Хронотропная функция сердца крыс, подверженных различным двигательным режимам
Статья просмотрена: 534 раза
Библиографическое описание:
Хронотропная функция сердца крыс, подверженных различным двигательным режимам / С. С. Рябышева, Р. А. Абзалов, Наиль Ильясовия Абзалов [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2012. — № 1 (36). — Т. 1. — С. 69-72. — URL: https://moluch.ru/archive/36/4093/ (дата обращения: 01.11.2021).
Ключевые слова: механизмы регуляции насосной функции сердца, брадикардия тренированности, частота сердечных сокращений, беговая тренировка, беговая дорожка.
Изучение закономерностей развития и становления механизмов регуляции насосной функции сердца посвящены работы ряда исследователей [2-5, 6, 8, 9]. Однако, как известно, из литературных источников крыс различного возраста, подвергали в основном мышечным тренировкам в виде плавания. В условиях беговой тренировки крысят закономерности функционирования сердца и механизмы его регуляции остаются мало изученными. Более того, в спортивной практике по многим видам спорта при мышечных тренировках применяются беговые нагрузки в гору и под гору. Нами была сделана попытка смоделировать такие беговые нагрузки в лабораторных условиях на беговой дорожке с изменением ее угла наклона и изучить частоту сердечных сокращений (ЧСС) крысят с 42 по 70 дней жизни, подверженных этим нагрузкам.
Целью нашей работы явилось исследование механизмов экстракардиальной регуляции частоты сердечных сокращений крыс, подверженных мышечным тренировкам на беговой дорожке с различным ее углом наклона.
Методика и организация исследования
Эксперименты были проведены на белых беспородных лабораторных крысятах 42 по 70-дневного возраста. Животных содержали в стандартных условиях вивария при естественном световом дне и свободном доступе к воде и пище. Для проведения исследований крысы с 42 дневного возраста были распределены на 4 экспериментальные группы: 1 группа – контрольная, которая содержалась в условиях неограниченной двигательной активности; 2 группа подвергалась мышечной нагрузке на тредбане под углом наклона беговой дорожки 0 градусов; 3 группа — под углом наклона беговой дорожки 5,5 градусов вверх и 4 группа — под углом наклона 5,5 градусов вниз.
Все манипуляции с животными проводились в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными [7], отраженными в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1985).
В эксперименте использовали беговую дорожку TORNEO фирмы KETTLER . Для выполнения мышечной нагрузки крыс размещали на поверхности движущейся ленты в специальных ячейках, изготовленных из оргстекла в виде каркаса-прямоугольника. Такая форма организации исследования позволяла единовременно подвергать мышечной нагрузке на беговой дорожке девять животных. Беговую тренировку начинали проводить с 42 – дневного возраста. По нашей методике, продолжительность выполнения беговой нагрузки в первый день тренировок составила 1 минуту. Каждый день продолжительность беговой нагрузки увеличивалась на одну минуту (табл. 1). К концу недели, то есть на седьмой день тренировок время было доведено до 7 минут. В конце тренировочного процесса крысята к 70 – дневному возрасту выполняли беговую нагрузку в течение 28 минут. Скорость движения ленты беговой дорожки составила 5 метров в минуту. Были использованы следующие углы наклона беговой дорожки: ноль градусов (горизонтальная плоскость); 5,5 градусов вверх и 5,5 градусов вниз для 2, 3 и 4 экспериментальных групп животных, соответственно. В каждой группе животных не зависимо от угла наклона беговой дорожки продолжительность выполнения мышечной нагрузки была одна и та же. Всего в экспериментах использовали 250 крыс.
Показатели частоты сердечных сокращений изучали с использованием метода тетраполярной импедансной реоплетизмографии по W . G . Kubicek (1966) в модификации Р.А. Абзалова (1987) [1]. Объемную и дифференцированную реаграмму регистрировали у наркотизированных уретаном (40 мг/кг массы тела) крысят при естественном дыхании с помощью реоплетизмографа РПГ–204, разработанного и изготовленного в экспериментально-производственных мастерских АМН России и АЦП MacLab /4 e фирмы ADInstruments . Результаты анализировали с использованием программы Chart , Claris Works и Igor Pro на компьютере Power Macintosh и Statistica v6.0 SR . Статистическую обработку полученных данных производили в соответствии с общепринятыми методами вариационной статистики [7]. Достоверность различий внутри группы животных определяли по парному критерию Вилкоксона. Между группами животных достоверность различий определяли по парному t -критерию Стьюдента.
Для изучения экстракардиальных влияний на ЧСС животным вводили фармакологические препараты в бедренную вену через катетер в следующей последовательности: неизбирательный блокатор β-адренорецепторов – обзидан — 0,8 мг/кг массы тела и блокатор М-холинорецепторов атропин – 0,6 мг/кг массы тела.
Показатели частоты сердечных сокращений в покое до препаровки у 42- дневных крысят контрольной группы, т.е. находившихся в условиях неограниченной двигательной активности, составили 440,69±9,31 уд/мин (рис. 1). У крыс в 70-дневном возрасте контрольной группы эти показатели на 25 уд/мин меньше и составили 415,03±5,93 уд/мин ( P P >0,05). Введение обзидана у 42 – дневных крыс неограниченной двигательной активности вызывает снижение ЧСС на 90 уд/мин в сравнении с исходными показателями после препаровки ( P P P P P P P P P P Выводы. Разработанная нами методика мышечных нагрузок с использованием беговой дорожки с различными углами наклона у крысят, начатые с 42-дневного возраста к 70 дням вызывает развитие брадикардии тренированности. У 70-дневных крыс, подверженных беговой тренировке на тредбане с углом наклона вниз, брадикардия тренированности выражена сильнее. Показатели ЧСС у крыс 70-дневного возраста, подверженных мышечной тренировке с углом наклона беговой дорожки вниз при блокаде β-адренорецепторов и м-холинорецепторов ниже, чем данные животных других экспериментальных групп. Реакция ЧСС у крыс, подверженных беговым нагрузкам, на введение обзидана и атропина меньше по сравнению с реакцией ЧСС животных 42-дневного возраста контрольной группы на эти же блокаторы. Следовательно, мышечная нагрузка, выполняемая на тредбане с углом наклона беговой дорожки вниз, является наиболее оптимальной для развития брадикардии тренированности у 70-дневных крыс по сравнению с другими беговыми нагрузками, которые были использованы в наших экспериментах.
Источник
Частота сердечных сокращений крысы
Телефон:
+7(495)744-14-05
+7(495)744-14-06
+7(495)777-41-64
Факс:
+7(495)744-14-05
Нормальные физиологические показатели у мелких домашних животных | ||
Для измерения ректальной температуры тела животных обычный ртутный или электронный градусник, смазанный любой нераздражающей мазью или маслом, вводится через анус в прямую кишку на глубину 5- 10 мм (до «плечиков» градусника) на 3-5 мин. (пока не прекратится повышение показателя). Не забудьте изначально встряхнуть градусник до низких значений! Для подсчета частоты пульса необходимо приложить фонендоскоп или ладонь с левой стороны на грудную клетку сразу за грудной конечностью или прижать пальцами бедренную артерию с внутренней стороны бедра в легко находимом межмышечном желобе. Удобней производить подсчет за 10 сек., затем умножить показатель на 6. Частоту дыхания можно установить, подсчитывая число вдохов или выдохов в течение одной минуты по движению грудной клетки и живота, по движению крыльев носа или путем прикладывания ладони к грудной клетке. Ректальная температура тела, °С (в покое) Крупные и средние породы собак 38,3-38,5 Мелкие породы собак 38,5-38,8 Щенки до 6 мес. 38,8-39,5 Частота дыхания, вздохов в минуту (в покое) Частота пульса, ударов в минуту (в покое) Крупные породы собак 70-110 Средние породы собак 80-130 Мелкие породы собак 90-160 Щенки 2-6 мес. 170-200 * — может повышаться на 0,5-1°С при яйцекладке, во время линьки и полового созревания ** — в жаркое время может повышаться до 40-41°С Источник Влияние различных видов анестезии на параметры электрокардиограммы у крысН.А. Лычева(1), канд. биол.наук, с.н.с., руководитель группы токсикологии, М.Н. Макарова(2), директор, В.Г. Макаров(1), доктор медицинских наук, профессор, зам. директора по науке, А.В. Рыбакова(2), канд. вет. наук, зам. директора по ветеринарии 1-Санкт-Петербургский институт фармации, 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, дом 3, корп. 245; 2-НПО «Дом Фармации» 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, дом 3, корп. 245 Е-mail: Natalia.lycheva@yandex.ru РезюмеЭлектрокардиография (ЭКГ) – один из самых распространенных диагностических методов в медицине. Запись ЭКГ отражает электрическую активность сердца и позволяет получить важную информацию о функциональных и структурных характеристиках миокарда. ЭКГ у крыс используется в исследованиях состояния сердечно-сосудистой системы как в физиологических условиях, так и при моделировании различных патологических процессов. Техника записи ЭКГ проста, однако интерпретация параметров ЭКГ является сложной задачей. Это связано с относительно небольшим количеством экспериментальных исследований, а также значительной вариацией параметров ЭКГ между исследованиями. Необходимость подобных исследований обусловлена не только все большим ростом интереса к данным ЭКГ в экспериментальной физиологии, патофизиологии, доклинических исследованиях, но и быстрым развитием трансляционных исследований. Рассмотрены параметры ЭКГ у крыс, их нормальный диапазон, а также влияние типа анестезии на изменение параметров ЭКГ. Обзор ограничивается аутбредными крысами (крысы с непрослеживаемой родословной) и крысами линий Sprague Dawley и Wistar, так как эти животные чаще всего служат экспериментальными моделями для научных исследований. Исследование выполнено на 250 аутбредных крысах обоего пола. ЭКГ записывали на фоне наркотизации смесью тилетамина и золозепама. Проведенный анализ литературы демонстрирует отсутствие конкретных рекомендации по оценке ЭКГ у крыс и интерпретации полученных данных. Установлено отсутствие половых различий в параметрах ЭКГ у крыс. Определено влияние указанной анестетической смеси на вариабельность частоты сердечных сокращений. Длительность интервала PQ была сопоставима со значениями, полученными на фоне уретанового наркоза. В то же время отмечено значительное увеличение комплекса QRS. Также обращает на себя внимание увеличение значения интервала QTс, показанное нами впервые при использовании указанной смеси анестетиков. ВведениеАнализ электрокардиограммы (ЭКГ) у крыс используется в исследованиях состояния сердечно-сосудистой системы, в том числе при оценке кардиотоксичности, не только в физиологических условиях, но и при введении различных лекарственных средств, а также при моделировании различных заболеваний у животных. Техника записи ЭКГ проста, однако интерпретация параметров ЭКГ является сложной задачей. Как показал анализ литературных данных, существует множество дискуссионных аспектов в изучении ЭКГ крыс, так, например, нет информации о нормальной продолжительности зубца Р на ЭКГ. Спорным остается вопрос о частоте сердечных сокращений (ЧСС) [18, 19, 22] и критериях контрольных значений ЭКГ у крыс. Кроме того, отмечаются значительные межгрупповые различия в параметрах ЭКГ, что, по-видимому, обусловлено условиями эксперимента, возрастом, линией животных, типом используемой анестезии [16, 18, 19]. На базе АО «Дом Фармации» проведено сравнительное исследование по изучению параметров ЭКГ у аутбредных крыс. Нами рассмотрены параметры ЭКГ у крыс, их нормальный диапазон, а также влияние анестезии на изменение параметров ЭКГ. Обзор ограничивается аутбредными крысами, крысами линий Sprague Dawley и Wistar, так как эти животные чаще всего используются в доклинических исследованиях. Материал и методыВ исследовании использовались 250 аутбредных крыс собственного разведения с подтвержденным статусом здоровья. Животные содержались в стандартных условиях вивария. Исследование выполнено в соответствии с принципами GLP и Европейской конвенцией по защите позвоночных животных (одобрено на заседании биоэтического комитета, заключения №БЭК 3.27/17). В исследовании использовались самцы (n=125) и самки (n=125) аутбредных крыс, наркотизированные смесью тилетамина, золозепама и клисазина. Животных наркотизировали путем внутримышечного введения ксилазина в дозе 10–15 мг/кг для общего анальгетического эффекта, через 15 мин вводили смесь тилетамина и золозепама в дозе 50–80 мг/кг для развития общей анестезии. Запись параметров ЭКГ у животных проводили на ветеринарном электрокардиографе «Поли-Спектр 8В» в течение 10±3 мин. Животное укладывали на столик и закрепляли на конечностях электроды (верхние конечности – на предплечьях, нижние конечности – на внутренней стороне бедра) согласно инструкции к прибору; при этом место крепления электродов смачивали солевым раствором. По окончании исследования животные подвергались клиническому осмотру и возвращались в стоковую популяцию. Результаты и обсуждениеВ ходе исследования установлено, что параметры ЭКГ не зависели от пола животного (см. таблицу). Использование указанной анестетической смеси снижает вариабельность ЧСС по сравнению с данными телеметрии и другими средствами для наркоза. Длительность интервала PQ (PR) укладывается в описанные диапазоны значений и наиболее сопоставима со значениями, полученными на фоне уретанового наркоза [9, 14]. В то же время отмечено значительное увеличение комплекса QRS на фоне анестезии смесью тилетамина и золозепама. Также обращает на себя внимание увеличение значения интервала QTс, показанное нами впервые при введении указанной смеси анестетиков. Согласно анализу литературы, выявлено выраженное влияние анестезии на длительность интервалов и зубцов на ЭКГ. Данные литературы систематизированы (см. таблицу). Установлено, что ингаляционные анестетики могут иметь аритмогенный потенциал. Галотан, изофлуран и энфлуран блокируют Ca 2+ -каналы и обмен Na + / Ca 2+ в кардиомиоцитах [15]. Крысы, анестезированные уретаном, демонстрируют значительное увеличение ЧСС, в отличие от крыс, получавших пентобарбитал и тиопентал. Было обнаружено, что пентобарбитал вызывает желудочковые аритмии [24]. Также установлено, что тиопентал обладает антиаритмической активностью [24]. Другой широко используемый анестетик кетамин, помимо его анти-NMDA-активности, взаимодействует с потенциал-зависимыми Са 2+ -каналами в кардиомиоцитах, существенно изменяя их электрическую активность [3]. В литературе не найдено данных об особенностях влияния эфира (он не рекомендован для анестезии). Патофизиологические изменения, связанные с токсическим воздействием или болезнью, у грызунов и людей проявляются на ЭКГ аналогично. Млекопитающие имеют широкий диапазон интервала RR в покое. Для взрослого человека период покоя RR колеблется от 0,6–1,0 с (ЧСС≈60–100 в минуту), тогда как для зрелых крыс RR-интервал составляет 0,118–0,251 с (ЧСС≈239–508) в зависимости от типа использованного анестетика [9]. Изменения ЭКГ (включая увеличение зубца P, увеличение интервала PR, удлинение или отклонение оси комплекса QRS, и изменения зубца T) с сопутствующей оценкой гистопатологии, имеют высокую прогностическую ценность для многих форм заболеваний сердца у крысы [4]. Зубец P. При записи ЭКГ зубец P отражает деполяризацию предсердий. Как у человека, так и у крыс физиологический синусовый ритм характеризуется положительным зубцом Р во II отведении, отрицательным зубцом Р в отведении aVR и наличием комплекса QRS после каждого зубца Р. Отсутствие зубца Р или его измененная форма регистрируется при аритмиях различного генеза, наиболее распространенными из которых являются фибрилляция предсердий. Как и у людей, фибрилляция предсердий у крыс характеризуется отсутствием зубца Р [17]. Интервал PQ (PR). Ввиду отсутствия зубца Q интервал PQ также называется интервалом PR и отражает распространение деполяризации от предсердий к желудочкам [18]. Анализ длины интервала PR имеет решающее значение для диагностики атриовентрикулярных блокад. Длительные интервалы PR могут свидетельствовать об атриовентрикулярной блокаде или нарушении проводимости сердца [4]. Интервал PR у крыс SD колеблется от 38 до 70 мс, у крыс Wistar – от 39 до 78 мс, продолжительность интервала варьирует в зависимости от типа анестезии. Комплекс QRS. Продолжительность комплекса QRS показывает время деполяризации желудочков. Сужение комплекса QRS наблюдается в суправентрикулярных аритмиях, тогда как увеличение комплекса QRS отмечается при желудочковом ритме, а также нарушениях внутрижелудочковой проводимости, которые бывают при блокадах ветвей пучка Гиса, сердечной недостаточности и ишемии миокарда. Изменения комплекса QRS (удлинение или фракционирование) также наблюдаются у лиц с повышенным риском аритмии, а при раздвоении свидетельствуют о частичной блокировке проведения возбуждения [4]. Широкие QRS-комплексы были обнаружены после лечения крыс несколькими препаратами, например доксорубицином [12], дизопирамидом [13] и азитромицином [2]. Кроме того, патологический зубец Q (отличительная черта некроза миокарда при инфаркте миокарда человека), был продемонстрирован в нескольких моделях инфаркта миокарда и кардиомиопатиях на крысах [5]. Поскольку Q-волна обычно не обнаруживается у крыс, то на ЭКГ крысы оцениваются комплексы RS. Сегмент ST. Сегмент ST представляет собой время деполяризации желудочков и определяется как время от конца комплекса QRS до начала волны T. Сегмент ST является изоэлектрическим и у людей длится от 80 до 120 мс. Оценка параметра имеет значение для диагностики ишемии и инфаркта миокарда. Для людей критерии существенных изменений сегмента ST подробно описаны [24]. Изменение сегмента ST также наблюдается при каналопатиях, например, при синдроме Бругада, внутрижелудочковых блокадах, нарушениях водно-электролитного баланса и других патологиях. Исследования на крысах показали значительные изменения сегмента ST при инфаркте миокарда [6] и ишемии миокарда [22]. Однако четкие критерии значительных изменений сегмента ST не установлены. Сообщалось, что у крыс линии SD, находящихся под легкой эфирной анестезией, продолжительность сегмента ST составляла 12,3–18,1 мс [12], тогда как у крыс Wistar, анестезированных эфиром, – 9,58–14,8 мс [8]. Однако значение длины сегмента ST для анализа ЭКГ не так важно. Во-первых, трудно обнаружить сегмент ST на ЭКГ крыс [11]. Во-вторых, на фоне увеличения сегмента ST всегда увеличивается интервал QT (RT). Поэтому удобнее анализировать 2 последних параметра, а не сегмент ST. Депрессия сегмента ST характерна для ишемии и гипоксии миокарда желудочков [9]. Зубец T. Зубец T отражает процесс реполяризации желудочков, является положительным в большинстве отведений, включая II отведение. У людей высокую амплитуду зубца Т можно обнаружить при гиперкалиемии, на ранних стадиях острого инфаркта миокарда и у пациентов с синдромом удлиненного QT. Уменьшение амплитуды зубца Т может наблюдаться при гипокалиемии, тогда как отрицательный зубец Т может свидетельствовать о инфаркте миокарда и тромбоэмболии легочной артерии. Сообщалось об инверсии зубца Т на ЭКГ крысы после инъекции изопротеренола и при инфаркте миокарда [11]. Гипокалиемия у крыс сопровождается удлинением и уменьшением амплитуды зубца T [1]. Интервал QT. У крыс этот параметр обычно измеряется от начала комплекса RS до конца зубца T из-за трудностей в обнаружении зубца Q. Интервал QT представляет собой время деполяризации и реполяризации кардиомиоцитов желудочков. Патологическая продолжительность этого параметра указывает на нарушения электрической активности сердца из-за кардиомиопатий различного происхождения или токсического воздействия экзогенных соединений. Так, интервал QT может быть удлинен при гипокалиемии, ишемии, инфаркте миокарда, каналопатии (синдром удлиненного QT). Наконец, несколько препаратов могут удлинять интервал QT приводя к желудочковой тахиаритмии, включая пируэтную тахиаритмию (torsades de pointes). Таким образом, удлинение интервала QT считается показателем кардиотоксичности лекарственного средства [20]. Интервал QT положительно коррелирует с массой левого желудочка у гипертензивных крыс, отражая фенотипические изменения сердца, связанные с механическим напряжением [3]. Показано, что у крыс, подвергавшихся воздействию различных концентраций известного кардиотоксического вещества доксорубицина учащается пульс, возникают аритмии и аномалии ЭКГ, включая удлинение QT и желудочковую тахикардию, с последующим развитием фибрилляции желудочков, что сопровождается развитием гемодинамических нарушений, формированием асцита, снижением температуры тела, снижением массы тела и, в конечном счете, смертью [11]. Интервал QT, когда он рассчитан с учетом ЧСС (скорректированный QT – QTc), позволяет оценивать аномалии в реполяризации желудочков, так как Q-волна зачастую отсутствует на ЭКГ крыс; зубец R используется как аналог для Q. Пространственно-временная неоднородность реполяризации применялась для выявления пациентов с риском сердечной смерти [13]. ЗаключениеПроведенный анализ литературы демонстрирует отсутствие конкретных рекомендации по оценке ЭКГ у крыс. Обращают на себя внимание существенные различия при оценке нормального диапазона значений ЭКГ крыс у разных исследователей. Изучение параметров ЭКГ у крыс остается актуальной и первостепенной задачей для исследователей различного уровня. Необходимость подобных исследований обусловлена ростом интереса к данным ЭКГ в экспериментальной физиологии, патофизиологии, доклинических исследованиях, в частности при оценке фармакологической безопасности. Ввиду сложности интерпретации параметров ЭКГ у экспериментальных животных проблематична и экстраполяция полученных результатов на человека. Это связано с относительно небольшим количеством экспериментальных исследований, а также значительной вариацией параметров ЭКГ у разных авторов, которые вероятно, использовали разные линии крыс и средства для наркоза. Источник |