CC BY
8
DOI 10.31588/2413-4201-1883-248-4-291-296
УДК 636.1.034
РОЛЬ в, а1 И а2-АДРЕНО РЕЦЕПТОРОВ В РЕГУЛЯЦИИ ЧАСТОТЫ СЕРДЦЕБИЕНИЙ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ, ПОДВЕРЖЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМ РЕЖИМАМ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
Шигапова А.В.1 - аспирант, Вахитов И.Х.1 - д.б.н, профессор, Сафин Р.С.2 - к.б.н, Ибатуллин И.Р.2 - старший преподаватель
1ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины
имени Н.Э. Баумана» 2Казанский инновационный университет им. В.Г. Тимирясова
Ключевые слова: лабораторные животные, режимы двигательной активности, мышечные тренировки, гипокинезия, al, a2, Р-адрено блокаторы
Keywords: laboratory animals, modes of motor activity, muscle training, hypokinesia, a1, a2, P-adreno blockers
Механизмы регуляции насосной функции сердца большинством исследователей изучаются в условиях модельных опытов на животных. При этом, значительное число исследований посвящено изучению механизмов регуляции частоты сердечных сокращений [1, 2, 3, 5, 10].
Влияние различных режимов двигательной активности, в широком диапазоне от гипокинезии до мышечных тренировок, на насосную функцию сердца развивающегося организма изучались в ряде работ [2, 3, 8, 9, 11, 12], в большинстве экспериментальных исследований особое внимание уделялось изучению эффекта блокады Р-АР [15]. При этом вопрос о роли различных подтипов а-АР в регуляции деятельности сердца недостаточно изучены.
Принято считать, что в сердце наиболее распространенными являются Р-АР. Их стимуляция увеличивает силу сокращения миокарда, учащает сердцебиения, повышает проводимость и возбудимость сердечной мышцы. В последние годы так же наблюдается возрождение интереса к изучению всех адренорецепторов. Несмотря на то, что плотность а1-АР в сравнении с Р-АР ниже, однако а1 -АР играют важную роль в регуляции функций сердца. Известно, что а1-АР присутствуют в сердце и схожи у различных видов животных. В то же время
следует отметить, что значение а2-АР в сердце изучено недостаточно [14]. При этом выявление роли разных подтипов АР и М-ХР в регуляции насосной функции сердца животных, подверженных различным режимам двигательной активности, остаются практически не изученными.
Целью наших исследований явилось изучение роли а- и Р-адренорецепторов в регуляции насосной функции сердца у животных, подверженных различным режимам двигательной активности.
Материал и методы исследований. Для экспериментов использовались белые беспородные крысы в возрасте от 100 до 130-ти дневного возраста. Животные размещались в специальном помещении в стандартных пластмассовых клетках для содержания и разведения лабораторных грызунов. В клетках находилось по 3-4 однополые особи.
Для изучения роли разных подтипов АР и М-ХР в регуляции насосной функции сердца животных, подверженных различным режимам двигательной активности, вводили метапролол -(Р блокатор), доксазозин (а1 блокатор), антимедин (а2 блокатор).
Мышечную тренировку животных осуществляли увеличивающимся по времени и усиливающимся по интенсивности ежедневным плаванием. Ограничение двигательной активности, т.е.
гипокинезию, для лабораторных животных, создавали путем содержания в специальных пенал-клетках.
Для определения частоты сердечных сокращений использовали метод тетраполярной грудной реографии. Дифференцированную реограмму
регистрировали в динамике у наркотизированных животных при естественном дыхании с помощью прибора РПГ-204.
Для оценки достоверности различий использовали стандартные значения 1- критерия Стьюдента.
Результат исследований. В 100-дневном возрасте у контрольных животных частота сердечных сокращений составляла 455,3±3,1 уд/мин (Таблица 1). После введения метапролола ЧСС уменьшилась на 18,7 уд/мин и составила 436,6± 3,1 уд/мин (р<0,05). Следовательно,
введение препарата Р-блокатора вызвало уменьшение частоты сердцебиения данных животных. К концу первой недели, содержание животных в режиме неограниченной двигательной активности (НДА) наблюдалась примерно такая же реакцию ЧСС на введение метапролола. В процессе последующих трех недель содержания данных животных в режиме НДА произошло снижение ЧСС и составило 345,4±2,5 уд/мин (р<0,05). Разница между исходными рациями ЧСС на введение Р-блокатора и реакцией, полученной в конце четвертой недели экспериментов, составила 109,9 уд/мин (р<0,05). Таким образом, у животных контрольной группы, содержавшихся в режиме НДА в течении четырех недель, происходит существенное снижение реакции ЧСС на введение Р-блокатора.
Показатель Р(блокатор) а1 (блокатор) а2 (блокатор)
п 10 13 9
контроль 455,3± 3,1 452,7± 2,6 457,5± 2,3
ЧСС после введ 436,6 ±3,1* 442,3 ±1,6* 459,3 ± 3,7
1 нед. трен. 398,7 ±1,7* 434,1 ±3,7 465,2 ±1,8
2 нед. трен. 343,3 ±2,2 429,4 ±3,1 472,7 ± 2,7
3 нед. трен. 328,3 ±1,5 415,3 ± 2,6* 481,1 ±2,7
4 нед. трен. 345,4 ±2,5* 409,7 ±7,8 488,4±3,8
Таблица 1 - Особенности реакции частоты сердцебиений лабораторных животных контрольной группы при введении Р, а1 и а2-адрено блокаторов
*- разница достоверна по сравнению с предыдущим значением (р<0,05)
У животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа УДА), на первой неделе наблюдали снижении реакции ЧСС на введение Р-блокатора (Таблица 2). Однако, в процессе последующих трех недель систематических мышечных тренировок у данной группы животных темпы снижения реакции ЧСС на введение оказались менее выраженными, по сравнению с контрольной группой. Так, если у контрольной группы животных реакция ЧСС на введение Р-адреноблокаторов еженедельно снижалась на 20-30 уд/мин, то у животных, подверженных
систематическим мышечным тренировкам, она составляла лишь 10-15 уд/мин (р<0,05). К концу четвертой недели реакция ЧСС на
введение Р-адреноблокатора у животных, подверженных систематическим
мышечным тренировкам, оказалась 33,9 у д/мин, что меньше, по сравнению с контрольной группой (р<0,05).
Наиболее высокая реакция ЧСС на введение Р-блокатора наблюдалась у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии. Так, если у животных группы НДА и УДА реакция ЧСС на введение Р-адреноблокатора на первой неделе составляла соответственно 18,7 и 17,1 уд/мин, то у животных группы ГП она составила 113,9 уд/мин (р<0,05). На высоком уровне реакция ЧСС на введение Р-адреноблокатора наблюдалось и в последующем, т.е. в процессе трех недель
ограничения двигательной активности данных животных. Разница между исходной реакцией ЧСС на введение Р-адреноблокатора и реакцией, полученной в конце четвертой недели гипокинезии, составила 149,5 уд/мин (р<0,05). Данная величина оказалась значительно выше по сравнению с реакцией ЧСС контрольной группы и группы УДА соответственно на
39,6 и 73,5 уд/мин (р<0,05). Обобщая вышеизложенное, можно отметить, что наиболее низкая реакция на введение Р-адреноблокатора наблюдается у животных, подверженных
систематическим мышечным тренировкам, наиболее высокая реакция - у животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности.
Таблица 2 - Особенности реакции частоты сердцебиений лабораторных животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам, при введении Р-, а1- и а2-адреноблокаторов
Показатель Р(блокатор) а1 (блокатор) а2 (блокатор)
п 15 11 16
контроль 449,3± 2,1 454,7± 2,4 456,3± 3,3
ЧСС после введ 432,2 ±2,1* 450,3 ± 2,6 486,2 ± 3,2*
1 нед. трен. 417,8 ±3,7 442,5 ± 2,7 498,6 ± 2,4*
2 нед. трен. 403,2 ±1,2 435,6 ± 3,1 503,1 ± 1,5
3 нед. трен. 389,5 ±2,5 429,2 ± 2,3 520,6 ± 4,7*
4 нед. трен. 373,3 ±2,4* 424,7 ± 1,8 526,2 ± 3,3
- разница достоверна по сравнению с предыдущим значением (р<0,05)
Таблица 3 - Особенности реакции частоты сердцебиений лабораторных животных, подверженных гипокинезии при введении Р-, а1- и а2-адреноблокаторов_
Показатель Р(блокатор) а1 (блокатор) а2 (блокатор)
п 11 13 14
контроль 453,2± 3,1 457,2± 2,6 447,8± 2,3
ЧСС после введ 339,3 ±2,3* 410,1± 3,6* 467,1± 2,2*
1 нед. трен. 326,2 ± 3,2* 438,2 ± 3,1 455,5 ± 1,2
2 нед. трен. 313,6 ± 2,5 433,8 ± 2,1 452,5 ± 3,1
3 нед. трен. 309,1 ± 3,1 429,1 ± 1,2 466,3 ± 4,6*
4 нед. трен. 303,7 ± 2,3 387,3 ± 3,5* 462,2 ± 3,5
*- разница достоверна по сравнению с предыдущим значением (р<0,05).
У контрольных животных на первой неделе содержания в режиме неограниченной двигательной активности при введении а1-адреноблокатора ЧСС уменьшилось на 10,4 уд/мин (р<0,05). В процессе последующих трех недель содержания этих же животных в режиме НДА реакция ЧСС на введение а1 -адреноблокатора снижалась примерно на 10 уд/мин еженедельно (р<0,05). Разница между исходными реакциями ЧСС на введение а1 -антогониста и
зарегистрированными на четвертой неделе НДА составила 43,0 уд/мин (р<0,05). Следовательно, у животных контрольной группы, содержавшихся в режиме НДА, наблюдается снижение реакции ЧСС на
введение а1 -адреноблокатора. У животных, подверженных систематическим
мышечным тренировкам (группа УДА), на первой неделе наблюдалось достоверное снижение реакции ЧСС на введение а1 -антогониста. В отличие от контрольной группы, у животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам, начиная со второй недели систематических мышечных тренировок, наблюдалось существенно снижение реакции ЧСС на введение доксазозина. Еженедельное снижение реакции ЧСС на введение а1 -адреноблокатора у животных группы УДА составило 10-15 уд/мин (р<0,05). К концу четвертой недели систематических мышечных тренировок реакция ЧСС на
введение а1-антогониста установилась примерно на уровне исходных значений. Следовательно, у животных,
подверженных систематическим
мышечным тренировкам в течении четырех недель, реакция ЧСС на введение а1-адреноблокатора снижается более высокими темпами, по сравнению с контрольной группой животных.
Более высокой оказалась реакция ЧСС на введение а1-антогониста у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезии. У данной группы животных реакция ЧСС на введение а1-адреноблокатора на первой неделе гипокинезии оказалась значительно выше по сравнению с показателями группы НДА и УДА, соответственно на 19,9 и 20,3 уд/мин (р<0,05). У данной группы животных высокая реакция ЧСС на введение а1-адреноблокатора сохранялась и в процессе последующих трех недель ограничения двигательной активности. Разница между исходными рациями ЧСС на введение а1-агнтогониста и реакциями, полученными к концу четвертой недели гипокинезии, у данной группы животных составила 69,9 уд/мин (р<0,05). Данная реакция ЧСС на введение а1-адреноблокатора на четвертой неделе экспериментов оказалась значительно выше, по сравнению с реакциями ЧСС, полученными в группе животных НДА и УДА, соответственно на 26,9 и 39,9 уд/мин (р<0,05). Систематические мышечные тренировки способствуют существенному снижению реакции ЧСС на введение а1-адреноблокатора, тогда как режим ограниченной двигательной активности поддерживает данную реакцию на высоком уровне.
У животных, содержавшихся в режиме неограниченной двигательной активности, на первой неделе при введении а2-адреноблокатора ЧСС увеличилась на 5,9 уд/мин, по сравнению с исходными данными (р<0,05). В процессе последующих трех недель содержания этих же животных в режиме НДА реакция ЧСС на введение а2-адреноблокатора еженедельно увеличивалась примерно на 5-
8 уд/мин (р<0,05). Разница между исходными реакциями ЧСС на введение а2-антогониста и зарегистрированными на четвертой неделе НДА составила 30,9 уд/мин (р<0,05). Следовательно, у ж и вотных контрольной группы, содержавшихся в режиме НДА в течение четырех недель, наблюдается достоверное увеличение реакции ЧСС на введение а2-адреноблокатора.
У животных, подверженных систематическим мышечным тренировкам (группа УДА), реакция на введение а2-адреноблокатора оказалась значительно выше по сравнению с животными контрольной группы. Более того, у животных группы НДА, начиная со второй недели систематических мышечных тренировок, еженедельное увеличение реакции ЧСС на введение а2-адреноблокатора составило более 15 уд/мин (р<0,05). К концу четвертой недели систематических мышечных тренировок реакция ЧСС на введение а2-антогониста у животных группы УДА оказалась на 39,0 уд/мин больше по сравнению с животными группы НДА (р<0,05). Следовательно, систематические мышечные тренировки способствуют сущ ественному увеличению реакции ЧСС животных на введение а2-адреноблокатора.
У группы животных, подверженных режиму гипокинезии, на первой неделе наблюдали увеличение реакции ЧСС на введение а2-адреноблокатора, при этом, данная реакция оказалась несколько менее выраженной, по сравнению с группой животных НДА и УДА. Также еженедельное увеличение реакции ЧСС на введение а2-адреноблокатора у гипокинезированных животных оказалась существенно ниже, по сравнению со всеми исследованными группами животных. Разница между исходной реакцией ЧСС на введение а2-антогониста и реакцией, полученной в конце четвертой недели гипокинезии, составила 14,0 уд/мин, что на 16,9 и 55,9 уд/мин оказалась меньше, соответственно по сравнению с группами животных НДА и УДА (р<0,05). Следовательно, режим ограниченной двигательной активности (гипокинезии) в
значительной мере сдерживает реакцию ЧСС на введение а2-адреноблокатора.
Следовательно, у группы животных, подверженных систематическим
мышечным тренировкам, реакция ЧСС к концу четвертой недели экспериментов достоверно снижается, тогда как у животных группы, подверженных режиму гипокинезии, наоборот- возрастает.
Заключение. Таким образом, сравнительный анализ реакции ЧСС на введение в-, а1- и а2-адреноблокаторов, по нашим данным, свидетельствует о том, что: режим ограниченной двигательной активности, т.е. гипокинезия, вызывает более выраженную реакцию ЧСС на введение в- и а1-адреноблокаторов и менее выраженную реакцию на введение а2-адреноблокатора; режим
систематических мышечных тренировок наоборот, способствует менее выраженной реакции ЧСС на введение в- и а1-адреноблокаторов и более выраженной реакции на введение а2-адреноблокатора.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Аршавский, И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития / И.А. Аршавский. - М.: Изд. «Наука». -1982. - 270 с.
2. Абзалов, Р.А. Движение и развивающее сердце / Р.А. Абзалов. - М.: Изд. МГПИ им. В.И. Ленина, 1985. - 90 с.
3. Вахитов, И.Х. Влияние двигательных режимов на функции сердца растущих крысят / И.Х. Вахитов / Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - Казань. - 1993.
- 15 с.
4. Жданов, И.А. О хронотропной реакции сердца на в-адреноблокатор и атропинтренированных и нетренированных белых крыс / И.А. Жданов // Физиол. журн. СССР. - 1973. - Т. 59. - № 3. - С. 434-436.
5. Кулаев, Б.С. Онтогенез вегетативной нервной системы / Б.С. Кулаев, Л.И. Анциферова // Физиология вегетативной нервной системы: Руководство по физиологию. - Л.
- 1981. - С. 495-511.
6. Курмаев, О.Д. Механизмы нервной и гуморальной регуляции деятельности сердца / О.Д. Курмаев. -Казань. - 1966. - 180 с.
7. Лобанок, Л.М. Возрастные особенности функции сердца и механизмы ее регуляции при гипо- и гиперкинезии / Л.М. Лобанок, Л.А. Русяев, А.П. Кирилюк // Вест. АН БССР, серия биол.науки. - 1982. - № 6. - С. 86-91.
8. Меркулова, Р.Н. Возрастная кардиогемодинамика у спортсменов / Р.Н. Меркулова, С.В. Хрущев, В.Н. Хельбин. - М.: Изд. «Медицина». - 1989. -С. 107-112.
9. Нигматуллина, Р.Р. Частота сердечных сокращений у растущих крысят при мышечной тренировке и гипокинезии / Р.Р. Нигматуллина // Теоретические основы физической культуры. - Казань. - 1989. - С. 146-147.
10. Ситдиков, Ф.Г. Механизмы и возрастные особенности адаптация сердца к длительному симпатическому воздействию / Ф.Г. Ситдиков // Дисс. ... докт. биол. наук. - Казань. - 1974. - 312 с.
11. Фомин Н.А. Физиологические основы двигательной активности / НА. Фомин, ЮН. Вавилов. - М.: Изд. «Физкультура и спорт». - 224 с.
12. Хрущев, С.В. Влияние систематических занятий спортом на сердечно-сосудистую систему детей и подростков / С.В. Хрущев // Детская спортивная медицина. - 1980. - С. 66-91.
13. Чинкин, А.С. Двигательная активность и сердце / А.С. Чинкин. -Казань: Изд-во КГУ. - 1995. - 192 с.
14. Brodde, O.E. P-adrenergic receptors in failing human myocardium / O.E. Brodde // Basic. Res. Cardiol. - 1996. -V. 91. - № 1-2. - P. 35- 40.
15. Jensen B.C. Jones P.P., Spraul M., Matt K.S. et al. Gender does not influence sympathetic neural reactivity to stress in healthy humans / B.C. Jensen, P.P. Jones, M. Spraul [et al.] // Am. J. Physiol. - 1996. -V. 270. - P 350-357.
РОЛЬ в, al И а2-АДРЕНО РЕЦЕПТОРОВ В РЕГУЛЯЦИИ ЧАСТОТЫ СЕРДЦЕБИЕНИЙ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ, ПОДВЕРЖЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМ РЕЖИМАМ
ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
Шигапова А.В., Вахитов И.Х., Сафин Р.С., Ибатуллин И.Р.
Резюме
Впервые проведены исследования по изучению особенности реакции частоты сердцебиений лабораторных животных, подверженных различным режимам двигательной активности при введении в-, al- и а2-адреноблокаторов. Установлено, что во всех исследованных экспериментальных группах животных на первой неделе наблюдается уменьшение реакции ЧСС на введении в-, al - и а2-адреноблокаторов. Выявлено, что исходная реакция ЧСС на введение в-, al- и a2-адреноблокаторов зависит от уровня двигательной активности лабораторных животных. Установлено, что наиболее выраженное снижение реакция ЧСС на введение разных подтипов адреноблокаторов наблюдается в группе животных ограниченной двигательной активности. При этом, наименьшее снижение реакции ЧСС происходит в группе животных, подверженных усиленному двигательному режиму. Выявлено, что в группе экспериментальных животных в процессе дальнейших мышечных тренировок к концу четвертой недели наблюдается менее выраженное снижение реакции ЧСС на введение в-, al- и a2-адреноблокаторов. Установлено, что у группы животных, подверженных режиму ограниченной двигательной активности, к концу четвертой недели гипокинезии происходит наиболее выраженное снижение реакции ЧСС на введение в-, al-адреноблокаторов.
THE ROLE OF в, a1 AND a2-ADRENO RECEPTORS IN THE REGULATION OF THE HEART RATE OF LABORATORY ANIMALS EXPOSED TO VARIOUS MODES OF MOTOR
ACTIVITY
Shigapova A.V., Vakhitov I.Kh., Safin R.S., Ibatullin I.R.
Summary
For the first time, studies were conducted to study the features of the heart rate response of laboratory animals exposed to various modes of motor activity when administered with в, a1 and a2-blockers. It was found that in all the experimental groups of animals studied, a decrease in the heart rate response was observed in the first week after the introduction of в, a1 and a2-adreno blockers. It was revealed that the initial reaction of the heart rate on the introduction of в, a1 and a2-blockers depends on the level of motor activity of laboratory animals. It was found that the most pronounced decrease in the heart rate response to the introduction of different subtypes of adreno-blockers is observed in the group of animals with limited motor activity. At the same time, the smallest decrease in the heart rate response occurs in the group of animals subject to enhanced motor mode. It was revealed that in the group of experimental animals, during further muscle training, by the end of the fourth week, there was a less pronounced decrease in the heart rate response to the administration of в, a1 and a2-adreno blockers. It was found that in a group of animals subject to a regime of limited motor activity, by the end of the fourth week of hypokinesia, the most pronounced decrease in the heart rate response to the introduction of в, a1-targeted blockers occurs.
