Автореферат и диссертация по медицине (14.00.32) на тему:Исследование динамики показателей системы кровообращения у бодрствующих крыс в условиях антиортостатической гипокинезии

РГ6 од

2 9 МАЙ 1995

на правах рукописи

БЫЧКОВА Елена Юрьевна

ДОСЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ

КРОВООБРАЩЕНИЯ У БОДРСТВУЮЩИХ КРЫС В УСЛОВИЯХ АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ГИПОКИНЕЗИИ (РОЛЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ТРЕНИРОВКИ)

14.00.32 - авиационная, космическая и морская медицина

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

Москва 1995

Работа выполнена в Государственом Научном Центре РФ-Институте медико-биологических проблем. Институте экспериментальной кардиологии Кардиологического научного центра РАМН.

Научные руководители:

доктор медицинских наук В.П.Кротов

доктор медицинских наук, профессор О.С.Медведев

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Е.А.Коваленко доктор биологических наук Н.В.Саноцкая

Ведущее учреждение: Институт, физиологии им. И.П.Павлова г. С-Петербург

Защита состоится << >> 1995 .г. в часов на заседании диссертационного Совета К 074.31.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в ГНЦ РФ - Институте медико-биологических проблем (123007, Москва, Хорошевское шоссе, 76а).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ-Института медико-биологических проблем.

Автореферат разослан << >> 1995г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

И.П.Пономарева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. С первых этапов развития космонавтики состояние сердечно-сосудистой системы привлекало внимание исследователей. Необходимость в этом вызвана наблюдаемыми сдвигами в функционировании системы кровобращения. связанными с перераспределением крови, изменяющим состояние центральной и периферической гемодинамики. Было показано, что пребывание в невесомости, даже короткий период, вызывает значительные изменения в сердечно-сосудистой системе. Так, ухудшение адаптационной способности выявляется во время полета при функциональных нагрузках и становится явно выраженной при возвращении на Землю (Sandler, 1988). Однако проведение профилактических мероприятий во время полета и предполетная физическая подготовка накладывает свой отпечаток на функционирование сердечно-сосудистой системы во время невесомости, маскируя истинную динамику.

В связи с этим особую актуальность приобретают модельные исследования, проводимые на Земле, основная цель которых исследовать последствия перераспределения жидкости в организме в отсутствие профилактических мероприятий.

Исследования на людях имеют ограничения, связанные с невозможностью применения ряда инвазивных методов исследования. Кроме того, использование разных методических подходов, индивидуальные особенности испытателей, отсутствие стандартных условий экспериментов затрудняют сравнение и систематизирование данных.

В этой связи, заслуживает особого внимания использование мелких лабораторных животных, таких, как крысы. На них отработаны стандартные методические приемы создания антиортостатической гипокинезии (Ильин, Новиков 1980; Morey-Holton 1981) широко используемые для исследования костно-мышечного аппарата и эндокринной системы. В исследованиях последних лет особое внимание начинают уделять и состоянию системы кровообращения у крыс. Исследована динамика артериального давления (Popovic, 1981; Mussachia et al., 1990, 1992; Provost et al., 1992) и центрального венозного давления (Shellock et al., 1985) в условиях гипокинезии, есть данные о сердечном выбросе до и после вывешивания (Brizzee et

al., 1990), предпринимаются попытки изучения мышечного кровотока во время и после гипокинезии (McDonald et al.. 1992). Успешная разработка в последние годы прямых инвазивных методов регистрации параметров системы кровобращения применительно к мелким экспериментальным животным делает эту модель привлекательной для исследования сердечно-сосудистой системы.

В то же время до сих пор не выяснена особенность функционирования систем высокого и низкого давления у крыс в первые часы перераспределения жидких сред организма в краниальном направлении, остается не исследованной регионарная гемодинамика в эти сроки, отсутствуют данные о центральной гемодинамике после возвращения животного в горизонтальное положение, с точки зрения возможности изучения на этой модели причин, вызывающих ортостатичекую гипотонию. Кроме того представляется важным оценить, в какой мере предварительная тренировка к антиортостатическому положению может модулировать динамику параметров системы кровообращения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследование параметров систем высокого и низкого давления и регионарного кровотока в условиях 24-часовой анти-ортостатической гипокинезии. Изучение влияния предварительной тренировки к АНОГ на динамику исследуемых параметров.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Обоснование предлагаемого способа фиксации животного за хвост как адекватной модели для изучения параметров сердечно-сосудистой системы.

2. Изучение центральной гемодинамики в условиях АНОГ.

3. Исследование изменений венозного тонуса у бодрствующих крыс в условиях антиортостатической гипокинезии.

4. Определение регионарного кровотока методом меченых микросфер в процессе АНОГ.

5. Исследование роли предварительной тренировки к антиортос-тазу на параметры систем высокого и низкого давления и регионарного кровотока.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

В хроническом эксперименте впервые изучена динамика центрального кровообращения в условиях АНОГ с одновременной регистрацией артериального давления, центрального венозного давления и кровотока у нетренированных и тренированных к антиортостазу крыс. Для регистрации кровотока впервые использован внутрисосудистый датчик катетерного типа. Выявлена специфика изменений основных гемодина-мических параметров по группам.

Обнаружена разная способность поддерживать сердечный выброс после возвращения в горизонтальное положение у крыс адаптированных и не адаптированных у антиортостазу.

Впервые исследован венозный тонус в первые сутки АНОГ. Выявлены особенности в динамике исследуемого параметра в первые 2 часа гипокинезии у крыс обеих групп.

Впервые в опытах на бодрствующих животных проведено исследование регионарного кровотока в процессе АНОГ с использованием метода меченых микросфер у нетренированных и тренированных к антиортостазу крыс. Обнаружено активное перераспределение кровотока во внутренних органах у крыс обеих групп в процессе гипокинезии. В частности у нетренированных животных установлено снижение кровотока в продолговатом мозге через 2 часа и увеличение кровотока в мозжечке через сутки пребывания в АНОГ.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.

Показана принципиальная возможность использования модели вывешивания крыс для исследования сердечно-сосудистой системы в условиях антиортостатической гипокинезии. Показана возможность проведения непрерывной регистрации параметров системной гемодинамики в условиях АНОГ.

Выявлены элементы ортостатической неустойчивости у нетренированных к антиортостазу крыс, что позволяет в принципе на этой модели изучать меры профилактики ортостатической гипотонии.

Показано, что предварительная тренировка к антиортостазу повышает устойчивость системы кровобращения к последующему пребыванию в АНОГ.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНЕСЕННЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Измерение кровотока в хроническом эксперименте с помощью внут-рисосудистого допплеровского датчика кровотока катетерного типа показало его устойчивую работу в условиях антиортостатической гипокинезии.

2. Система низкого давления менее устойчива в условиях АНОГ, чем высокого давления.

3. Предварительная тренировка к условиям антиортостаза целесообразна, так как она уменьшает выраженность реакций параметров системной гемодинамики и регионарного кровотока в процессе АНОГ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Результаты работы докладывались и обсуждались на 2-ой Всесоюзной конференции "Физиология мозгового кровобращения", Тбилиси 1988 г.; на 9-ой Всесоюзной коференции "Космическая биология и авиакосмическая медицина" Калуга 1990 г.; на Ученом совете сектора ИМБП 1990 г.; на научных Чтениях и конференции, посвященных 90-летию со дня рождения В.В. Ларина, Москва 1993г.; на 15-ом Международном конгрессе по гравитационной физиологии, Барселона 1993г.

Публикации: по материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описаний методов исследования. 4 глав с результатами экспериментов и их обсуждения, заключения, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц, 19 рисунков. Список литературы включает 167 названий.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследования проводили на бодрствующих крысах-самцах линии Вистар массой 300-400 г. Работа выполнена на 228 крысах, в представленные материалы включены результаты, полученные на 106 животных.

Животных Фиксировали в 'антиортостатическом положении путем вывешивания за хвост с помощью зажима оригинальной конструкции, при этом крыса могла двигаться по клетке и иметь свободный доступ к корму и воде.

Тренировку к антиортостатическому положению проводили в течение ,2-х недель, вывешивая крысу ежедневно на 2 часа.

Сердечный выброс определяли с помощью ультразвуковых датчиков двух типов: манжеточного и внутрисосудистого. Датчик манжеточного типа имплантировали крысе на восходящую часть дуги аорты под нем-буталовым наркозом при искусственной вентиляции легких за неделю до эсперимента. Регистрацию кровотока проводили с помощью 4-х канального импульсного флоуметра (545с Directional Pulsed Doppler, University of Iowa, США) на самописце Grass 7d, США.

Для измерения кровотока внутри сосуда в восходящую часть дуги аорты через правую общую сонную артерию вводили ультразвуковой датчик, закрепленный на конце полиэтиленовой трубки диаметром 0.6 мм (рабочая частота 33 МГц) (Мациевский, 1993). Регистрацию проводили на приборе оригинальной конструкции с аналоговой обработкой сигнала.

Объем циркулирующей крови определяли на предварительно спле-нэктомированных животных, с помощью введения в кровоток эритроцитов, меченых Сг51 по следующей схеме: 1-е определение - исходное (крыса в горизонтальном положении); затем каждые 30 минут в течение первых 2 часов антиортостаза, далее через 5 и 24 часа нахождения животного в антиортостатическом положении. Кровь брали из артериального катетера в количестве 50 мкл. . Параллельно контролировали изменение гематокрита. Уровень радиоактивности определяли на гамма-счетчике (Сотри Gamma 1282, Швеция).

Для оценки состояния емкостной функции вен у крыс нами был выбран метод определения среднего давления наполнения (СДН), предложенный Yamamoto с соавт. (1980). За сутки до эксперимента крысам вживляли катетеры. Для регистрации центрального венозного давления (ЦВД) в нижнюю полую вену вводили силиконовый катетер. Артериальное давление (АД) регистрировали в брюшной аорте. Для остановки кровотока проводили полиэтиленовый катетер с латексным баллончиком на конце в правое предсердие. Во время эксперимента для регистрации АД и ЦВД соответствующие концы катетеров присоединяли к элект-

романометрам (Statham 23ID, США), которые устанавливали на уровне сердца животного. ЧСС регистрировали кардиотахометром, запускаемым пульсовой волной АД. Все сигналы подавали и записывали на самописце "Grass-7D". США.

СДН рассчитывали по формуле:

СДН = ПВД + (КАД - ПВД)/60, где ПВД - плато венозного давления

КАД - конечное артериальное давление, 1/60 - коэффициент, учитывающий соотношение растяжимости артериальных и венозных сосудов.

Для регистрации размеров органов изготавливали датчики из пь-езокерамики (ЦТС 19), с резонансной частотой 5 Мгц. Работоспособность полученных датчиков проверяли по форме сигнала на принимающем кристалле.

Крысе, находящейся под нембуталовым наркозом (30 мг/кг, внут-рибрюшинно), через разрез вдоль белой линии живота, с помощью клея (Nexaband, Tri-Point Medical L.P., США) приклеивали датчики на селезенку и долю печени, следя за качеством сигнала. Провода прикрепляли на краю раны и проводили подкожно в межлопаточную область. Сигнал регистрировали с помощью четырехканального сономикрометра (Triton Technology Inc., США) на самописце "Grass 7D"(CUIA).

Для регистрации регионарного кровотока животным имплантировали катетеры в левый желудочек через правую сонную артерию и брюшную аорту через бедренную артерию. Эксперимент начинали не ранее, чем через 48 часов после имплантации катетеров.

Кровоток определяли в 23 зонах организма с помощью микросфер диаметром 15 мкм, меченых Со57, Sc46, Sn113, Sr85, Gd153 (KEN. США). Однократно вводили около 100000 микросфер в виде взвеси в физиологическом растворе, содержащем 0.05% Tween-80. За 5 секунд до введения микросфер начинали брать кровь из брюшной аорты со скоростью 0.6 мл/мин. Общее время взятия крови составляло 1.5 мин. Забранную кровь возмещали 0.6 мл 13.4% раствора Фиколла-70, который создает онкотическое давление, эквивалентное белкам взятой крови.

Протокол опытов включал 4 последовательных введения микросфер. Первое введение - фоновое ( крыса в горизонтальном положении); второе введение - через 2 часа АНОГ; третье - через 5 часов; четвертое - через 24 часа нахождения животного в антиортостатическом положении.

После окончания эксперимента крыс забивали передозировкой нембутала, органы выделяли, взвешивали и помещали в пластиковые пробирки для счета. Число микросфер в образцах определяли на гамма-счетчике (CompuGamma 1282, Швеция).

Для регистрации симпатической активности (CA) почечного нерва в хроническом эксперименте были использованы биполярные электроды. Их изготавливали по модифицированной методике, предложенной Ricksten и Thoren (1980).

В день эксперимента под наркозом, создаваемым короткодействующим препаратом "Brietal", пользуясь левым забрюшинным подходом, выделяли почечный нерв и помещали под него платиновый биполярный электрод. После достижения оптимального сигнала нерв и электрод затем изолировали от окружающих тканей небольшим количеством SllGel 604 (Wacker, ФРГ). Разъем электрода проводили под коней в межлопаточную ибласть. Через три часа после окончания анестезии животное брали в опыт.

Концентрацию кортикостерона в плазме крови оценивали с помощью тест-системы для радиоиммунологического определения кортикостерона производства НИИЭПиТ РАМН г.Сухуми.

Статистическая обработка результатов была выполнена с помощью критерия Стьюдента для повторяющихся измерений, а также с помощью анализа вариаций (AN0VA) для повторяющихся измерений с последующим применением критерия Fisher (внутригрупповые различия), либо непараметрического аналога вариационного анализа (критерии Wilcoxon, Mann-Wltney) (межгрупповые различия).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При исследовании влияния антиортостатической гипокинезии на различные системы организма нежелательный стресс, связанный со способом фиксации крысы в антиортостатическом положении может неблагоприятно повлиять на результаты эксперимента, особенно при изучении сердечно-сосудистой системы, как наиболее чувствительной в условиях конфликтных ситуаций. Поэтому мы попытались оценить, в какой мере вывешивание за хвост, выбранное нами для обеспечения антиортостатического положения, является стрессирующим фактором.

Известно, что повышение уровня кортикостерона в плазме крови

служит показателем степени стрессирования животного (Sun et al.,1979; Popovlc et al., 1982).

Проведенные нами исследования показали, что в обеих группах животных через 2 часа пребывания в АНОГ наблюдалось небольшое повышение концентрации кортикостерона в плазме крови (табл.1), которое однако не выходило за пределы физиологической нормы для крыс-самцов (14.7-21.3 мкг%) (Попова и др. 1988).

Таблица 1

Изменение концентрации кортикостерона (мкг%) в плазме крови у нетренированных и тренированных к АНОГ крыс.

1 1 1 t час 1 1 1 нетренированные п=6 1 1 1 тренированные n=6 | ! I

1 1 1 фон 1 10.48+ .86 1 1 1 14.47+1.34 * 1

1 2 1 14.16±1.65 1 19. 02+1.06 * 1

1 5 1 13.87+1.74 1 13.51+2.39 1

1 24 1 1 1 10.30+ .85 1 14.28+2.24 1 1 1

* - р<0. 05 между группами По данным Popovlc и Honeycutt (1989) уровень кортикостерона в плазме крови, свидетельствующий о стрессорной реакции у крыс составляет 23 мкг%. Этот уровень не был достигнут ни в одном из измерений у крыс из обеих групп.

Эфферентная почечная нервная активность оказывает влияние на различные функции почек: увеличение почечного артериолярного тонуса, выброс ренина (Stella et al.,1987; Stella and Zanchettl,1985). Эти параметры могут оказывать влияние на функцию сердечно-сосудистой системы и реагировать на стрессорные стимулы. Т.е. изменение симпатической активности (CA) почечного нерва может отражать состояние животного. Нам не удалось обнаружить достоверного изменения CA почечного нерва в первые 5 часов АНОГ ни в одной группе животных (рис.1), что может свидетельствовать об отсутствии выраженной стрессорной реакции.

Известно, что при различных формах стрессорных воздействий (иммобилизация, температурный стресс) усиливаются симпатические влияния на сердце, ведущие к повышению частоты сердечных сокраще-

ний (Sun, et al.,1979, Судаков с соавт.. 1987). При вывешивании за хвост мы не наблюдали выраженного увеличения ЧСС (см. табл.2) у

крыс обеих групп. %

120 -1

фон 15 45 60 90 120

Рис.1. Изменение СА почечного нерва у нетренированных -®-(п=6) и тренированных -в-(п=6) крыс в % отношении к фону.

Таким образом, анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что используемая в нашей работе модель воспроизведения эффекта невесомости по гидростатическому компоненту не приводит к выраженному стрессу у крыс и пригодна для исследования реакций системы кровообращения на указанное воздействие. В свою очередь тренировка к АНОГ не вызывает развития хронического стресса у крыс.

Тренировка к антиортостатическому положению привела к изменению фоновых показателей системной гемодинамики. Это выразилось в развитии относительной брадикардии (см. табл.2). УО возрос на 38%. Это привело к увеличению СВ на 23%, несмотря на брадикардию. Линейная скорость кровотока у тренированных крыс возросла на 18%. В то же время АД достоверно не отличалось по группам. Общее периферическое сопротивление у тренированных животных была ниже на 24%

значения этого параметра у нетренированых крыс.

В условиях АНОГ АД у нетренированных крыс достоверно не изменялось, в группе тренированных животных наблюдалось его монотонное повышение, достоверно превышающее фоновый уровень на 15%. Частота сердечных сокращений достоверно не изменялась у животных обеих групп.

Таблица 2.

Изменение артериального давления, частоты сердечных сокращений и центрального венозного давления у крыс обеих групп в условиях 24 часовой АНОГ.

1 1 Группа нетренированные (11=6) 1 тренированные (п=6) |

I 1 время АД ЧСС цвд АД ЧСС ЦВД I

мм рт. ст. уд/мин мм рт. ст. мм рт. ст. уд/мин мм рт. ст. |

[фон 111.8+4.3 385+13 0.23+. 2 ИЗ. 7+6.8 343+15 -0.33+.3 |

I АНОГ

15 мин 119.0+4.6 387+10 123.6+5.5* 363+4

I15мин 112.6±5.9 388+13 1.94+.21 121.1+4. 7 365+13 0.42±.22|

|30мин 108.1+7.4 381+13 2.16±. 31*120.7±6.3 367+15 0.33±. 171

|45мин 107.4+4.3 380+24 2.14+.28*121.3±5.0 357+3 0.17+. 25|

|60мин 105.9+5.4 390+27 2.10+.32*118.6±6.0 348+17 -0.17+.33|

IЭОмин 112.5+6.8 392+17 2.13±.34*124.0±6.8 380+9 0.42±. И*

I2часа 122.1+9.2 399+30 2.15+. 35*126. 5±4. 6 378±19 0. 58±. 33|

|5часов 111.1±5. 0 380+13 1.95+.32*127.8+5.1 362+9 0.33±.13|

I24часа 116.8+2. 3 378+15 2.02±.16*130.0+3.3* 382+13 0.42±.15|

|гориз. 111.7+6.2 396+22 0.19+. 311135.7±3. 7* 430+17* 0. 09+. 24|

IЗОмин 1 107.3+9.7 402+18 0. 06±.33 128.2+9. 3 423+21* -0.17+.30| 1

* - р< 0.05 по сравнению с фоновым значением Динамику остальных параметров центральной гемодинамики у нетренированных крыс измеряли в двух сериях экспериментов, отличающихся способом имплантирования ультразвукового допплеровского датчика. Следует отметить отсутствие достоверных изменений сердечного выброса в условиях АНОГ, измеренного с помощью датчика манжеточного типа. Все же принимая во внимание, что установка этого датчика

требует торакотомии и, следовательно, послеоперационного восстановления, была проведена вторая серия экспериментов, в которой применяли датчик катетерного типа, разработанный в Институте общей паю-<и патологической физиологии Д.Д.Мациевским.

Данные о динамике показателей центрального кровообращения у тренированных крыс в процессе АНОП получены только с помощью внут-рисосудистого датчика. Сравнение динамики исследуемых параметров показало, что в отличие от нетренированных крыс у тренированных животных не наблюдалось тенденции к повышению УО и СВ в процессе АНОГ (рис.2).

30 -1 15 -

% |

-в- - НЕТРЕНИРОВАННЫЕ -Я- - ТРЕНИРОВАННЫЕ

гт

-15 -

-30 -

фон15 60 90 120

300

Л

%

30 1 15 -

-15 •

-зо -1

фон 15 60 90 120

300

о1 30 мин

Рис.2.Изменение ударного" объема (А) и сердечного выброса (Б) у нетренированных (п=6) и тренированных (п=6) крыс в % к фону. *-р<0.05 по сравнению со значением, наблюдаемому через 24 часа АНОГ.

В отличие от динамики параметров системы высокого давления, центральное венозное давление возрастало при переводе животного I антиортостатическое положение, причем в значительно большей степени у нетренированных животных (см. табл.2). Это в целом согласуется с результатами БЬеПоск с соавт. (1985), показавшими повышение ЦВД у крыс, вывешенных в антиортостатическом положении. Однако у тренированных животных, при общей выраженной тенденции I повышению ЦВД, достоверное превышение фона наблюдалось лишь чере: 1.5-2 часа, что существенно отличается от результатов (БйеНоск е' а1.,1985). Адаптированные к антиортостазу животные способны поддерживать ЦВД на уровне, близком к исходному. Одной из причин менее выраженного повышения ЦВД у тренированных крыс может быть защитная роль диафрагмы, которая, как показано на кошках и обезьянах, препятствует повышению давления в нижней полой вене выше диафрагмы (Тегейа а1.. 1989, 1993). Поэтому не исключена возможность, что процесс тренировки приводит к более активному функционированию диафрагмы и меньшему повышению ЦВД.

Таким образом, предварительная тренировка к антиортостатическо-му положению привела к большей устойчивости параметров системно! гемодинамики в процессе АНОГ.

Эффект тренировки особенно наглядно проявился после возвращения животных в горизонтальное положение (рис.2). Это выразилось I резком снижении ударного объема и, как следствие сердечного выброса у нетренированных животных, тогда как в группе тренированные крыс сердечный выброс поддерживался за счет повышения ЧС( (см.табл.2). У нетренированных животных наблюдалась тенденция I снижению АД, которая отсутствовала у тренированных крыс (табл.2). Динамика показателей центральной циркуляции у двух групп крыс напоминает таковую у людей после постельного режима с антиортостати-ческим наклоном, подверженных и неподверженных обмороку.

Основным компонентом ортостатической неустойчивости у люде! является снижение наполнения сердца и ударного объема и неспособность компенсировать эти изменения повышением ЧСС (В1огщу1з1 е1 а1., 1994). Поэтому полученные результаты свидетельствуют о наличии у нетренированных крыс элементов ортостатической неустойчивости после их возвращения в горизонтальное положение.

Динамику системы низкого давления изучали по данным измерения среднего давления наполнения (СДН) у крыс в течение 24 часов анти-ортостатического вывешивания. Исследуемый параметр, являясь функцией объема циркулирующей крови, венозной растяжимости и объема крови в сосудах при нулевом трансмуральном давлении ("unstressed volume"), в интегральном виде отражает величину давления, обеспечивающего движение крови от периферии к сердцу (Rothe, 1983).

Сравнение фоновых показателей двух групп крыс выявило увеличение СДН в группе тренированных животных по сравнению с нетренированными животными (см. табл.3).

Перевод в антиортостатическое положение приводит к постепенному повышению СДН у нетренированных крыс, которое превышало фоновое значение на 12.3% через 1.5 часа антиортостаза, на 22% и 24.7% через 5 и 24 часа АНОГ соответственно.

Таблица 3

Динамика среднего давления наполнения (мм рт.ст.) у нетренированных и тренированных крыс в условиях АНОГ.

1 1 1 группа | 1 нетренированные | 1 тренированные |

1 время | 1 1 (п=6) 1 (п=6) 1

1 1 1 Фон 1 7 57 + . 21 | 8.13 ± . 15 |

i АНОГ |

1ЗОмин | 8 09 + .21 | 9.70 ± . 33 * |

1бОмин | 8 19 + .30 | 8.30 ± . 35 |

190МИН | 8 50 + .28 | 8.84 ± . 36 |

12часа | 8 28 + .40 | 9.36 ± . 41 * |

15час | 9 05 + . 15 * | 9.91 ± . 28 * |

|24час | 9 42 + .28 * | 9.95 ± . 44 * |

|гориз. |

IЗОмин | 1 8. 15 + . 16 | 8.15 + . 46 | 1

* - р<0.05 по сравнению с фоновым уровнем Динамика этого параметра в группе тренированных животных была иной. Через 30 минут наблюдалось резкое на 19.35% увеличение СДН, через час значение этого параметра возвращалось к фоновому, однако

в дальнейшем СДН повышалось на 15.1% через 2 часа АНОГ, на 21.9 и 22.3% через 5 и 24 часа соответственно, т.е. основные различия проявились в первые 2 часа АНОГ.

Известно, что СДН зависит от объема циркулирующей крови (ОЦК) и нейрогенного венозног.о тонуса. В условиях АНОГ измерение параметров, непосредственно характеризующих венозный тонус (податливость сосудистой стенки (compliance-C) и объем крови при нулевом трансмуральном давлении (Vp0), затруднено. Поэтому в отдельных сериях экспериментов у нетренированных и тренированных групп крыс измеряли ОЦК.

Таблица 4.

Изменение объема циркулирующей крови в процессе ан-тиортостатической гипокинезии.

1 1 I группа 1 1 нетренированные | 1 тренированные |

1 время 1 1 I (п=8) мл/ЮОг | I (п=10) мл/ЮОг 1

1 1 1 Фон | 5.71 ± .24 | 6.30 ± .15 * |

IАНОГ | 1

|30мин I 6.13 ± .36 | 6.32 ± .18 |

IбОмин | 5.66 ± .27 | 6.44 ± .12 * !

|ЭОмин | 5.72 ± .30 | 6.36 ± .22 |

I2часа | 6.00 ± .28 | 6.61 ± .24 |

|5час | 5.56 ± .24 1 6.80 ± .22 * |

I24час | 1 5.85 ± .42 | 6.37 ± .23 | 1

* - р<0.05 между группами

Фоновое значение ОЦК в группе тренированных крыс на 10% достоверно превышало таковое у нетренированных животных (табл.4), что свидетельствует об определенном эффекте тренированности крыс и согласуется с результататми измерений ОЦК у спортсменов (СопуеШ-по а1.,1991). Поэтому более высокое фоновое значение СДН, скорее всего, обусловлены большим ОЦК у тренированных животных, хотя нельзя полностью исключить возможность и более высокого нейроген-

ного сосудистого тонуса.

Следует отметить отсутствие достоверных изменений ОЦК у животных обеих групп в первые сутки АНОГ, что подтверждается данными ряда авторов (Morimoto et al., 1987; Tucker 1991)

Таким образом, полученное изменение СДН в условиях АНОГ у животных обеих групп следует, вероятно, отнести за счет повышения венозного тонуса.

Основные отличия в характере изменения СДН между группами относятся к первому часу АНОГ. Резкое повышение СДН через 30 минут антиортостаза и последующее возвращение к фоновому уровню через час наблюдалось только у тренированных крыс.

Гайтон (1973) отмечал, что повышение мышечного тонуса брюшной стенки может вызывать повышение СДН. Вероятно, что тренировка к антиортостазу оказала влияние на степень тренированности мышц брюшной стенки, и наблюдаемый рост СДН через 30 минут вывешивания у тренированных крыс явился отражением повышения ее мышечного тонуса.

Дальнейшая динамика СДН в целом совпадала по группам. Монотонное повышение, наблюдаемое в группе нетренированных крыс, а также повышение, начиная с 1.5 часов АНОГ, у тренированных крыс. Наблюдаемое нами повышение СДН в обеих группах животных в отсутствии достоверных изменений ОЦК предполагает повышение венозного тонуса в процессе пребывания в АНОГ. В свою очередь вено-констрикция может быть обусловлена снижением, как Vpo, так и compliance (С). Повышение интерстициального давления в первые сутки АНОГ у крыс (Tucker, 1991) может быть причиной снижения С в венах, локализованных в мышцах.

С другой стороны, органы брюшной полости способны принимать активное участие в регуляции системной емкости в ответ на рефлекторные стимулы (Brunner et al.,1988; Greenway et al.,1985; Shoukas et al.,1981). Среди этих органов печень и селезенка способны выполнять роль венозных резервуаров (Guntheroth. Mulllns, 1963). Основной параметр, который вовлекается в эти реакции - Vpo. Так как изменение размеров печени и селезенки отражает изменение Vpo (R1-soe et al., 1991). то регистрируемые нами размеры этих органов могли бы служить критерием изменения Vpo.

Таблица 5.

Изменение размеров печени и селезенки у крыс обеих групп в условиях 24 часовой антиортостатической гипокинезии.

нетренированные п=8 (мм) тренированные п=6 (мм)

селезенка

фон 5.61+0.32 5.47+0.31

антиортостаз

15мин 5.31+0.27 5.40+0.33 •

ЗОмин 5.48+0.27 5.43+0:33

45мин 5.59+0.29 5.37+0.30

бОмин 5.69+0.30 5.47+0. 36 ■

ЭОмин 5.56+0.31 5.37+0.39

2часа 5.33+0.32 5.45+0.35

5часов 5.49+0.26 5.52+0.32

24часа 5.45+0.29 5.43+0.31

горизонталь 5.28+0.30

ЗОмин 5. 47+0. 29

печень

фон 5.95+0.15 5.73+0.32

антиортостаз

15мин 5.44+0.25 * 5.10+0.35

ЗОмин 5.38+0.23 * 5.22+0.39

45мин 5.38+0.23 * 4.93+0.37*

бОмин 5.41+0.26 * 5.08+0.39*

ЭОмин 5.31+0.24 * 4.97+0.39*

2часа 5.29+0.29 * 4.87+0.35*

5часов 5.35+0.29 * 4.87+0.38*

24часа 5.76+0. 35 5.27+0.43

горизонталь

ЗОмин 5.93+0.31 5.55+0.43

* р<0.05 к исходному уровню

Мы обнаружили отсутствие достоверных изменений размеров селезенки и снижение размеров печени у обеих групп крыс в условиях пребывания в антиортостатическом положении (см. табл.5). что подтверждается данными авторадиографии этих органов у мышей (Зи(ЗоЬ е1 а1., 1994). Уменьшение размеров печени может быть отражением вено-констрикции этого органа, и. как следствие, приводить к повышению СДН. Известно, что в антиортостатическом положении у крыс происходит перераспределение крови из бассейна задних конечностей в абдоминальный район (БийоП е1 а1.,1994), что должно приводить к повышению Ур0 органов, расположенных в этом районе. Однако результаты измерений размеров печени и селезенки свидетельствуют о том, что

эти органы не вовлекаются в регуляцию системной емкости. Поэтому, по-видимому, Ур0 увеличивается в венах кишечника.

Изучение эффектов АНОГ на регионарную гемодинамику проводили на нетренированных и адаптированных к антиортостазу бодрствующих крысах в условиях 24-часового вывешивания методом меченых микросфер.

Влияние перемещения жидких сред организма по направлению вектора гравитации может быть наибольшим в полярно расположенных участках тела. К таковым можно отнести группы мышц передних и задних конечностей. Было получено достоверное снижение кровотока в группе мышц задних конечностей только у нетренированных крыс (табл.6).

Таблица 6.

Изменение мышечного кровотока у крыс в условиях АНОГ.

Орган

фон

Антиортостаз 2 часа 5 часов 24 часа

мышцы задн.1 конечн. 2

мышцы пе- 1 редн. кон. 2

мышцы шеи 1 2

0.14+0.02 0.15+0.03

0. 09+0. 01* 0.17+0.04

0. 08±0.02* 0. 13±0.02

0.10±0. 02** 0.13±0. 04

0.15±0.02 0.41+0.06** 0.42+0. 08** 1.02+0.13** 0.21±0.03+ 0.53+0.10** 0.50+0.09** 0.81+0.14**

0.33±0.06 0. 25+0. 03

0.39+0.04 0.39+0.08

0. 44±0. 06 0.37+0.07

0. 89+0. 08** 0. 62+0. 07**+

1 - нетренированные животные (п=11)

2 - тренированные животные (п=9)

* - р< 0.05 ** - р< 0.01 внутри группы + - р< 0.05 между группами

Резкое повышение кровотока в мышцах передних конечностей скорее всего связано не столько с антиортостатическим положением, сколько с повышением их функциональной активности (На^епэ е1 а1., 1984). Поэтому в большей мере о динамике кровотока в условиях собственно антиортостатического положения тела позволяют судить данные о его уровне в мышцах шеи, активность которых в процессе эксперимента изменяется значительно меньше, чем мышц передних конечностей. Было получено достоверное увеличение кровотока в мышцах шеи у крыс обеих групп лишь через сутки пребывания в АНОГ (табл.6).

Тренировка к пребыванию в АНОГ оказала избирательное действие на динамику кровотока органов во время вывешивания (табл.7). Так, кровоток и левого, и правого полушарий головного мозга не изменялся у животных обеих групп. В то же время у нетренированных животных его значение было достоверно ниже через 2 часа эксперимента в стволе мозга и выше в мозжечке спустя 24 часа. Возрастание на треть кровоснабжения мозжечка у нетренированных крыс предполагает повышение его активности в условиях АНОГ, более выраженное у крыс контрольной группы. Hajduczok с соавт.(1987), получив аналогичное увеличение кровотока в мозжечке у собак во время иммерсии, предполагает важную роль мозжечка в модуляции изменений барорецепторной активности и его способность участвовать в контроле периферического распределения кровотока органов брюшной полости и мышц. В то же время у крыс, тренированных к условиям АНОГ, наблюдалась лишь тенденция к росту кровотока в мозжечке.

Кровоток всех отделов миокарда достоверно не изменялся у тренированных животных и возрастал в полтора раза у нетренированных крыс через 24 часа АНОГ, что, скорее всего, вызвано возрастанием активности миокарда, обусловленного увеличением внешней работы сердца на 18% в связи с повышением преднагрузки, ударного и сердечного выброса.

Наиболее выраженные изменения кровотока возникают в органах брюшной полости. Только лишь кровоснабжение тонкого кишечника почти не изменялось в процессе АНОГ. В желудке, поджелудочной железе и селезенке в первые 2 часа антиортостаза кровоток снижался у животных обеих групп, тогда как в печени он повышался, причем в большей степени у нетренированных животных. В дальнейшем кровоток остается сниженным в селезенке и прослеживается его нормализация в желудке и поджелудочной железе. Кровоток в печени остается повышенным в течение 5 часов антиортостаза, после чего он снижается наиболее резко у нетренированных крыс. Выраженные, и при этом разнонаправленные, сдвиги регионарного кровотока органов брюшной полости свидетельствуют об активном процессе его перераспределения.

В почках у крыс обеих групп прослеживается тенденция к снижению кровотока в первые 5 часов вывешивания, через сутки он уменьшается почти на одну треть. Так как после 24 часового пребывания в АНОГ у крыс возрастает диурез и экскреция калия и натрия (Tucker

Таблица 7.

Динамика регионарного кровотока (мл/мин/г) у крыс в разные сроки пребывания в АНОГ.

Антио отостаз

Орган фон 2 часа 5 часов 24 часа

желудок 1 1.18+0.13 0 72+0.09** 0 98+0.12 0.87+0.08

2 1.05+0.12 0 61+0.13* 1 10+0.30 0.72+0.09

поджелуд. 1 1.90+0.21 0 91+0.10** 1 06+0.15** 1.71+0.20

железа 2 2. 47+0. 32 0 87+0.18** 1 65+0. 26 1. 48+1.18

тонкий 1 2.49+0.29 2.38+0.24 2 72+0.29 2.71+0.20

кишечник 2 2.13±0. 16 2 13+0.31 3 18+0. 35* 2.29+0.30

легкие 1 3.33+0.82 2 33+0.87 1 43+0.20 2.96+0.98

2 2.36+0.52 1 23+0. 36 1 37+0.30 1.28+0.37

селезенка 1 2. 25+0. 24 1 30+0.14** 1 28+0.22** 1.54+0.24*+

2 2.78+0.31 1 41+0.31** 1 28+0.21* 0.76+0.08**

печень 1 0. 25+0. 06 0 53+0.06** 0.48+0.10 0.05+0.01**

2 0. 29+0. 08 0 39+0.01 0 48±0.07 0.19±0. 05++

мозг

левое 1 1.73+0.10 1 78+0.09 1 76+0.13 1.88+0.12

полушарие 2 1. 51±0. 21 1. 54+0.13 1. 69+0.15 1.63±0.13

правое 1 1.57+0.13 1. 70+0.09 1. 72+0.17 1.82+0.11

полушарие 2 1. 52+0.19 1. 54+0. 13 1. 69+0. 15 1. 63+0.13

мозжечок 1 1.80+0.09 1. 79+0. 12 1. 95+0. И 2.23+0.12*

2 1.91+0.13 1. 94+0.17 2. 15+0.20 2.28+0.16

ствол 1 1.21+0. И 1. 01+0.07* 1. 14+0.12 1.34+0.08

ллл ТТТТЛ 2 1. 08+0.14 0. 97+0.14 1. 04±0. 14 1.18+0.13

сердце левый желуд .1 8.10+0.72 7. 52+0. 63 8. 28+0.82 11.35+1.15*

2 7.46+1.23 8. 00+1.37 8. 72+1.19 8.97+0.92

правый желуд! 6. 26+0. 82 5. 88+0. 56 6. 75±0.99 9. 33+0. 90*

2 4.86+0.92 5. 63+1.03 6. 65+1.08 7.97+1.01

перегородка 1 8.05+0.84 7. 63+0.64 8. 55+1.21 12.14+1.19*

2 7.04+1.27 7. 72+1.33 8. 06+1.29 8.28+0.99+

почки 1 5.37+0.47 4.78+0.46 4. 77+0.63 3.78+0.26 *

2 7.70+1.28 6. 14+0.93 7. 15+0.71+ 4.56+0.37*

семенники 1 0.29+0.02 0. 40+0.02** 0. 39+0.05* 0.43+0.09**

2 0.32+0.04 0.45+0. 07 0.51+0.07* 0.36+0.04

надпочечники! 8.56+0.94 4. 08+0.48** 3.93+0.59** 4. 94+0. 64**

2 8.58+1.32 7. 36±1.81 6. 18±1.32 3.66+0.62**

1 - нетренированные животные (п=11)

2 - тренированные животные (п=9)

* - р< 0.05 ** - р< 0.01 внутри группы + - р< 0.05 между группами

et al.. 1987), то наблюдаемое снижение капиллярного кровотока монет быть следствием уменьшения потребности в энергетическом субстрате, необходимом для реализации процесса реабсорбции электролитов.

Итак, сопоставление динамики периферического кровотока у крыс обеих групп в процессе антиортостатической гипокинезии показало, что наиболее резкие изменения кровотока наблюдаются в органах брюшной полости. Преварительная тренировка к антиортостазу. не влияя на общую направленность изменений кровотока, смягчает выраженность их колебаний.

ВЫВОДЫ

1.Во время 24-часового пребывания бодрствующих крыс в антиор-тостатическом положении путем вывешивания за хвост изменяются показатели как центрального, так и периферического кровообращения. Эти сдвиги имели место как у нетренированных, так и у предварительно тренированных к антиортостазу крыс.

2. Система низкого давления менее устойчива к АНОГ, чем высокого, что проявилось в выраженном повышении ЦВД, особенно у нетренированных животных.

3. В условиях АНОГ среднее' давление наполнения повышалось у крыс обеих групп, что при неизменном ОЦК свидетельствует о повышении венозного тонуса.

4. Исследование регионарного кровообращения выявило активное перераспределение кровотока во внутренних органах у крыс обеих групп. У нетренированных крыс наблюдалось достоверное повышение кровотока в мозжечке через сутки вывешивания, что отражает увеличение его активности в процессе АНОГ.

5. После возвращения крыс через сутки в горизонтальное положение только у нетренированных к АНОП крыс, наблюдаются элементы ортостатической неустойчивости, выражающиеся в снижении СВ, несмотря на тахикардию, в связи с уменьшением ударного объема.

6. Сравнение центрального и регионарного кровообращения по группам свидетельствует о целесообразности тренировки к антиортостазу.

ПРАКТИЧЕКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Минимальное хирургическое вмешательство, высокое качество сигнала и получение стабильных данных позволяет рекомендовать внутрисосудистый допплеровский датчик катетерного типа для изучения динамики параметров центрального кровообращения в хроническом эксперименте.

2. Сопоставление динамики параметров центрального и перифери

ческого кровообращения у контрольных и тренированных к антиортос-тазу в течение 2 недель крыс позволяет рекомендовать подобную тренировку животных для повышения устойчивости системы кровобращения к последующему пребыванию в АНОГ.

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бычкова Е.Ю., О.С.Медведев, В.П.Кротов. Динамика кровотока в разных областях головного мозга у бодрствующих крыс в антиортос-тазе. Тезисы 2-ой Всесоюзной конф. "Физиология мозгового кровообращения" Тбилиси 1988г. с.46.

2. Бычкова Е.Ю., С.Г.Власов, О.С.Медведев, В.П.Кротов. Оценка венозного тонуса у бодрствующих крыс в условиях антиортостатичес-кой гипокинезии. В кн. "Космическая биология и авиакосмическая медицина". Тезисы докл. Всесоюзн. конф. Калуга 1990г. с. 294-295.

3. Бычкова Е.Ю., Е.Р.Мартынова, О.С.Медведев, В.П.Кротов, Ф. Е.Меерцук. Системная и регионарная гемодинамика у бодрствующих крыс в условиях 24 часовой антиортостатической гипокинезии. Бюл.эксперим.биол.мед. 1990 т.109(1): 20-22.

4. Бычкова Е.Ю., В.П.Кротов, Э.Б.Молева, О.С.Медведев. Динамика центрального и периферического кровообращения у бодрствующих крыс в первые сутки антиортостатической гипокинезии (роль тренировки). Авиакосм, экологич.мед. 1992, т. 26(4): 60-64.

5. Bytchkova Е.Yu., O.S.Medvedev, D.D.Matslevsky, V.P.Krotov. Effect of hlndllmb suspension training on the central and regional hemodynamic responses during 24 hours of antlorthostatlc hypokinesia In the awake rat. J.Gravit.Physiol. 1994, 1(1): P137-P138.

пмп ШС 3.395 т.80 - 95 r.

107078 Москва,Ново-Басманная,6