Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

ПОКАЗАТЕЛИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У КРЫС ЛИНИИ SHR ДО И ПОСЛЕ УСТАНОВЛЕНИЯ СТАБИЛЬНО ВЫСОКОГО АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Шаманаев А.Ю. 1 Алиев О.И. 1 Анищенко А.М. 1 Сидехменова А.В. 1 Плотников М.Б. 1
1 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фармакологии и регенеративной медицины имени Е.Д. Гольдберга»
Исследованы показатели сердечной деятельности у крыс линии SHR в периоды до и после установления стабильно высокого артериального давления. Установлено, что у гипертензивных крыс в период формирования артериальной гипертензии (7–8 нед) наблюдается функциональное усилении работы миокарда, что отразилось в достоверно больших скоростях нарастания и снижения давления в левом желудочке, индексе сократимости и минимальном давлении в левом желудочке. В период стабильно высокого артериального давления (16–17 нед) выявлено достоверное повышение конечного диастолического и минимального давления в левом желудочке, а также снижение максимальной скорости расслабления и индекса сократимости левого желудочка. Полученные данные показывают, что нарушение диастолической функции левого желудочка у крыс линии SHR развивается в период установления стабильно высокого артериального давления между 8 и 16 неделями жизни.
крысы SHR
артериальное давление
показатели работы сердца
сердечная недостаточность
1. Плотников М.Б., Алиев О.И., Анищенко А.М., Сидехменова А.В., Шаманаев А.Ю., Федорова Е.П. Динамика артериального давления и количественных показателей эритроцитов у крыс SHR в ранние сроки формирования артериальной гипертензии // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2015. – № 7, Т. 101. – С. 822–828.
2. Bing O.H., Brooks W.W., Robinson K.G., Slawsky M.T., Hayes J.A., Litwin S.E., Sen S., Conrad C.H. The spontaneously hypertensive rat as a model of the transition from compensated left ventricular hypertrophy to failure // J Mol Cell Cardiol. – 1995. – Vol. 27, № 1. – P. 383–396.
3. Capasso J.M., Palackal T., Olivetti G., Anversa P. Left ventricular failure induced by long-term hypertension in rats // Circ Res. – 1990. – Vol. 66, № 5. P. 1400–1412.
4. Cingolani O.H., Yang X.P., Cavasin M.A., Carretero O.A. Increased systolic performance with diastolic dysfunction in adult spontaneously hypertensive rats // Hypertension. – 2003. – Vol. 41, № 2. – P. 249–254.
5. Coimbra R., Sanchez L.S., Potenza J.M., Rossoni L.V., Amaral S.L., Michelini L.C. Is gender crucial for cardiovascular adjustments induced by exercise training in female spontaneously hypertensive rats? // Hypertension. – 2008. Vol. 52, № 3. P. 514–521.
6. Fan M., El-Mas M.M., Abdel-Rahman A.A. Preserved left ventricular performance in spontaneously hypertensive rats following preload and afterload challenges // J Hypertens Manag. – 2015. 1:002. – P. 1–7.
7. Kokubo M., Uemura A., Matsubara T., Murohara T. Noninvasive evaluation of the time course of change in cardiac function in spontaneously hypertensive rats by echocardiography // Hypertens Res. – 2005. – Vol. 28, № 7. P. 601–609.
8. Sharma R.V., McEldoon J.P., Bhalla R.C. Age dependent changes in myosin ATPase activity in the myocardium of spontaneously hypertensive rats // Cardiovasc Res. – 1986. – Vol. 20, № 1. – P. 52–60.
9. Williams S., Pourrier M., McAfee D., Lin S., Fedida D. Ranolazine improves diastolic function in spontaneously hypertensive rats // Am J Physiol Heart Circ Physiol. – 2014. Vol. 306, № 6. – P. 867–881.
10. Zile M.R., Brutsaert D.L. New concepts in diastolic dysfunction and diastolic heart failure. I. Diagnosis, prognosis, and measurements of diastolic function // Circulation. – 2002. – Vol. 105. – P. 1387–1393.

Артериальная гипертензия (АГ) является одним из основных факторов, вызывающих развитие хронической сердечной недостаточности (ХСН) и инфаркта миокарда [4]. Хроническое воздействие повышенного артериального давления (АД) со временем приводит к ослаблению инотропной функции сердца и застойным явлениям в разных отделах организма.

Традиционно ХСН связывают с нарушением систолической функции миокарда. Однако по современным представлениям на патофизиологию ХСН систолическая дисфункция рассматривается только как один из факторов наряду с изменением напряжения стенок и структуры диастолического наполнения, т.е. со всем тем, что включается в понятие «ремоделирование миокарда» [9, 10]. В последние годы все чаще встречаются данные о большой значимости диастолической дисфункции (ДД) в возникновении, клиническом течении и прогнозе ХСН [10].

Исследования нарушения сердечной деятельности у животных с различными моделями АГ сфокусировано, главным образом, на выраженном снижении инотропной функции миокарда, наблюдаемом на поздних этапах развития ХСН. Однако для понимания патогенеза ХСН и поиска новых терапевтических подходов не меньшее значение имеет изучение ранних маркеров поражения сердца, в том числе, и ДД. У крыс со спонтанной гипертензией (spontaneously hypertensive rat, SHR), общепринятой модели первичной АГ, выраженная манифестация ХСН наблюдается после 18 месяцев жизни, что отражается в значительном снижении сократительной способности сердца [2]. Вместе с тем, разными исследователями было показано, что у крыс данной линии уже в возрасте 4–6 мес выявляются признаки ДД, что выражается в росте конечного диастолического давления (КДД) и других показателей расслабления миокарда [5, 6]. Однако остается неясным как изменяется инотропная функция сердца в переходный период от «пограничной» к «стабильной» фазе гипертензии.

В связи с этим, целью данной работы было исследовать показатели сердечной деятельности и гемодинамики у крыс линии SHR разного возраста: в период формирования АГ (7–8 нед) и в период стабильно высокого АД (16–17 нед).

Материалы и методы исследования

Эксперименты проведены на 20 нормотензивных крысах линии Wistar-Kyoto (WKY) и 20 крысах линии SHR, полученных из вивария ИБХ РАН (Пущино, Россия). В виварии НИИФиРМ им. Е.Д. Гольдберга животные содержались в неполной барьерной системе при следующих параметрах окружающей среды: температура – 20–24 °С, относительная влажность воздуха – 50 ± 20 %, воздухообмен 12–15 объемов помещения в час, световой режим – 12:12 ч. Содержание животных осуществлялось в соответствии с правилами, изложенными в Европейской конвенцией по защите позвоночных животных (Страсбург, 1986). Протокол исследования утвержден комиссией по контролю за содержанием и использованием лабораторных животных НИИФиРМ им. Е.Д. Гольдберга (протокол №72052014).

АД и частоту сердечных сокращений (ЧСС) у крыс регистрировали с помощью системы неинвазивного измерения давления у ненаркотизированных (бодрствующих) мелких лабораторных животных NIBP200A («Biopac Systems, Inc.», США). Запись и обработка данных производилась на компьютере с помощью программы «AcqKnowledge 4.2 for MP150».

Измерения параметров работы сердца проводили под общим наркозом (тиопентал натрий, 80 мг/кг) на аппаратном комплексе для электрофизиологических исследований MP150 («Biopac Systems, Inc», США). В конце эксперимента животные подвергались эвтаназии передозировкой наркоза. Показатели сократительной функции сердца определяли по динамике внутрисердечного давления с помощью прибора для измерения внутрисердечного давления («OpSens», Канада). Доступ к левому желудочку сердца (ЛЖ) осуществлялся через правую общую сонную артерию с помощью датчика TSD282. Регистрировали следующие параметры: систолическое давление в левом желудочке (СДЛЖ, мм рт.ст), давление, развиваемое ЛЖ (мм рт.ст.), конечное диастолическое давление (КДД, мм рт.ст.), минимальное давление в левом желудочке (мм рт.ст.), индекс напряжение–время (мм рт. ст.), индекс сократимости ЛЖ (с-1), максимальную скорость нарастания (+dP/dt) (мм рт.ст./c) и снижения (-dP/dt) давления в ЛЖ (мм рт.ст./c).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета статистических программ «Statistica 6.0». Данные представлены в виде M ± m, где M – среднее значение, m – стандартная ошибка среднего значения. Для оценки достоверности межгрупповых различий использовали непараметрический критерий Манна-Уитни.

Результаты исследования и их обсуждение

Для крыс линии SHR характерно раннее развитие АГ. У гипертензивных крыс период между 6-й и 8-й неделями жизни характеризуется начальным возрастанием АД [1]. В данном исследовании у крыс SHR возрастом 7–8 недель средние значения систолического АД (САД) и диастолического АД (ДАД) превышали значения аналогичных показателей у крыс WKY на 19 % и 22 % соответственно (табл. 1).

К концу 4-го месяца жизни у крыс SHR формируется выраженная АГ [4]. У крыс SHR в возрасте 16–17 недель САД и ДАД было выше, чем у крыс WKY, на 50 % и 48 % соответственно (табл. 1). ЧСС и масса тела животных в возрасте 7–8 недель не различались. В возрасте 16–17 недель масса тела крыс линии SHR был достоверно меньше на 9 % по сравнению со значением у крыс WKY (табл. 1).

Таблица 1

Масса тела и гемодинамические показатели у крыс линии SHR в период возрастания (7–8 недель) и период стабильно высокого АД (16–17 недель) и у крыс линии WKY того же возраста

Показатели

7–8 недель

16–17 недель

WKY (n = 15)

SHR (n = 15)

WKY (n = 15)

SHR (n = 15)

Масса тела, г

165 ± 10

156 ± 2

326 ± 5

296 ± 8*

САД, мм рт. ст.

133 ± 5

158 ± 4*

125 ± 4

188 ± 5*

ДАД, мм рт. ст.

105 ± 4

128 ± 4*

96 ± 3

142 ± 3*

ЧСС, уд/мин

353 ± 13

366 ± 6

304 ± 15

341 ± 10

Примечание. * – достоверное различие (p < 0,05) по сравнению со значениями у крыс линии WKY того же возраста.

При исследовании сократительной функции сердца у крыс линии SHR на 7–8 неделе жизни по сравнению с крысами WKY аналогичного возраста были отмечены достоверно более высокие показатели СДЛЖ (на 20 %), давления, развиваемого ЛЖ, (на 21 %), индекса сократимости ЛЖ (на 15 %), +dP/dt (на 22 %) и -dP/dt (на 46 %), а также более низкое минимальное давление в левом желудочке (на 72 %) (табл. 2). Величины КДД и индекса напряжение-время значимо между линиями не различались.

Таблица 2

Показатели сократительной функции сердца у крыс линии SHR в период возрастания (7–8 недель) и период стабильно высокого артериального давления (16–17 недель) и у крыс линии WKY того же возраста

Показатели

7–8 недель

16–17 недель

WKY (n = 15)

SHR (n = 15)

WKY (n = 15)

SHR (n = 15)

СДЛЖ, мм рт.ст.

113 ± 5

136 ± 6*

126 ± 2

189 ± 6*

Давление, развиваемое ЛЖ, мм рт.ст

110 ± 5

133 ± 8*

121 ± 1

171 ± 7*

КДД, мм рт.ст

3,3 ± 0,8

3,4 ± 0,8

5,4 ± 1,9

17,8 ± 3,8*

Минимальное давление в ЛЖ, мм рт.ст.

– 2,5 ± 0,6

– 4,3 ± 1,2*

1,2 ± 1,7

13,5 ± 4,0*

Индекс напряжение–время, мм рт.ст

8,1 ± 0,4

8,4 ± 0,5

8,1 ± 0,3

18,8 ± 0,9*

Индекс сократимости ЛЖ, с-1

145 ± 3

166 ± 15*

115 ± 4

95 ± 5*

+dР/dt, мм рт. ст./с

8058 ± 380

9807 ± 560*

7655 ± 202

8345 ± 270*

-dР/dt, мм рт. ст./с

– 5639 ± 465

– 8246 ± 682*

– 8351 ± 307

– 6056 ± 184*

Примечание. * – достоверное различие (p < 0,05) по сравнению со значениями у крыс линии WKY того же возраста.

Полученные данные свидетельствуют об усилении работы миокарда у крыс линии SHR в период формирования АГ (7–8 нед), что отразилось в достоверно больших показателях, характеризующих сокращение и расслабление сердца. Положительный инотропный эффект хорошо согласуется с увеличением массы ЛЖ у гипертензивных животных в возрасте 7–8 недель [7]. Стоит отметить, что у крыс SHR в раннем возрасте (4–6 недель) достоверное повышение АД регистрируется практически одновременно с увеличением массы ЛЖ [7].

На 16–17 неделе жизни у крыс линии SHR по сравнению с крысами WKY наблюдается более высокие СДЛЖ (на 50 %) и давление, развиваемое ЛЖ, (на 41 %) (табл. 2). У гипертензивных крыс в период стабильно высокого АД значения КДД и минимального давления в ЛЖ были достоверно выше в 3 и 11 раз по сравнению с соответствующими показателями у нормотензивных животных. Максимальная скорость нарастания давления в ЛЖ была выше у крыс линии SHR на 9 %, а максимальная скорость снижения давления – ниже на 28 % по сравнению с линией WKY. У крыс линии SHR индекс сократимости ЛЖ был ниже на 17 % по сравнению с крысами WKY, а индекс напряжение-время в 2 раза выше, чем у нормотензивных крыс.

Наблюдаемое в период стабильно высокого АД (16–17 нед) нарушение диастолической функции ЛЖ является одним из наиболее ранних признаков поражения сердца при гипертензии [3, 10]. Как известно процесс расслабления определяется скоростью актин-миозиновой диссоциации (активная, энергозависимая часть релаксации) и растяжением эластических структур миокарда, сжатых во время систолы (пассивная, энергонезависимая часть релаксации). Было показано, что у крыс линии SHR не выявлено изменений работы актин-миозинового комплекса до 12–14 месяца жизни [8]. Вместе с тем, уже в возрасте (4–6 мес) у крыс SHR отмечено усиление фиброза тканей миокарда, что может приводить к увеличению ригидности ЛЖ и, следовательно, нарушению диастолической функции ЛЖ [6].

Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о том, что в период формирования АГ (7–8 недель) у крыс линии SHR наблюдается функциональное усиление работы миокарда, отражающееся в увеличении индекса сократимости ЛЖ, максимальной нарастания и снижения давления. В период стабильно высокого АД (16–17 нед) у крыс данной линии уже выявляются признаки диастолической дисфункции ЛЖ, что проявляется в увеличении КДД и снижении максимальной скорости снижения давления в ЛЖ. Полученные данные показывают, что нарушение диастолической функции ЛЖ у крыс линии SHR развивается в период установления стабильно высокого артериального давления между 8 и 16 неделями жизни.

Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда (проект № 14-25-00017).


Библиографическая ссылка

Шаманаев А.Ю., Алиев О.И., Анищенко А.М., Сидехменова А.В., Плотников М.Б. ПОКАЗАТЕЛИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У КРЫС ЛИНИИ SHR ДО И ПОСЛЕ УСТАНОВЛЕНИЯ СТАБИЛЬНО ВЫСОКОГО АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 4-6. – С. 1115-1118;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=9143 (дата обращения: 27.02.2020).

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