Научная статья на тему 'Особенности эндотелий-зависимой потоковой реактивности брюшной аорты у крыс с различными типами поведения в открытом поле'

Особенности эндотелий-зависимой потоковой реактивности брюшной аорты у крыс с различными типами поведения в открытом поле Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
158
52
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Филатова Ольга Викторовна, Червова Ирина Васильевна, Кондыков Александр Анатольевич, Томилова Ирина Николаевна

Исследование закона распределения крыс в открытом поле по уровню энтропии поведения показало, что весь массив разделяется на четыре различающиеся группы. Сопоставление средних значений сосудистой реактивности по группам не выявило достоверных различий в реактивности брюшной аорты к увеличению скорости потока. Методом расчета исследование линейных и нелинейных парных корреляций выявлена положительная связь между показателями "потокового" прироста (%) и "энтропии поведения" крыс. Фактором, связывающим поведение животных с сосудистой реактивностью, является исходный диаметр артерий. Не исключено, что другими связывающими факторами могут быть отдельные поведенческие акты или внутренние факторы, их определяющие.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Филатова Ольга Викторовна, Червова Ирина Васильевна, Кондыков Александр Анатольевич, Томилова Ирина Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Singularities an endothelium-dependent of a data-flow reactivity of abdominalis aorta at rats with various phylums of behaviour in open field

Research of the law of rats allocation in open field on a level of an entropy of behaviour has shown, that all array is parted on four distinguishing bunches. The comparison of average values of a vascular reactivity on bunches has not revealed authentic differences in a reactivity of a abdominalis aorta to augmentation of a flow rate. The method of account research of linear and not linear didymous correlations detects positive connection between parameters of a "data-flow" accretion (%) and "entropies of behaviour" of rats. The factor connecting behaviour of animals to a vascular reactivity is the initial diameter of arterias. It is possible, that other connecting factors can be the separate behavioural acts or internal factors, their defining.

Текст научной работы на тему «Особенности эндотелий-зависимой потоковой реактивности брюшной аорты у крыс с различными типами поведения в открытом поле»

УДК 612.13:601.1+612.821.6

О.В. Филатова, И.В. Червова, В.Д. Киселев, И.Н. Томилова

Особенности эндотелий-зависимой потоковой

реактивности брюшной аорты у крыс

с различными типами поведения в открытом поле

Исследование взаимосвязи между типологией поведения животных и спецификой их вегетативных реакций имеет большое теоретическое и практическое значение, поскольку ведет к пониманию механизмов, лежащих в основе индивидуальной чувствительности и устойчивости к внешним воздействиям. Обнаружена зависимость показателей энергетического метаболизма мозга [1], устойчивости к действию острой гипоксии [2], устойчивости к стрессу [3], активности узловых окислительно-восстановительных ферментов [4] животных от типологических особенностей поведения. С начала 80-х гг. пристальное внимание ученых, работающих в области- сердечно-сосудистой физиологии, привлекает феномен эндотелий-зависимой регуляции диаметра артериальных сосудов в ответ на изменение скорости кровотока [5-8]. Изучение взаимосвязи между «потоковой» реактивностью артерий и индивидуальными особенностями поведения поможет понять вклад поведенческого фактора риска в развитие ишемической болезни сердца [9], гипертонической болезни, обли-терирующего тромбангиита [10, 11], других заболеваний сердечно-сосудистой системы. Вероятно, должна обнаруживаться взаимосвязь

показателей, характеризующих особенности функционирования сердечно-сосудистой системы с параметрами работы нервной системы, в частности с типом поведенческих реакций. В настоящей работе у животных с различным типом поведения в открытом поле проведено исследование реактивности артерий к изменению скорости потока, изучена взаимосвязь между этими параметрами.

Методика. В качестве оценки поведения крыс использовали методику определения двигательной активности путем регистрации и анализа поведенческих актов [12]. Исследования проводились на крысах линии «Вистар», выращенных в сообществе. До начала эксперимента в течение семи дней с животными проводился хендлинг для снижения стресса от взятия в руки. Опыты проводились в открытом поле диаметром 80 см и высотой бортов 30 см, поле расчерчивалось на квадраты, и вырезалось 16 углублений, имитирующих норки. В поведении крыс выделяли следующие акты и

позы: локомация — 0; обнюхивание — 1; вертикальная стойка — 2; груминг — 3; неподвижность - 4; движение на месте - 5; норковы:: рефлекс - 6; стойка на стенку — 7. Учитывался также показатель дефекации (число болюсов за 5 минут). В качестве обобщенной характеристики процесса поведения вычисляли значения двигательной активности:

» - - I Р ,1 Р ,1 Р * log ,/>* -

I J *

где Pi — вероятность появления i-ro поведенческого акта; Pij - вероятность появления i-го поведенческого состояния за j-м состоянием; Pijk — вероятность следования трех поведенческих актов друг за другом.

Тестирование в открытом поле проводилось в течение 7 дней, показатель двигательной активности в открытом поле рассчитывался как среднее за последние 4 дня.

Для изучения реактивности артерий к изменению скорости потока проведено 54 острых опыта на крысах, наркотизированных кетами-ном (30 мг/кг внутримышечно, премедикация аминазином). Животных помещали на препаровальный столик, отпрепаровывали участок брюшной аорты длиной 2 см, отходящие сосуды тщательно перевязывали, сосуд канюли-

ровали, сохраняя длину равной in vivo. Перфузия сосуда осуществлялась раствором Тироде с добавлением 3% желатина [3] и но-радреналина 0,8 мкг/мл. Перфузионный насос марки РР2-15 (Польша) забирает перфузион-ную жидкость, -нагнетает ее в исследуемую артерию, затем через мягкую пластиковую труб-куггидравлический дроесель возвращает ее в емкость с раствором. Емкость с раствором Тироде помещалась в термостат, температура регулировалась таким образом, чтобы стабилизировать ее в сосуде на уровне 37 °С. Стабилизация давления осуществлялась с помощью электродинамической системы по способу, предложенному В.М. Хаютиным [8]. Контроль давления осуществлялся с помощью ртутного манометра. Наружный диаметр средней части артерии измеряли наружным дифференциальным контактным датчиком емкостного типа. В основе работы датчика лежит емкостный преобразователь с изменяющимся перекрытием площади обкладок.

Высыханию артерии препятствовала сулер-фузия раствором Тироде. Скорость потока жидкости вариировали от 0,7 до 7 мл/мин.

В каждом опыте регистрировали ответ на изменение скорости потока жидкости. Для проверки наличия поток-индуцируемой релаксации артерий сосуд деэндотелизовывали в течение 60 секунд дистилированной водой. Регистрация результатов производилась на самопишущем приборе Н3031 и дополнительно на цифровом четырехразрядном вольтметре Щ1413. Достоверность различий средних величин устанавливали по t критерию Стьюдента.

Результаты исследования. Исследование закона распределения по уровню энтропии поведения крыс в открытом поле показало, что весь массив животных не подчиняется нормальному распределению, разделяется на четыре различающиеся группы (рис. 1) и имеет четыре моды. Эти группы различаются по уровню энтропии поведения. Результаты получены с помощью построения гистограммы распределения животных по уровню энтропии поведения всего массива животных (Microsoft Excel 7.0) при р^),05. Для дальнейшего описания выделенным,группам животных присвоены номера от I до IV по возрастанию среднего для группы уровня энтропии поведения, т.е. номер I получила группа с наименьшими значениями энтропии, номер IV — с наибольшими. По мнению И.Ю. Забродина [3] животные с высоким уровнем энтропии могут быть отнесены к типу с высокой силой и подвижностью возбудительного процесса; крысы с низким уровнем энтропии поведения могут быть отнесены к слабому инертному типу. Обращает на себя внимание, что наибольшее количество животных в данной выборке относится к группам с низкой энтропией поведения, это может быть интерпретировано, что большую часть группы составили крысы с упорядоченным поведением [13].

На рисунке 2 показана типичная реакция брюшной аорты крысы на десятикратное увеличение скорости потока. Повышение скорости потока вызывает увеличение диаметра артерии. Сопоставление средних значений сосудистой реактивности по группам не позволяет обнаружить какие-либо существенные закономерности (рис. 3). Наблюдается лишь слабая тенденция к увеличению потоковой реактивности в IV группе (28,5±1,31) по сравнению с I (26,42±3,17), II (27,37±3,96) и III (27,24±1.84) группами. Однако для этих данных характерно ненормальное распределение для II (As=l,42, Ех=1,27), III (As=l,82, Ех=3,4),

20

15

* 10

С

§ 5-Ь

0

19379

Еще

38712 58046

Энтропия поведения

Рис. 1. Распределение крыс по уровню энтропии поведения. По оси абсцисс - энтропия поведения, по оси ординат — число животных

Q, мл/мин

7 -|

Рис. 2. Зависимость диаметра брюшной аорты крыс от объемной скорости потока

| 20

1 15

ч

6 ю

О

S* 5 = о

Группы

Рис. 3. Средние значения сосудистой реактивности ,, ■ . по группам ■

IV (А5=—0,84, Ех=1,9) групп. Более перспективным в анализе подобного рода данных может быть исследование линейных и нелинейных парных корреляций между параметрами сосудистой реактивности и поведенческими показателями. Крос-корреляционному анализу были подвергнуты данные об энтропии поведения и потоковой реактивности (сШ%). Вычислялись линейные коэффициенты корреляции г„> корреляционные отношения Ьху, Ь х, коэффициенты детерминации г2, Ь2. *У УХ Выявлена положительная связь между показателями сШ% и «энтропии поведения» крыс (г=0,32) (р^0,05). Расчет корреляционных отношений выявляет, что показатель <Ю% зависит от показателя энтропии на 25% (Ь=0,5) (р<0,05), показатель энтропии зависит от показателя сШ% на 9,6% №=0,31) (р=0,05). Полученные значения корреляционных отношений выше значений коэффициента корреляции. Это свидетельствует о том, что между изучаемыми показателями существуют нелинейные

отношения, и не позволяет оценивать полученные результаты по критерию Стьюдента. Обнаруженные нами различия в реактивности к потоку брюшной аорты крыс с различными типами поведения согласуются с литературными данными, касающимися реактивности других систем у животных с разным типом ВНД. Действительно, при исследовании различных вегетативных показателей обнаружена их положительная связь с типом нервной системы. Показано существование корреляции между типологическими особенностями поведения животных и их устойчивостью к дефициту кислорода. Среди животных с активным типом поведения преобладают высокорезистентные к гипоксии, среди животных с пассивным типом - низкорезистентные [2]. Выявлено, что активность многих ферментов в коре головного мозга, печени и почках выше у кроликов с сильным типом нерной системы, чем

у животных со слабым типом нервной системы [1]. Различаются животные с разным типом нервной системы по устойчивости к стрессу: наибольшей устойчивостью обладают крысы с сильной, уравновешенной подвижной нервной

системой, наименьшей - возбудимые слабые

неуравновешенные животные [3]. Довольно-таки сложно проследить всю цепочку связей в организме - каким образом поведение животных влияет на реактивность кровеносных сосудов, либо наоборот — каким образом реактивность сосудов влияет на поведение. Однако же наука накопила факты, свидетельствующие о существовании тесной связи между нервной конституцией и общей конституцией живого организма [14]. Совершенно очевидно, что в организме должен существовать какой-то третий фактор (или факторы), влияющий’как на поведение, так и реактивность отдельных органов, в том числе и артериальных сосудов.

Ранее нами показано в исследовании регионарных особенностей потоковой реактивности, что большая реактивность артерий, относящихся к различным регионам, обеспечивается высоким базальным тонусом [12]. Исходя из этого

представляет интерес изучение взаимосвязь между показателем потоковой реактивности и показателем начального диаметра артерий ф0), который артерия имеет при «нулевой» скорости потока.

Связь, выявляемая между показателями еШ% и Б0, носит отрицательный характер (г=— 0,207). Расчет корреляционных отношений выявил зависимость показателя сГО% от показателя на 98% (11=0,99) (рй),01). Показатель Б0 в свою очередь зависит от показателя на ' 21% (Ь=0,46) (р50,05). Общим звеном, связывающим показатели сШ%, и энтропию может оказаться Ш, от которого показатель сЮ% зависит на 98%. Вполне вероятно, что начальный диаметр (а вернее исходный тонус) артерий может определять их потоковую реактивность, который в свою очередь зависит от энтропии поведения.

Коэффициент корреляции между показателями О0 и энтропии составляет 0,35 (рй0,05). Расчет корреляционных отношений показал, что показатель О0 зависит от показателя энтропии на 92% (1-1=0,962) (р<0,01), показатель энтропии зависит от показателя Б, на 18,23%

(Ь=0,427) (р<0,05).

Другим фактором(и), связывающим реактивность артерий и поведение крыс, могут оказаться эмоциональные реакции, возникающие в живом организме и сопровождающиеся характерной динамикой вегетативных функций. Эмоциональное возбуждение, развивающееся в эмоциогенных зонах мозга, распространяется в восходящем и нисходящем направлениях, оказывая влияние на состояние внутренних органов: деятельность сердца, тонус сосудов, дыхание, потоотделение, активность пищеварительных органов, работу почек [3]. При этом, как показывают наблюдения, нарушения вегетативных функций развиваются не у каждого животного и человека при эмоциональном стрессе [3]. Рядом исследователей были обнаружены индивидуальные различия устойчивости сердечно-сосудистых функций у крыс при иммобилизационном стрессе и установле-

Звачения коэффициентов корреляции, корреляционных отношений в группе экспериментальных животных

Исследуемые показатели Коэффициент корреляции Гху Коэффициент детерминации Г.2 Коэффициент корреляционного отношения Ьцу Коэффициент детерминации ь*2 Коэффициент корреляционного отношения Ьух Коэффициент детерминации Ьук1

Эктролн* поведения -<Ю% 0,32 0,1024 0,31 0,096 0.5 0,25

ГЮК-Оо -0,207 0,042849 0,99 0,98 0,46 0,21

Энтропия поведении - [>0 0,35 0,1225 0,427 0,1823 0,962 0,92

но, что устойчивость одних вегетативных параметров может сочетаться с нарушением деятельность других органов и систем [3]. Было обнаружено, что подопытные животные разделялись на ряд типов по характеру динамики сердечно-сосудистых реакций. Среди них выделялась группа устойчивых к эмоциональному стрессу животных со стабильной динамикой артериального давления, частоты сердечных сокращении и дыхания, группа адаптирующихся крыс, у которых наблюдались ги-пер- или гипотензивные реакции артериального давления, и группа предрасположенных к сердечно-сосудистым нарушениям животных, которые погибали в различные сроки иммобилизации с характерной динамикой вегетативных показателей [3]. Изучение взаимосвязи между «потоковой» реактивнос-

тью артерий и индивидуальными особенностями поведения поможет понять вклад поведенческого фактора риска в развитие ишемической болезни сердца [9], гипертонической болезни, облитерирующего тромбангиита [10, 11], других заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Таким образом, исследование сосудистой реактивности к изменению скорости потока выявило положительную связь между энтропией поведения животных и величиной «потоковой» реакций. Завершающим звеном в цепи энтропия поведения - сосудистая реактивность является значение начального диаметра артерий. Фактором^ на 98 % определяющим потоковую реактивность, является базальный тонус артерий. И только 2% в данный вид реактивности вносят иные факторы.

Литература

1. Саркисова К.Ю., Ноздрачева Л.В., Буликов М.А. Взаимосвязь между индивидуальными особенностями поведения и показателями энергетического метаболизма мозга у крыс // Журнал высшей нервной деятельности. 1991. Т. 41 №5.

2. Ливанова Л. М., Айрапетянц М. Г., Германова Э. Л., Лукьянова Л. Д. Долгосрочное влияние однократной гипоксии на поведение крыс с разными типологическими особенностями // Журнал высшей нервной деятельности. 1993'. Т. 43. №1.

3. Скоцеляс Ю. Г., Юматова Е. А. Корреляционные отношения между вегетативными параметрами при экспериментальном эмоциональном стрессе // Журнал высшей нервной деятельности. 1983. Т. 33. №1.

4. Краковский М.Э. Активность узловых окислительно-восстановительных ферментов у кролике» с разными типологическими особенностями

// Журнал высшей нервной деятельности. 1987. Т. 37. .N>3.

5. Смиешко В., Хаютин В.М., Герова М., Геро Я , Рогоза А.Н. Чувствительность малой артерии мышечного типа к скорости кровотока: реакции самоприспособления просвета артерии // Физиологический журнал СССР. 1979. Т. 65. №2.

6. Мелькумянц А.М. , Веселова Е.С., Хаютин В.М. Реакция бедренных артерий кошек на увеличение скорости кровотока // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1981. Л'«8.

7. Мелькумянц А.М., Хаютин В.М., Веселова

Е.С. Регуляция диаметра бедренной артерии при изменении скорости течения перфузионных растворов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1982. №6.

8. Хаютин В.М. Регуляция просвета артерий, определяемая чувствительностью эндотелия к скорости течения и вязкости крови // Вестник АМН СССР. 1987. №6.

9. Положение? С. Д., Руднев Д. А, Поведенческий фактор риска ишемической болезни сердца. Л., 1990.

10. Зар1ап-11асгкош5ка В., КисМуп К., Всякое? Л. Психологические особенности пациентов с болезнью Бюргера// Флеболимфология. 1999. №5.

11. Михеева О. О., Киселев В. Д., Хорев Н. Г. Психобиологические особенности больных облитерирую-щим тромбаншитом // Известия АГУ. 2000. №3.

12. Филатова О. В., Киселев В.Д., Требухов А.В., Козлова Л.Г. Регионарные различия в зависимых от эндотелия сосудистых реакциях на повышение скорости потока // Российский физиологический журнал им. М.И. Сеченова. 1999. Т. 85. №12.

13. Забродин И. Ю., Петров Ё. С., Лазаренко И. С. Индивидуально-типологические особенности поведения крыс в условиях открытого поля // Журнал высшей нервной деятельности. 1989, Т. 39. №1.

14. Купалов П.С. Учение о типах высшей нервной деятельности животных // Журнал высшей нервной деятельности. 1954. Т. 4. №1.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.