при остром эмоционально-болевом стрессе. Здесь и на рис. 2, 3 отличие от величины соответствующего параметра у крыс в состоянии покая достоверно: * — при р < 0,05, ** — при р < 0,01, *** — при р < 0,001
Курьянова Е.В. Основные типы стресс-индуцированных изменений... /с. 47-55
БЮЛЛЕТЕНЬ СО РАМН, ТОМ 31, № 6, 2011
ЧСР, уд/мин
Динамика ЧСР и ИН у самок крыс с СМВ в ходе ЭБС (п =8)
ИН, отн. ед
мс2
60-
40-
20-
Динамика мощности волн спектра у самок с СМВ в ходе ЭБС (и =8)
Динамика ЧСР и ИН у самок с НМВ в ходе ЭБС (п =7)
ЧСР, уд/мин 450
ИН, отн. ед г 100
Динамика ЧСР и ИН у самок с ВМВ в ходе ЭБС (п =4)
ЧСР, уд/мин ИН, отн. ед
Исх
15 мин 30 мин 60 мин ш ЧСР —ИН
Динамика мощности волн спектра у самок с НМВ в ходе ЭБС (п =7)
Динамика мощности волн спектра у самок с ВМВ в ходе ЭБС (и =4)
Исх
-----1------
15 мин
30 мин 60 мин Исх 15 мин 30 мин 60 мин Исх
ОТ
15 мин
30 мин
60 мин
Рис. 2. Типы динамики показателей сердечного ритма у самок нелинейных крыс при остром эмоционально-болевом стрессе
сл
Курьянова Е.В. Основные типы стресс-индуцированных изменений... /с. 47-55
ТБК-РП Катал ТБК-РП АЗ-ПОЛ ТБК-РП АЗ-ПОЛ пл пл миок миок печ печ
% отклонения от исх
| |СМВ | |НМВ | |ВМВ
Рис. 3. Особенности стресс-индуцированных изменений показателей ПОЛ тканей и каталазной активности плазмы крови у нелинейных крыс с разными типами регуляции сердечного ритма
р < 0,001), VLF- (в 4,2 раза, р < 0,001) и даже ОТ-колебаний (в 1,5 раза, р < 0,05), что указывает на повышение активности центров, согласующих СР с колебаниями артериального давления, и надсегментарного уровня регуляции, а также на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания парасимпатических влияний. Согласно данным рис. 3, у самцов и самок группы СМВ стресс сопровождается ростом каталазной активности плазмы в 2-3 раза, умеренным повышением концентрации ТБК-РП в печени (р < 0,05 и р < 0,01), скорости АЗ-ПОЛ в миокарде (р < 0,001) и печени (р < 0,001 и р < 0,05). В целом, характер реакции на стресс у крыс с СМВ имеет сбалансированный характер с умеренной (у самцов) и сильной (у самок) централизацией регуляции и умеренной интенсификацией процессов липидной пероксидации в тканях.
У крыс с НМВ максимальный прирост ЧСР также приходится на 15-ю минуту ЭБС и составляет около 35 % (р < 0,001) у самцов и 25 % (р < 0,001) у самок, однако тахикардия у этих животных менее стойкая и слабеет к 60й мин опыта (см. рис. 1 и 2). В начале стресса ИН резко повышается (р < 0,01 и р < 0,001), СР
становится еще более ригидным у самцов за счет снижения мощности VLF- (р < 0,001) и LF-волн (р < 0,05) при резком доминировании низкоамплитудных ОТ-волн, а у самок - за счет ослабления ОТ-волн (р < 0,05). У всех крыс с НМВ в ходе стресса высокая напряженность сменяется лавинообразным нарастанием вариабельности СР и снижением ИН (р < 0,001). При этом мощность ОТ-волн повышается у самцов в 3,5 раза (р < 0,001) на 60-й мин, у самок в 2,4 раза (р < 0,05) на 30-й мин ЭБС. Однако основной вклад в рост вариабельности СР вносят LF-волны, мощность которых увеличивается в наибольшей мере как у самцов, так и у самок (р < 0,001), а также VLF-волны (р < 0,05). Эти изменения ВСР свидетельствуют об активации всех уровней регуляции, в особенности стволовых центров, согласующих СР с колебаниями артериального давления [4], а также о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания парасимпатических влияний. Стресс вызывает у самцов и самок группы НМВ резкое (в 3,5-4,5 раза) повышение каталазной активности плазмы крови (см. рис. 3), высокий прирост уровня ТБК-РП и АЗ-ПОЛ в печени (р < 0,001) самцов, но несмотря на это абсолютные значения показателей ПОЛ у них, как и в условиях фоновой активности, ниже, чем у крыс других типологических групп. В целом, стресс-инду-цированные изменения ВСР и параметров свободнорадикального гомеостаза у крыс с НМВ имеют взрывной характер, с резкими колебаниями активности как уровней регуляции, так симпатического и парасимпатического каналов регуляции, формированием высокой централизации управления, резкой интенсификацией пе-рекисных процессов и каталазной активности крови.
У крыс с ВМВ максимальный рост ЧСР составляет 27-28 % от исходной (р < 0,001) у самцов - на 15-й и 60-й мин (р < 0,001), у самок - на 30-й мин ЭБС (р < 0,001), средняя ЧСР у самцов не поднимается выше 400 уд/мин (см. рис. 1 и 2). ИН повышается у самцов также на 15-й и 60-й мин (р < 0,01), у самок - в первой половине ЭБС (р < 0,01 - р < 0,05), но абсолютные значения показателя значительно ниже, чем у крыс других групп. Мощность ОТ-волн у самцов остается высокой в первой половине ЭБС и снижается только к 60-й мин (р < 0,05), свидетельствуя о высоком уровне парасимпатических влияний. У самок мощность ОТ-волн падает в 5,5 раза (р < 0,001) к 30-й мин ЭБС, т. е. парасимпатические влияния у них снижаются в значительно большей мере и быстрее, чем у самцов. Несмотря на то что общая вариабельность
СР у крыс группы ВМВ поддерживается в ходе стресса на достаточно высоком уровне, к 60-й мин значительно усиливаются VLF- (р < 0,001) и LF-волны (р < 0,01), причем у самцов это усиление сопряжено с падением ОТ-волн (р < 0,05). Вероятнее всего, активация надсегментарных эрготропных, катехоламинергических структур [4, 8] направлена на регуляцию активности автономного контура и обеспечение достаточной мобилизации функций сердечно-сосудистой системы в ситуации напряжения. У самцов с ВМВ в условиях ЭБС каталазная активность плазмы крови увеличивается более чем втрое (р < 0,001), значительно повышается интенсивность ПОЛ в тканях (см. рис. 3). Самки группы ВМВ, в отличие от самок других типологических групп, реагируют на стресс наибольшей степенью прироста интенсивности ПОЛ и высокой концентрацией ТБК-РП в плазме крови и тканях (р < 0,001), но наименьшим повышением каталазной активности крови (только в 1,5 раза, р < 0,001). В целом, крысам с ВМВ свойственен замедленный тип реакции на стресс, с постепенным ослаблением парасимпатических влияний и особенно сильным нарастанием активности стволового и надсегментарного уровней регуляции на завершающем этапе стресса, значительным накоплением продуктов ПОЛ и снижением устойчивости тканей к прооксидант-ной провокации, последнее характерно в большей мере для самок.
У самцов и самок крыс всех групп с ростом ЧСР в ходе стресса коррелирует повышение каталазной активности крови (г = 0,60 - 0,89, р < 0,01) и увеличение уровня ТБК-РП и скорости АЗ-ПОЛ в печени (г = 0,72-0,73 и г = 0,87-
0,85, р < 0,01).
Анализируя данные, отмечаем, что в условиях острого напряжения у крыс всех типологических групп повышается мощность LF- и VLF-волн при снижении мощности ОТ-волн, которые в исходном состоянии доминировали в спектре ВСР. Степень изменений ЧСР, ИН и волновой структуры, скорость их развития и стойкость различаются у особей разных групп, кроме того, у крыс с НМВ мощность ОТ-волн даже повышается.
Из работ, в которых учитывалось исходное состояние организма перед предъявлением нагрузки, известно, что стресс (дегидратация) вызывает у крыс с нормотонией и ваготонией рост ИН, у крыс с исходным преобладанием симпатических влияний первоначально также усиливаются симпатические влияния, но по мере развития дегидратации начинают преобладать парасимпатические влияния, что расценивается
как истощение механизмов адаптации [6]. При моделировании роста симпатических влияний введением изадрина крысы с исходно высоким симпатическим тонусом выживают, а погибают в основном крысы с исходно высоким парасимпатическим тонусом [7]. При аналогичном подходе к анализу реакций людей на нагрузку [13] обнаружено, что у лиц с исходным преобладанием парасимпатических влияний гипоксия сопровождается падением вариабельности кардиоинтервалов, а у лиц с исходным преобладанием симпатической активности в ответ на гипоксию повышается вариабельность СР.
Данные литературы [6, 7, 13] и собственные результаты свидетельствуют о закономерной реакции каналов регуляции СР на острое напряжение. Она сходно проявляется и у человека, и у животных, и состоит в том, что при исходном преобладании влияний на СР одного из отделов вегетативной нервной системы в ситуации экстренной мобилизации организма повышаются влияния ее «антагонистического» отдела. Это можно рассматривать как проявление принципа акцентированного антагонизма отделов вегетативной нервной системы. То есть в стрессовой ситуации следует ожидать усиления вариабельности кардиоинтервалов, если в исходном состоянии или в первые минуты стресса сформировался напряженный СР. И наоборот, при стрессе следует ожидать снижения вариабельности СР, если в покое сформировался достаточно вариабельный СР. Только в первом случае, как показывают наблюдения, изменения мощности волн происходят быстро и резко, во втором случае - постепенно.
В свою очередь, чем медленнее активизируются механизмы, усиливающие напряженность СР, тем больше накапливается продуктов ПОЛ при стрессе. Это обусловлено участием гормонов и медиаторов стресса в индукции и торможении процессов пероксидации в тканях при стрессе [14]. Особенности стресс-индуци-рованных изменений ПОЛ и каталазной активности, по нашему мнению, связаны с различиями в динамике активности регуляторных систем, концентрации и скорости высвобождения гормонов и медиаторов стресса, неодинаковой чувствительностью к ним тканей у животных различных типологических групп. Так, у крыс с СМВ и НМВ пик прессорных реакций приходится на 15-ю мин стресса, а у крыс с ВМВ - на 30-60-ю, что отражается на фазных изменениях ПОЛ и активности каталазы. У крыс с ВМВ (особенно у самок) развитие стресс-реакции требует особенно сильной активации высших эрготропных структур, кроме того, у них выше
риск интенсификации ПОЛ, что создает угрозу срыва адаптации.
Таким образом, среди нелинейных крыс с исходным доминированием HF-волн в спектре ВСР выявлено 3 типа реакции на острый стресс в зависимости от исходного состояния регуляции СР: сбалансированный, взрывной и замедленный, которые различаются по выраженности и стойкости тахикардии, изменению ИН и абсолютной мощности волн спектра ВСР, а также по степени повышения каталазной активности плазмы крови и интенсификации ПОЛ в тканях сердца и печени. Выявленные типы стрессор-ных изменений реализуются как у самцов, так и у самок, отличия реакций женских особей на стресс состоят в более быстром нарастании вариабельности СР и формировании более высокой мощности медленных волн спектра, что связано с особенностями нейровегетативной сферы у представителей женского пола [15].
Приведенные данные свидетельствуют о том, что характер вегетативной регуляции сердечного ритма имеет существенное значение для формирования ответной реакции на острый стресс как со стороны регуляторных систем, так и на уровне тканей в виде изменения интенсивности процессов свободнорадикального окисления липидов и антиоксидантной защиты. Существенным результатом является обнаружение основных паттернов стресс-ин-дуцированных изменений ВСР и ПОЛ в зависимости от исходного симпато-парасимпати-ческого баланса. Выявленные закономерности стресс-индуцированных изменений позволяют с определенной долей вероятности прогнозировать реакцию на стресс самцов и самок нелинейных крыс по исходному типу ВСР.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Судаков К.В. Индивидуальность эмоционального стресса // Журн. неврол. психиатрии. 2005. 105. (2). 4-12.
Sudakov K.V. Individuality of emotional stress // Zhurn. nevrol. psikhiatrii. 2005. 105. (2). 4-12.
2. Перцов С.С., Коплик Е.В., Краузер В. и др. Катехоламины надпочечников крыс линии Август и Вистар при остром эмоциональном стрессе // Бюл. экспер. биол. мед. 1997. 123. (6). 645-648.
Pertsov S.S., Koplik E.V., Krauzer V. et al. Catecholamine of adrenal glands in rats of line August and Wistar at sharp emotional stress // Byul. exper. biol. med. 1997. 123. (6). 645-648.
3. Кириллина Т.Н., Усачева М.А., Белкина Л. М. Особенности нейровегетативной регуляции у крыс с разной устойчивостью к стрессу,
оцениваемые по вариабельности параметров гемодинамики // Бюл. экспер. биол. мед. 2006. 142. (10). 376-381.
Kirillina T.N., Usacheva M.A., Belkina L.M. Features of neurovegetative regulation at rats with different resistance to the stress, estimated by the variability of hemodynamic parameters // Byul. exper. biol. med. 2006. 142. (10). 376-381.
4. Баевский P.M., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: методические рекомендации // Вестн. аритмол. 2001. (24). 1-23.
Baevsky R.M., Ivanov G.G., Chireikin L.V et al. The analysis of variability of heart rhythm using various electrocardiographic systems: methodical recommendations // Vestn. aritmol. 2001. (24). 1-23.
5. Надареишвили К.Ш., Месхишвили И.И., Кахиани Д.Д. и др. Вариабельность сердечного ритма среди кроликов породы шиншилла // Бюл. экспер. биол. мед. 2002. 134. (12). 657-659.
Nadareishvili K.Sh., Meshishvili 1.1., Kakhi-ani D. D. et al. Heart rate variability among rabbits of chinchilla breed // Byul. exper. biol. med. 2002. 134. (12). 657-659.
6. Боднар Я.Я., Золенкова Е.Г., Боднар Л.П. Изменения сердечного ритма у крыс при обезвоживании организма // Физиол. журн. 1990. 36. (2). 84-88.
Bodnar Ya.Ya., Zolenkova E.G., Bodnar L.P. Changes of the heart rhythm at rats under condition of organism dehydration // Fiziol. zhurn. 1990. 36.
(2). 84-88.
7. Шляховер В.Е., Ковальчук Н.В., Баринов Э. Ф., Зинкович И.И. Cпeктральная характеристика вариабельности сердечного ритма у крыс при нагрузке изадрином // Вестн. науч. исследований. 2001. (6). 35-39.
Shfyakhover V.E., Kovalchuk N. V., Barinov E.F., Zinkovich I.I. The spectral characteristic of heart rate variability at rats under the loading of izadrine // Vestn. nauch. issledovaniy. 2001. (6). 35-39.
8. Курьянова Е.В. К вопросу о применении спектральных и статистических параметров вариабельности сердечного ритма для оценки нейрове-гетативного состояния организма в эксперименте // Бюл. га PАMН. 2009. 140. (6). 30-37.
Kur'yanova E.V On the question of application of spectral and statistical parameters of heart rate variability to the estimation of organism neurovisceral conditions in experiment // Byul. SO RAMN. 2009. 140. (6). 30-37.
9. Курьянова Е.В., Савельева Е.С., Абуталие-ва Г.Е., Саскаева Б.С. Особенности свободнорадикальных процессов у нелинейных крыс с различным типом вегетативной регуляции сердечного
ритма: онтогенетический аспект // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2008. 2. 84-90.
Kur'yanova E.V., Savel'eva E.S., Abutalieva G.E., Saskaeva B.S. Features of peroxidation processes at nonlinear rats with various type of vegetative regulation of the intimate rhythm: ontogenesis aspect // Izv. Samarskogo nauch. tsentra RAN. 2008. 2. 84-90.
10. Самохвалова Т.Н. Роль взаимодействия стриатума и гипоталамо-гипофизарно-надпочеч-никовой системы в регуляции адаптивного поведения у крыс: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Астрахань, 1998.
Samokhvalova T.N. Role of interaction between striatum and hypothalamus-pituitary-adrenal system in regulation of adaptive behavior at rats: abstract of thesis. candidate of biological sciences. Astrakhan, 1998.
11. Стальная М.Д., Гаришвили Т.Т. Метод определения малонового альдегида с помощью тио-барбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. М.: Медицина, 1977. 66-68.
StalnayaM.D., Garishvili T.T. Method of definition of malonic aldehyde using thiobarbituric acid // Modern methods in biochemistry. M.: Meditsina, 1977. 66-68.
12. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И. Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. 1988. (1). 16-18.
Korolyuk M.A., Ivanova L.I., Maiorova I.G., Tokarev V.E. Method of catalase activity estimation // Lab. delo. 1988. (1). 16-18.
13. Головина А.С., Филиппова Е.Б., Лесова Е. М. О показателях сердечного ритма при гипоксии // Механизмы функционирования висцеральных систем. СПб., 2007. 88-89.
Golovina A.S., Filippova E.B., Lesova E.M. About parameters of heart rhythm at hypoxia // Mechanisms of visceral systems functioning. SPb., 2007. 88-89.
14. Айрапетянц М.Г., Гуляева Н.В. Роль свободнорадикального окисления липидов в механизмах адаптации // Вестн. АМН СССР. 1988. (11). 49-55.
Airapetyants M.G., Gulyaeva N.V Role of lipid peroxidation in adaptation mechanisms // Vestn. AMN SSSR. 1988. (11). 49-55.
15. Dart A.M., Du X.-J., Kingwell B.A. Gender, sex hormones and autonomic nervous control of the cardiovascular system // Cardiovasc. Res. 2002. 53.
(3). 678-687.
BASIC TYPES OF STRESS-INDUCED CHANGES OF HEART RATE VARIABILITY AND PEROXIDATION INTENSITY AT INBRED RATS UNDER THE SHARP STRESS
Evgeniya Vladimirovna KURIYANOVA
Astrakhan state university 414000, Astrakhan, Shaumyan sq., 1
3 basic reactions to the sharp stress have been revealed at nonlinear rats using an individual-typological approach to the analysis of stress-induced changes of heart rate variability (HRV) parameters and lipid peroxidation processes activity. The balanced type has been determined at rats with initially average capacity of HRV waves and has been characterized with the decrease in capacity of HF- and increase in capacity of LF-waves without significant change of the rhythm general variability, the lipid peroxidation moderate intensification and blood catalase activity. The explosive type is characteristic for individuals with initially low capacity of HRV waves and differs over sharp increase in stress index, decrease of HRV waves capacity during the first minutes of the stress with the subsequent sharp drop of stress index, increase in the general variability RR-intervals due to amplification of capacity of HF waves, especially LF and VLF waves, the maximal degree of increase in blood catalase activity and intensity of lipid peroxidation processes in tissue. The slow type has been shown at rats with initially high capacity of waves of HRV spectrum and characterized by low SI values and heart rate frequency, slow decrease of HF-waves capacity, strong increase of LF and VLF capacity at the closing stage of stress, high parameters of lipid peroxidation in tissue especially at female rats. The data testify to the necessity of the typological approach to the analysis of changes of HRV and peroxidation processes at inbred rats under conditions of sharp stress.
Key words: types of heart rate variability, lipid peroxidation, catalase activity, sharp stress, types of responses to stress, inbred rats.
Kuriyanova E.V. - associate professor of the chair for human and animal physiology and morphology, e-mail: fyzevk@rambler. ru
