Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

СОСУДИСТЫЕ И ХРОНОТРОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ СТРЕССА У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА

Семячкина-Глушковская О.В. 1 Анищенко Т.Г. 1 Бибикова О.А. 1 Синдеева С.А. 1 Семячкин-Глушковский И.А. 1 Зинченко Е.М. 1 Кассима М.А. 1 Аль-Фатле Ф. 1 Фльхассани Л.С. 1
1 ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского», Саратов
Кардиоваскулярная стресс-реактивность является индикатором физиологического состояния сердечно-сосудистой системы, наглядно отражая диапазон ее приспособительных возможностей, и в частности, устойчивость к развитию артериальной гипертензии. На ранних этапах онтогенеза на фоне низких адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы отмечается избыточность кардиоваскулярных ответов при стрессе. Так, у инфантильных крыс как сосудистый, так и хронотропный эффекты стресса более выражены, чем у половозрелых особей. Созревание сердечно-сосудистой системы сопровождается повышением устойчивости к стрессу и снижению кардиоваскулярной стресс-реактивности. Старческий период характеризуется повышением базальных и стрессорных уровней артериального давления на фоне развития хронотропной рефрактерности к стрессу. Действительно, у старых крыс по сравнению с половозрелыми животными развивается миокардиальная рефрактерность к стрессу на фоне усиления гипертензивных реакций.
кардиоваскулярная стресс-реактивность
онтогенез
1. Сосудистые и кардиальные эффекты стресса у белых крыс разного пола и возраста / Т.Г. Анищенко, О.В. Семячкина-Глушковская, В.А. Бердникова, Я.В. Кузнецова, А.С. Кузнецова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2012. – № 1. – С. 13–17.
2. Гринене Э.Ю., Вайткавичус В.Ю., Марчинскене Э.Ю. Особенности сердечного ритма школьников // Физиология человека. – 1990. – Т. 16. №1. – С. 89–93
3. Прохоров С.А. Старение сердечно-сосудистой системы и долгожительство: клинические особенности и медико-социальные маркеры: дис. … канд. биол. наук. – Саратов, 2007. – C. 127–134.
4. Токарь А.В., Прихотько В.Ю. Гемодинамическая структура артериального давления у здоровых лиц разного возраста // Украинский кардиологический журнал. – 2006. – № 3. – С. 46–53.
5. Boutcher S.H., Stocker D.J. Cardiovascular response of young and older males to mental challenge // Journal of Gerontology. – 1996. – Vol. B51. – P. 261–267.
6. Brandes R., Fleming I., Busse R. Endothelial aging // Cardiovascular Research. – 2005. – Vol. 66. – P. 286–294.
7. Bulpitt C., Rajkumar С., Beckett N. Hypertension in the elderly // Clinician’s manual. – London. – 1999. – P. 1005–1015.
8. Jones A., Beda А., Osmond С. Sex-specific programming of cardiovascular physiology in children / A. Jones, et al. // European Heart Journal. – 2008. – Vol. 29. – №17. – P. 2164–2170.
9. Stawski R., Sliwinski M., Almeida D. Reported exposure and emotional reactivity to daily stressors: The roles of adult age and global perceived stress // Psychology and Aging. – 2008. – Vol. 23. – P. 52–61.
10. Steptoe A., Moses J., Edwards S. Age-related differences in cardiovascular reactions to mental stress tests in women // Health Psychology. –1990. – Vol. 9. – P. 18–34.
11. Treiber F., Musante L., Kapuku G. Cardiovascular (CV) responsivity and recovery to acute stress and future CV functioning in youth with family histories of CV disease: a 4-year longitudinal study // International Psychophysiological
Journal. – 2001. – Vol. 41. – P. 65–74.
12. Uchino B., Birmingham W., Berg C. Are older adults less or more physiologically reactive? A meta-analysis of age-related differences in cardiovascular reactivity to laboratory tasks // The Journals of Gerontology: Physiological Science. – 2010. – Vol. 65, №2. – P. 154–162.
13. Zicha J, Kune J. Ontogenetic aspects of hypertension development: analysis in the rat // Physiological Review. – 1999. – Vol. 79. – P. 1227–1282.

У инфантильных крыс как сосудистый, так и хронотропный эффекты стресса более выражены по своей интенсивности, чем у половозрелых особей, что свидетельствует, во-первых, о неэкономном режиме функционирования сердечно-сосудистой системы (ССС) при стрессе на ранних этапах онтогенеза, и во-вторых, о совершенствовании механизмов адаптации ССС к стрессу с возрастом. У старых крыс по сравнению с половозрелыми самцами отмечается миокардиальная рефрактерность к стрессу на фоне усиления гипертензивных реакций, что рядом авторов [8, 12] рассматривается как проявление стрессорной дезадаптации ССС на поздних этапах онтогенеза.

В наших предыдущих работах было показано, что изменения базального уровня артериального давления (АД) в онтогенезе сопряжены с возрастными особенностями устойчивости к развитию артериальной гипертензии (АГ) [1]. Повышенные показатели АД, наблюдаемые у инфантильных, и особенно, у старых крыс по сравнению с половозрелыми особями, сочетаются со сниженной устойчивостью к развитию АГ, что свидетельствует об узком диапазоне приспособительных возможностей ССС на начальных и поздних этапах онтогенеза.

Механизмы возрастных особенностей устойчивости к развитию АГ мало изучены. В настоящее время активно обсуждается вопрос о возрастных изменениях в кардиоваскулярной стресс-реактивности как об общем неспецифическом проявлении адаптационных и резервных возможностей ССС [8, 12]. В частности, существует предположение, что возрастные изменения в кардиоваскулярной стресс-реактивности являются прямым отражением устойчивости к развитию сосудистых заболеваний, включая АГ [10, 11].

Важно отметить, что исследования в этой области крайне малочисленны и носят, в основном, феноменологический характер без системного изучения механизмов, лежащих в основе возрастных особенностей кардиоваскулярной чувствительности к стрессу и устойчивости к развитию АГ. Для решения указанной проблемы были проведены эксперименты по изучению изменений в онтогенезе кардиоваскулярной стресс-реактивности.

Цель работы – изучение возрастных особенностей структуры кардиоваскулярной стресс-реактивности.

Материалы и методы исследования

Исследования выполнены на 29 самцах белых беспородных крыс. Все экспериментальные процедуры проводились в соответствии с принципами Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным. Регистрацию гемодинамических параметров – среднего артериального давления (ср.АД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) у бодрствующих крыс осуществляли на компьютерно-вычислительном комплексе для прямой регистрации кровяного давления у мелких животных (PowerLab/400 ML 401, ID Instruments, 2002, Австралия) с программным обеспечением Chart 4, оснащенным датчиками кровяного давления (MLT0699, PowerLab, ID Instruments). С этой целью за сутки до экспериментов животным вживлялся полиэтиленовый катетер в аорту через левую ветвь сонной артерии под общей нембуталовой анестезией (0,40 мг/кг, ip). Кардиоваскулярная стресс-реактивность изучалась у инфантильных (n = 9, 6-недельный возраст, масса 50–70 г) и старых (n = 10, 24–30-месячный возраст, масса 340–380 р.) крыс по сравнению с половозрелыми особями (n = 10, 5-7-месячный возраст, 220-270 г) в условиях 60-минутного иммобилизацинного стресса.

Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью пакета программ Statistica 5.0. Различия считались достоверными при р < 0.05. Данные представлены как среднее ± стандартная ошибка среднего.

Результаты исследования и их обсуждения

Результаты исследования показали, что инфантильные крысы по сравнению с половозрелыми особями более чувствительны к стрессу по показаниям ср.АД и ЧСС. Так, у инфантильных крыс по сравнению с половозрелыми особями на фоне более высоких базальных значений ср.АД (122 ± 8 против 102 ± 2, p < 0,05) наблюдалось более значительное увеличение данного параметра при стрессе (рис. 1).

pic_56.tif

Рис. 1. Изменение среднего артериального давления (ср.АД, %) у инфантильных () и половозрелых () крыс при стрессе и после его отмены. p < 0,05 относительно:
* – базальных значений, † – половозрелых крыс

Так, амплитуда стресс-индуцированных гипертензивных реакций у инфантильных крыс превышала таковую у зрелых самцов в 1,4 раза (p < 0.05). При этом у крысят гипертензивные реакции наблюдались на протяжении всего стресса и в течение 60 мин после его отмены, в то время как у половозрелых особей достоверно высокие значения ср.АД регистрировались лишь в первые 15 мин наблюдения, после чего данный показатель постепенно возвращался к базальным значениям. Интенсивность хронотропных эффектов стресса была также более выражена у молодых крысят по сравнению со зрелыми особями (24–34 % против 7–22 %, p < 0,05). Однако восстановление исходного ритма сердечных сокращений происходило быстрее у инфантильных крыс по сравнению с половозрелыми животными (рис. 2). Отметим, что базальные значения ЧСС практически не различались между значениями инфантильных и половозрелых крыс (369 ± 8 и 381 ± 9 уд./мин).

Таким образом, у половозрелых крыс реакции ССС при стрессе менее выражены как по амплитуде (ср.АД и ЧСС), так и по длительности (ср.АД) по сравнению с инфантильными особями, что свидетельствует о менее интенсивном и более экономном режиме функционирования ССС в условиях стресса у зрелых особей по сравнению с крысятами. Аналогичные результаты были получены в наблюдениях за школьниками. Так было показано, что у старшеклассников 12–16 лет гипертензивные и хронотропные реакции в условиях школьного стресса были выражены в меньшей степени, чем у детей 7–8 лет, что позволило авторам сделать вывод о совершенствовании адаптивных механизмов ССС с возрастом [2].

У старых крыс по сравнению с половозрелыми особями наблюдалось снижение хронотропных и усиление гипертензивных эффектов стресса. Так, несмотря на примерно одинаковые базальные значения пульса у старых крыс и половозрелых самцов (398 ± 8 и 381 ± 9 уд./мин) в первой группе животных стресс не сопровождался достоверным увеличением ЧСС (рис. 3). В восстановительном периоде у старых особей регистрировалась даже брадикардия. На фоне более высокого уровня ср.АД в покое у старых животных по сравнению с половозрелыми самцами (133 ± 4 мм рт. ст. против 102 ± 2 мм рт. ст., p < 0,05) при стрессе у первых отмечались более выраженные гипертензивные реакции как по амплитуде, так и по длительности, чем у вторых. Так, стресс-индуцированная амплитуда увеличения ср.АД у старых крыс превышала в 1,5 раза (p < 0,05) таковую у поволовозрелых животных. При этом восстановление данного параметра у старых особей происходило в 2 раза медленнее, чем у половозрелых крыс (рис. 4).

pic_57.tif

Рис. 2. Изменение частоты сердечных сокращений (ЧСС, %) у инфантильных () и половозрелых () крыс при стрессе и после его отмены. p < 0,05 относительно:
* – базальных значений, † – половозрелых крыс

pic_58.tif

Рис. 3. Изменение частоты сердечных сокращений (ЧСС, %) у старых ()
и половозрелых () крыс при стрессе и после его отмены. p < 0,05 относительно:
* – базальных значений, † – половозрелых крыс

pic_59.tif

Рис. 4. Изменение среднего артериального давления (ср.АД, %) у старых ()
и половозрелых () крыс при стрессе и после его отмены. р < 0,05 относительно:
* – базальных значений, † – половозрелых крыс

Снижение хронотропной реактивности к стрессу отмечается у пожилых людей [5] и рассматривается рядом авторов как отражение общебиологического процесса старения [12], связанного со снижением скорости обменных процессов во всех органах и тканях [3, 4].

Повышение сосудистой чувствительности к стрессу на поздних этапах онтогенеза отражает возрастные перестройки как регуляторных механизмов [7], так и морфофункциональных свойств сосудов [13], что выражается в снижении эндотелий-зависимой вазорелаксации [6] и повышении сосудистой чувствительности к вазоконстрикторным факторам [13].

Заключение

В целом, результаты исследования показали, что кардиоваскулярная стресс-реактивность изменяется с возрастом. У инфантильных крыс как сосудистый, так и хронотропный эффекты стресса более выражены по своей интенсивности, чем у половозрелых особей, что свидетельствует, во-первых, о неэкономном режиме функционирования ССС при стрессе на ранних этапах онтогенеза, и во-вторых, о совершенствовании механизмов адаптации ССС к стрессу с возрастом. У старых крыс по сравнению с половозрелыми самцами отмечается миокардиальная рефрактерность к стрессу на фоне усиления гипертензивных реакций, что рядом авторов [8, 12] рассматривается как проявление стрессорной дезадаптации ССС на поздних этапах онтогенеза.

Таким образом, результаты изучения хронотропных и сосудистых эффектов стресса у крыс разного возраста свидетельствуют о том, что кардиоваскулярная стресс-реактивность является индикатором состояния ССС, наглядно отражая диапазон ее приспособительных возможностей, и в частности, устойчивость к развитию АГ.

Работа была поддержана Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы (Соглашение № 14.B37.21.0853).


Библиографическая ссылка

Семячкина-Глушковская О.В., Анищенко Т.Г., Бибикова О.А., Синдеева С.А., Семячкин-Глушковский И.А., Зинченко Е.М., Кассима М.А., Аль-Фатле Ф., Фльхассани Л.С. СОСУДИСТЫЕ И ХРОНОТРОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ СТРЕССА У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 10-2. – С. 389-392;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=30655 (дата обращения: 21.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074