Размещено на http://www.allbest.ru/

Половые различия в устойчивости к развитию экспериментальной гипертонии у крыс и их механизмы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

гипертония крыса половой

Актуальность проблемы. Эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что мужчины по сравнению с женщинами обладают повышенной склонностью к так называемым «болезням цивилизации», среди которых лидируют сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) (Reckelhoff J., 2001; Оганов Р.Г., 2002; Харченко В.И. и др., 2005). Одним из наиболее распространенных заболеваний сердечно-сосудистой системы (ССС) является артериальная гипертония (АГ), которая выступает в качестве самостоятельного заболевания и серьезного фактора риска при различных формах сердечно-сосудистой патологии (Шальнова С.А. и др., 2001; Беленков Ю.Б., Мареев В.Ю., 2002; Оганов Р.Г. 2002, 2003; Суслина З.А. и др., 2005; ВНОК, 2008). Несмотря на многочисленные исследования, посвященные этой теме, остается неясным, какие именно механизмы ответственны за повышенную устойчивость женского организма по сравнению мужским к развитию ССЗ, в том числе гипертонии.

Одним из возможных механизмов, обеспечивающих половые различия в устойчивости к развитию кардиоваскулярной патологии, может быть различная степень выраженности холинергических влияний на ССС в мужском и женском организме. Известно, что умеренное преобладание холинергических влияний на ССС оказывает кардиопротекторный эффект при экспериментальном инфаркте миокарда (Myers R. at al., 1974; Vanoli E. et al., 1991), в то время как снижение парасимпатических влияний на ССС рассматривается как плохой прогностический признак при ССЗ (Bigger J. et al., 1995; Kannankeril P., Goldberger J., 2002; Chicos A. et al., 2009).

Немногочисленные литературные данные свидетельствуют о том, что у самок крыс, по сравнению с самцами, преобладают вагусные влияния на сердечный ритм (Du X. et al., 1994). При этом, более выраженное у женских особей содержание ацетилхолина и активность холинацетилтрансферазы в мозге (Loy R. et al., 1987; Акмаева И.Г., Фиделина О.В., 1996), а также повышенная плотность мускариновых рецепторов в нервной ткани (McEwen B., Persons B., 1982; Egozi Y., Koog Y., 1985; Kaufman H. et al., 1988), сочетаются с повышенными функциональными резервами холинергической системы (Huikuri H. et al., 1996; Анищенко Т.Г. и др., 1992а; Семячкина-Глушковская О.В. и др., 2008). Кроме того, в исследованиях последних лет показано, что эстрогены через б-эстрогеновые рецепторы оказывают прямое стимулирующее влияние на функционирование холинергических нейронов (Bora S. et al., 2005).

Данные о холинергических влияниях на кардиоваскулярную систему в условиях развития гипертонической болезни немногочисленны. В работе DiBona G. (2004) в качестве одной из причин в формировании ССЗ, включая гипертонию, называют дисбаланс в работе вегетативных механизмов в регуляции кардиоваскулярной активности. Известно, что развитие гипертонии сопровождается активацией симпатической системы (Somers V. et al., 1993; Chandler M., Dicarlo S., 1998; Маркель А.Л. и др., 2006), при этом повышение симпатической активности сопровождается нарушением адекватной реакции со стороны парасимпатической нервной системы, что приводит к дисбалансу автономной регуляции (Javorka K., 2001). Клинические исследования показали, что у гипертензивных пациентов при введении ацетилхолина наблюдается меньший сосудорасширяющий эффект по сравнению с контрольной нормотензивной группой пациентов (Panza J., 1997). Эксперименты на спонтанно-гипертензивных крысах свидетельствуют о снижении парасимпатического тонуса по сравнению с нормотензивными особями (Chandler M., DiCarlo S., 1998). Таким образом, снижение чувствительности ССС к холинергическим влияниям может играть ведущую роль в развитии гипертонии.

Как известно, устойчивость женщин к развитию ССЗ, включая гипертонию, проявляется только в репродуктивный период, в основном за счет протективного действия эстрогенов, в том числе и через вегетативный уровень регуляции (Collins P., 1996; Sevre K. et al., 2001; Ouyang P. et. al., 2006; Кобрин В.И., Порман Е.Е., 2001; Сметник В.П., 2002; Шляхто Е.В. и др., 2003). Данные о влиянии мужских половых гормонов на кардиоваскулярную систему немногочисленны и противоречивы. Установлено, что тестостерон может способствовать развитию гипертонии (Chen Y., Meng Q., 1991; Lewandowski J., Pruszczyk P., 1996). Однако, показано, что концентрация тестостерона в крови ниже у гипертензивных мужчин (Phillips G. et al., 1993; Liu P. et al., 2003). В работе Иванова Н.В. и др. (2004) было выявлено снижение андрогенпродуцирующей функции тестикул и коры надпочечников в группе обследуемых мужчин с нелеченной АГ. Эти факты подтверждают возможную защитную роль мужских половых гормонов. Влияние андрогенов на холинергическую регуляцию в условиях развития гипертонии изучено крайне недостаточно.

Вышеизложенное определило цели и задачи наших исследований.

Целью исследования явилось изучение половых особенностей в развитии экспериментальной гипертонии и механизмов, лежащих в их основе, в частности, влияния половых гормонов и холинергического отдела вегетативной нервной системы.

Задачи исследования:

1. Исследовать половые особенности в развитии экспериментальной гипертонии у крыс.

2. Определить роль половых гормонов в обеспечении различий в устойчивости к развитию гипертонии у самок и самцов крыс.

3. Оценить влияние неонатальной андрогенизации самок крыс на гемодинамические показатели взрослых самок в норме и в условиях развития гипертонии.

4. Изучить половые особенности реакций ССС на эмоционально-болевой стресс (ЭБС) у белых крыс в норме и в условиях развития гипертонии.

5. Исследовать влияние гонадэктомии на кардиоваскулярную стресс-реактивность у нормотензивных и гипертензивных животных обоего пола.

6. Изучить половые особенности чувствительности ССС к усилению и блокаде холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных крыс в условиях покоя и стресса.

7. Оценить влияние дефицита половых гормонов на кардиоваскулярную чувствительность к модуляции холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов крыс в условиях покоя и стресса.

Научная новизна. Получены новые данные о повышенной устойчивости самок белых крыс по сравнению с самцами к развитию экспериментальной почечной гипертонии. Впервые проведены систематические исследования роли половых гормонов в механизмах, обеспечивающих устойчивость к развитию гипертонической болезни. Показано, что эстрогены оказывают защитный эффект при развитии гипертонии, вызванной нарушением почечного кровоснабжения. Новыми являются данные о более выраженных у самок холинергических влияниях на ССС не только в условиях нормы, но и при развитии гипертонии. Установлено положительное влияние половых гормонов на холинергические механизмы регуляции ССС, которое проявляется при различных физиологических состояниях организма (нормы, стресса, гипертонии).

Новыми являются данные о программирующем влиянии андрогенов на устойчивость к развитию гипертонии. Во взрослом организме выявлен «прогипертензивный» эффект андрогенов, который активно проявляется на фоне развития гипертонии и не выявляется у нормотензивных самцов. Таким образом, убедительно показано, что эффекты андрогенов, в отличие от эстрогенов, зависят от физиологического состояния организма.

Оригинальными являются данные о более благоприятной стрессорной динамике гемодинамических показателей у самок по сравнению с самцами, что особенно резко проявляется при развитии гипертонии.

Таким образом, в работе выявлена взаимосвязь между половыми различиями в устойчивости к гипертонии, половыми гормонами, холинергическими механизмами регуляции ССС и кардиоваскулярной стресс-реактивностью.

Научно-практическая значимость работы. Результаты опытов, проведенных на белых крысах, позволили выявить общебиологический характер феномена половых различий в устойчивости к ССЗ, характерных для человека, и приблизиться к решению важной в медицинском и социальном плане проблемы полового диморфизма в устойчивости, выживании и продолжительности жизни.

Результаты исследования проливают свет на механизмы, обеспечивающие повышенную устойчивость женского организма по сравнению с мужским к развитию гипертонической болезни. Данные о положительном влиянии женских половых гормонов на устойчивость к гипертонии имеют важное теоретическое и практическое значение. Действительно, преимущества женского пола сохраняются лишь до наступления менопаузы, что ставит вопрос о целесообразности эстрогеновой заместительной терапии в этом возрасте. Полученные результаты о влиянии эстрогенов на ССС через вегетативный уровень открывают возможность использования для постменопаузальных женщин не только эстрогеновой терапии, но и воздействие на холинергические механизмы регуляции ССС, осуществляемое, в частности, через подавление активности симпато-адреналовой системы. Результаты опытов показывают, что относительное усиление холинергических влияний на ССС может быть полезно и для особей мужского пола, поскольку будет способствовать ограничению сосудистых и кардиальных эффектов стресса, которые усиливаются под влиянием андрогенов. Результаты наших наблюдений указывают на возможность снижения риска развития гипертонии и её прогрессирования путем ограничения интенсивности стрессорных реакций, что предполагает разработку комплексных мероприятий, включающих медикаментозные и психотерапевтические подходы.

В целом наши результаты свидетельствуют о важной роли полового фактора в устойчивости к развитию ССЗ и в механизмах, её обеспечивающих, что делает необходимым дифференцированный подход к женщинам и мужчинам при профилактике, диагностике и лечении заболеваний ССС.

Положения, выносимые на защиту

1. Женские особи по сравнению с мужскими более устойчивы к развитию экспериментальной почечной гипертонии, что в значительной мере обусловлено более существенным у них вкладом холинергических механизмов в регуляцию активности ССС в условиях покоя, стресса, нормы и патологии.

2. Половые гормоны играют важную роль в обеспечении половых различий в устойчивости к гипертонии. «Антигипертензивные» эффекты эстрогенов связаны с усилением холинергических влияний на ССС в покое, при стрессе (нормотензивные самки), в покое (гипертензивные самки). «Прогипертензивные» эффекты андрогенов определяются их программирующим действием в период половой дифференцировки мозга и потенцирующими влияниями при развитии гипертонии, частично опосредованными через усиление сосудистых и кардиальных эффектов стресса.

3. Половые различия в кардиоваскулярной стресс-реактивности играют существенную роль в обеспечении половых различий в устойчивости к гипертонии. У нормотензивных и еще в большей степени у гипертензивных самцов стрессорная динамика гемодинамических показателей менее благоприятна, чем у самок, с точки зрения устойчивости к развитию сердечно-сосудистой патологии, что повышает риск ее возникновения и прогрессирования у самцов по сравнению с самками.

Апробация работы. Основные результаты исследования были представлены на V Международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2006 г.), 17-ом Европейском конгрессе по гипертонии «17^th European Meeting on Hypertension» (Италия, Милан, 2007 г.), VI Международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2008 г.), 19-ом Европейском конгрессе по гипертонии «19^th European Meeting on Hypertension» (Италия, Милан, 2009 г.), научных конференциях студентов и молодых ученых биологического факультета СГУ им. Н.Г. Чернышевского (Саратов, 2005 г., 2006 г., 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 работ, 5 из которых в изданиях перечня ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 176 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырех глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы, включающего 79 отечественных и 273 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 55 рисунками и 7 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эксперименты выполнены на интактных (120 нормотензивных и 96 гипертензивных) и гонадэктомированных (96 нормотензивных и 96 гипертензивных) самках и самцах белых крыс массой 200-300 г. Опыты по изучению влияния неонатальной андрогенизации на гемодинамические параметры взрослых самок в норме и в условиях развития гипертонии были проведены на интактных (10 нормотензивных и 10 гипертензивных) и неонатально андрогенизированных (8 нормотензивных и 8 гипертензивных) беспородных самках массой 200-250 г. Животных содержали в виварии кафедры физиологии человека и животных Саратовского государственного университета в контролируемых условиях.

Манипуляции с экспериментальными животными выполнялись в соответствии с положениями Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным, методическими рекомендациями по их выведению из опыта и эвтаназии (Guiding principles for research…, 2002).

Исследования по выявлению роли половых гормонов проводились на гонадэктомированных животных. За 10 дней до начала исследования выполняли удаление половых желез у самок и самцов (Киршенблат Я.Д., 1969). Почечную гипертонию вызывали методом Голдблета (Goldblatt H. et al., 1934) в нашей модификации (Семячкина-Глушковская О.В., Анищенко Т.Г., 2007), накладывая клипсу на артерию левой почки. Животных брали в эксперимент спустя 7 недель после наложения клипсы, когда уровень артериального давления (АД) достигал гипертензивных значений. Неонатальная андрогенизация беспородных самок проводилась в течение суток после рождения путем подкожного введения 1 мг препарата «Сустанон-250». Животных брали в эксперимент по истечению 3 месяцев после введения препарата. Контролем для всех групп крыс служили животные, подвергнутые лапаротомии.

Для регистрации сигналов кровяного давления и введения препаратов за день до эксперимента животным были имплантированы полиэтиленовые катетеры в аорту и в верхнюю полую вену под общим наркозом (Мурашев А.Н. и др., 1992). Все хирургические манипуляции осуществляли под нембуталовой анестезией (Sigma, 40мг/кг, ip). Непрерывная регистрация кровяного давления осуществлялась с помощью совместимого с компьютером многоканального измерительно-вычислительного комплекса PoweLab/400 ML-401 и программного обеспечения Chart 4 (ADInstruments Ltd, Австралия).

Через 24 часа после операции по имплантации катетеров у бодрствующих крыс измеряли фоновые уровни ср.АД и ЧСС в течение 30 мин (после 30 мин адаптации). Крысы подвергались следующим воздействиям: 1) введению фармакологического препарата, усиливающего или блокирующего холинергические влияния; 2) ЭБС в течение 60 мин без фармакологических воздействий; 3) ЭБС в течение 60 мин на фоне усиления или блокады парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

Для усиления и блокады холинергических влияний использовали ацетилхолин хлорид (Pharma, Czechia, 0,3мкг/100г веса) и атропин сульфат (Воронеж, Россия, 0,2мг/100г веса), соответственно. Фармакологические препараты вводили болюсным методом через венозный катетер.

Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью программы Statistica for Windows 5.0. Для сравнения внутри группы относительно исходного состояния применялся тест Wilcoxon, для межгрупповых сравнений использовали тест Mann-Whitney и ANOVA-2 с постхоковым анализом ранговым тестом Duncan. Различия считались достоверными при p<0,05. Данные представлены как среднее±стандартная ошибка среднего.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Половые различия в развитии экспериментальной гипертонии у белых крыс

Результаты исследований показали, что у беспородных самок и самцов белых крыс во всех опытах базальные уровни ср.АД и ЧСС отличались незначительно. Через 7 недель ишемия почки привела к развитию гипертензии, более выраженной у самцов, чем у самок (рис. 1). Наложение клипсы на левую почечную артерию сопровождалось атрофическими изменениями в ренальной ткани, причем более выраженными у гипертензивных самцов по сравнению с гипертензивными самками (p<0,05). Таким образом, наши результаты свидетельствуют о пониженной устойчивости самцов по сравнению с самками к развитию экспериментальной гипертензии.

Роль женских и мужских половых гормонов в устойчивости к развитию экспериментальной гипертонии

Влияние гонадэктомии на показатели артериального давления у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов крыс

Дефицит половых гормонов сопровождался увеличением базальных значений ср.АД у самок, но не у самцов. Развитие гипертонии сопровождалось значительным повышением ср. АД у овариэктомированных самок по сравнению с гипертензивными интактными самками. У самцов удаление гонад на фоне развития гипертонии привело к менее значительному увеличению ср.АД по сравнению с гипертензивными интактными самцами (рис. 1). Проведенные эксперименты позволяют заключить, что в условиях патологии эстрогены оказывают защитное влияние на кардиоваскулярную систему, тем самым, повышая устойчивость женских особей к развитию гипертонии, в то время как андрогены в условиях развития гипертонии играют роль фактора, усугубляющего тяжесть этого заболевания.

Рис. 1 Показатели ср.АД у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов до и после удаления гонад (по данным опыта №1)

Примечание: p<0,05 относительно: ? - самцов, † - интактных особей; - самки, - самцы

3.2.2 Влияние неонатальной андрогенизации на гемодинамические параметры взрослых самок в норме и в условиях развития гипертонии

Одноразовое подкожное введение новорожденным самкам тестостерона сопровождалось изменениями в развитии половой системы у взрослых самок. При этом неонатальная андрогенизация самок приводила в половозрелом состоянии к увеличению базальных уровней ср.АД по сравнению с интактными самками. Через 7 недель после наложения клипсы у андрогенизированных взрослых самок наблюдалось развитие гипертонии, причем уровни ср.АД повышались до таковых у гипертензивных самцов. Значения ЧСС как у нормотензивных самок с маскулинизированным мозгом, так и на фоне развития гипертонии не отличались от таковых у интактных самок и самцов. Таким образом, данные исследования позволяют сделать вывод, что половые различия в развитии гипертонии могут детерминироваться процессами половой дифференцировки мозга в эмбриогенезе и на ранних этапах неонатального развития. Мужские половые гормоны, оказывая программирующие влияние в раннем возрасте, могут способствовать более значительному увеличению АД в условиях развития гипертонии у взрослых самцов по сравнению с самками.

3.3 Роль половых гормонов в холинергической регуляции сердечно-сосудистой системы у нормотензивных и гипертензивных крыс в условиях покоя

3.3.1 Половые особенности чувствительности сердечно-сосудистой системы к усилению холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных крыс

У нормотензивных животных усиление холинергических влияний с помощью введения ацетилхолина сопровождалось кратковременной брадикардией и гипотензией, более выраженными у самок, чем у самцов (61% против 27%, р<0,05, для ЧСС и 74% против 40%, р<0,05, для ср.АД, соответственно). При этом, процесс восстановления исходного уровня ЧСС у самок был более длительным, чем у самцов. Однако, нормализация ср.АД у самок, как и у самцов, заканчивалась к 5 мин наблюдения, что свидетельствует об эффективной работе компенсаторных механизмов в мужском и особенно в женском организме.

У гипертензивных крыс при отсутствии существенных изменений в кардиальной чувствительности к ацетилхолину, значительно понижалась сосудистая реактивность к ацетилхолину, причем, в большей степени у самцов, чем у самок. В первую минуту действия ацетилхолина величина ср.АД уменьшалась у самок на 27% (р<0,05), а у самцов лишь на 9% (р<0,05), то есть, по сравнению с нормотензивными животными, амплитуда гипотензивных реакций на ацетилхолин была снижена при гипертензии у самок в 2,7, а у самцов в 4,4 раза (р<0,05).

Таким образом, более эффективная холинергическая регуляция кардиоваскулярной системы у самок по сравнению с самцами в условиях нормы и патологии может повышать устойчивость женского организма к развитию гипертонии.

3.3.2 Влияние гонадэктомии на чувствительность сердечно-сосудистой системы к усилению холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов

У овариэктомированных самок введение ацетилхолина сопровождалось менее значительной брадикардией и гипотензией, чем у интактных самок. Так, на первой минуте воздействия препарата амплитуда снижения ЧСС у гонадэктомированных самок составила 23%, что в 2,6 раза меньше по сравнению с интактными самками (p<0,05). Сосудистые реакции на ацетилхолин у гонадэктомированных самок были намного меньше по сравнению с интактными самками (24% против 74%, p<0,05). В отличие от самок, у самцов кастрация не привела к каким-либо изменениям кардиальной и васкулярной чувствительности к ацетилхолину. Гонадэктомия приводила к инверсии обычных половых различий в сосудистой чувствительности к ацетилхолину и устраняла половые различия в кардиальной чувствительности.

Опыты с гонадэктомией позволяют сделать вывод о том, что эстрогены, но не андрогены, влияют на холинергические механизмы, усиливая их действие на кардиоваскулярную систему.

Дефицит эстрогенов на фоне развития гипертонии сопровождался снижением чувствительности к ацетилхолину. На первой минуте воздействия препарата у овариэктомированных самок наблюдалось уменьшение ЧСС и ср.АД на 29% (р<0,05) и 17% (р<0,05) соответственно, что было в 2,1 раза (р<0,05) и 1,6 раза (р<0,05) меньше, чем у интактных самок. В отличие от интактных самцов, у гипертензивных самцов кастрация значительно усилила брадикардию и вазодилатацию в ответ на введение ацетилхолина. У кастрированных самцов усиление холинергических влияний сопровождалось снижением ЧСС в 1,8 раза (р<0,05) и ср.АД в 3,4 раза (р<0,05) по сравнению с интактными самцами.

Гонадэктомия на фоне развития гипертонии приводила к инверсии половых различий в чувствительности ССС по показаниям ЧСС и ср.АД к стимуляции парасимпатической системы, наблюдаемых у интактных животных. Гонадэктомия привела к более значительной брадикардии и гипотензии у гипертензивных самцов по сравнению с гипертензивными самками (46% против 29%, р<0,05 для ЧСС и 31% против 17%, р<0,05 для ср.АД).

Таким образом, эстрогены в естественных условиях усиливают чувствительность к холинергическим влияниям не только в условиях нормы, но и при развитии гипертонии. В отличие от эстрогенов, андрогены в естественных условиях уменьшают кардиоваскулярную чувствительность к стимуляции холинергических влияний при развитии гипертонии, что может значительно снижать устойчивость мужских особей к формированию патологии.

3.3.3 Половые особенности чувствительности сердечно-сосудистой системы к блокаде холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных крыс

У нормотензивных животных блокада холинергической системы атропином сопровождалась длительной тахикардией без существенных изменений в уровне ср.АД. Амплитуда увеличения ЧСС была достоверно выше у самок, чем у самцов (23-29% против 15-17%, р<0,05). Несмотря на более выраженную тахикардию у самок по сравнению с самцами, нормализация сердечного ритма в женском организме происходила быстрее, чем в мужском.

У гипертензивных животных наблюдалось снижение кардиальной чувствительности к атропину, примерно одинаковое у самок и самцов. Положительные хронотропные эффекты атропина на протяжении 60 мин наблюдения составили у гипертензивных самок 19-21% (р<0,05), у гипертензивных самцов - 9-10% (р<0,05). Как и у нормотензивных животных, в условиях гипертензии процессы нормализации ЧСС протекали быстрее у самок, чем у самцов.

У гипертензивных крыс в отличие от нормотензивных, наблюдались длительные гипотензивные реакции. Введение атропина сопровождалось у самок тенденцией к длительной гипотензии на протяжении 80 мин наблюдения. У гипертензивных самцов, в отличие от гипертензивных самок, наблюдалось достоверное снижение ср.АД на 8-15% (р<0,05) в течение 120 мин исследования.

Таким образом, чувствительность ССС гипертензивных крыс к выключению холинергической иннервации была значительно ниже, чем у нормотензивных животных. В условиях атропинизации амплитуда увеличения ЧСС у гипертензивных крыс была снижена по сравнению с нормотензивными животными, что свидетельствует об уменьшении выраженности холинергических влияний в условиях развития гипертонии.

3.3.4 Влияние гонадэктомии на чувствительность сердечно-сосудистой системы к блокаде холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов

У овариэктомированных самок увеличение ЧСС составило 8-14% (p<0,05), что почти в 2 раза меньше (p<0,05), чем у интактных самок. Процесс нормализации ЧСС протекал быстрее у овариэктомированных самок по сравнению с интактными самками. Значения ср.АД у гонадэктомированных самок, как и у интактных при введении атропина, почти не отличались от исходных значений на всем протяжении эксперимента. В отличие от самок, кастрация самцов не вызывала существенных изменений в хронотропной и сосудистой чувствительности к атропину. У гонадэктомированных самок и самцов при введении атропина не наблюдается половых различий ни по сердечному, ни по сосудистому компоненту.

Таким образом, результаты эксперимента позволяют сделать вывод о том, что в естественных условиях эстрогены способствуют увеличению чувствительности сердца к М-холиноблокатору. Андрогены такой выраженной способностью не обладают.

У гипертензивных самок с дефицитом эстрогенов наблюдалось снижение показателей ЧСС при введении атропина относительно гипертензивных интактных самок. Амплитуда снижения ЧСС была практически в равной степени выражена у нормотензивных и гипертензивных самок на фоне дефицита эстрогенов относительно интактных групп. При этом не наблюдалось существенных изменений в АД при введении атропина.

У гипертензивных самцов, как и у нормотензивных особей, кастрация сопровождалась тенденцией к снижению хронотропного эффекта атропина. При этом, у гипертензивных самцов по сравнению с нормотензивными особями эта тенденция была более выражена прежде всего по продолжительности положительного хронотропного эффекта атропина. Сосудистые реакции на атропин у гипертензивных гонадэктомированных самцов значительно отличались от интактных особей. Дефицит андрогенов у гипертензивных самцов «снимал» гипотензивные реакции на блокаду холинергических влияний.

У гипертензивных самок и самцов в отсутствии половых гормонов не наблюдалось достоверных половых различий на блокаду холинергических влияний атропином. Однако, отмечалась тенденция к снижению хронотропного эффекта атропина у гонадэктомированных самцов по сравнению с самками.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что дефицит эстрогенов снижает чувствительность к блокаде холинергических влияний по показателям ЧСС в норме и при развитии гипертонии. В отличие от самок, у самцов дефицит андрогенов как у нормотензивных, так и гипертензивных особей сопровождается лишь тенденцией к снижению хронотропных эффектов атропина и подавлению компенсаторных гипотензивных реакций.

3.4 Роль половых гормонов в холинергической регуляции сердечно-сосудистой системы у нормотензивных и гипертензивных крыс при стрессе

3.4.1 Половые различия в кардиоваскулярной чувствительности к стрессу у нормотензивных и гипертензивных крыс

ЭБС вызывал значительное увеличение пульса у нормотензивных самок и самцов. Повышенные значения ЧСС регистрировались с 1 мин и до конца стрессорного периода. При этом у самок уровень ЧСС при ЭБС составлял 132%-122% (p<0,05), а у самцов 124%-113% (p<0,05) от исходных значений. В постстрессорный период отмечалось постепенное восстановление ЧСС, причем у самок снижение пульса происходило быстрее, чем у самцов.

Сосудистые эффекты стресса были слабее хронотропных эффектов и у самок, и у самцов. Достоверно повышенные значения ср.АД наблюдались у самок в течение 1 мин ЭБС, а у самцов - 15 мин стресса. После отмены стрессорного воздействия у самок, но не у самцов, наблюдались слабые гипотензивные реакции, что можно рассматривать как проявление компенсаторных реакций в ответ на стрессорную гипертензию. К концу восстановительного периода ср.АД у самок нормализовалось, а у самцов отмечалась тенденция к сохранению повышенных его значений.

Таким образом, в условиях ЭБС у нормотензивных самок по сравнению с самцами, несмотря на более высокую тахикардию, увеличение ср.АД было менее значительным по амплитуде и длительности, что свидетельствует о более благоприятном у них режиме функционирования ССС в условиях ЭБС.

У самок гипертония сопровождалась снижением стресс-индуцированной тахикардии по сравнению с нормотензивными самками. У гипертензивных самок ЧСС при стрессорном воздействии возрастала только на 16-10% (p<0,05), в то время как у нормотензивных этот параметр увеличился на 32-22% (p<0,05) (рис.2а).

Прессорные реакции у гипертензивных и нормотензивных самок наблюдались лишь на 1 мин ЭБС и были одинаковыми по амплитуде. Однако, у гипертензивных самок, начиная с 15 мин стресса и в течение 60 мин постстрессорного периода отмечались гипотензивные реакции (рис. 2б).

Таким образом, у гипертензивных самок как кардиальные, так и прессорные компоненты стрессорных реакций свидетельствуют о включении защитных механизмов, не допускающих при стрессе длительного повышения АД.

Рис. 2 Изменение ЧСС (а) и ср.АД (б) у гипертензивных самок и самцов в условиях стресса

Примечание: p<0,05 относительно: * - исходного уровня, ? - самцов; - самки, - самцы

В противоположность самкам, у самцов гипертензия сопровождалась усилением кардиоваскулярной стресс-реактивности как по сердечному, так и по сосудистому компоненту (рис. 2). Снижение при гипертензии хронотропного компонента стресса у самок и усиление его у самцов привело к инверсии половых различий в уровне стресс-индуцированной тахикардии.

Таким образом, у нормотензивных и еще в большей степени у гипертензивных животных динамика сердечно-сосудистых реакций при стрессах более благоприятна у самок, чем у самцов, с точки зрения устойчивости к кардиоваскулярной патологии.

3.4.2 Влияние гонадэктомии на активность сердечно-сосудистой системы в условиях стресса у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов крыс

Результаты исследования показали, что ЭБС у овариэктомированных самок, как и у интактных, сопровождался значительной тахикардией. При этом, у интактных и гонадэктомированных самок амплитуда стрессорного увеличения и постстрессорные уровни ЧСС практически не отличалась (32-22% и 31-25%, соответственно, p>0,05).

На всем протяжении стресса и после его отмены показатели тахикардии у кастрированных и интактных самцов были практически одинаковыми (p>0,05).

Таким образом, дефицит андрогенов также не оказывал существенного влияния на кардиоваскулярную стресс-реактивность по показаниям ЧСС и ср.АД.

Дефицит половых гормонов практически не изменял кардиальные и сосудистые эффекты стресса ни у самок, ни у самцов, что привело к сохранению половых различий в реакциях ЧСС и ср.АД.

Стресс у гипертензивных овариэктомированных самок, как и у интактных, сопровождался тахикардией. При этом, амплитуда увеличения пульса и длительность хронотропных реакций в условиях ЭБС практически не отличались между двумя группами животных. Овариэктомия гипертензивных самок сопровождалась значительными изменениями в стрессорных и постстрессорных уровнях ср.АД. У гипертензивных самок дефицит эстрогенов «снимал» гипотензивные реакции (рис. 3).

Таким образом, при стрессе дефицит эстрогенов у гипертензивных самок приводил к устранению компенсаторных гипотензивных реакций на фоне неизмененных кардиальных эффектов стресса.

У гипертензивных самцов по сравнению с интактными кастрация приводила к достоверному снижению хронотропных эффектов стресса. Во время стрессорного воздействия у кастрированных самцов по сравнению с интактными наблюдалось подавление реакции по ЧСС в 2,8 раза (p<0,05). У гипертензивных кастрированных самцов стресс сопровождался увеличением ср.АД, выраженным в той же степени, что и у интактных. Однако, длительность стресс-индуцированной гипертензии у гонадэктомированных самцов уменьшилась.

Рис. 3 Изменение ср.АД у гипертензивных интактных и гонадэктомированных самок в условиях стресса

Примечание: p<0,05 относительно: * - исходных значений, † - интактных самок; - интактные самки, - гонадэктомированные самки

Гонадэктомия привела к инверсии половых различий в хронотропных эффектах стресса, наблюдаемых у гипертензивных крыс. У гипертен-зивных кастрированных самцов по сравнению с самками отмечались более значительные прессорные реакции на стресс (11-13% и 8%, соответственно, p<0,05), наблюдаемые на первых 10 мин ЭБС.

Таким образом, эффекты гонадэктомии были более выражены у гипертензивных самцов, чем у гипертензивных самок. У самцов гонадэктомия на фоне развития гипертонии сопровождалась ослаблением хронотропных и сосудистых эффектов стресса; у самок гонадэктомия приводила к снижению компенсаторных гипотензивных реакций. Результаты опытов с удалением гонад позволяют заключить, что в естественных условиях у гипертензивных животных эстрогены способствуют развитию компенсаторных гипотензивных реакций при стрессе, т.е. обладают антигипертензивными эффектами. У гипертензивных самцов андрогены усиливают хронотропные и сосудистые эффекты стресса, т.е. обладают прогипертензивными эффектами.

3.4.3 Половые особенности чувствительности сердечно-сосудистой системы к усилению холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных крыс в условиях стресса

В условиях ЭБС введение ацетилхолина нормотензивным животным сопровождалось резким и кратковременным замедлением пульса и снижением ср.АД, более выраженным у самок, чем у самцов (62% против 32%, p<0,05 для ЧСС, 50% против 32%, p<0,05 для ср.АД). При этом активация холинергической системы существенно подавляла чувствительность ССС к стрессу, причем в большей степени у самок, чем у самцов.

Ацетилхолин в целом значительно изменял стрессорную динамику гемодинамических показателей, особенно у самок. В условиях стрессорного воздействия на фоне введения ацетилхолина, в отличие от ЭБС, достоверно повышенные значения ЧСС у самок наблюдались лишь в конце стресса - на 40-60 мин (8-9%, p<0,05), в то время как в первые 40 мин стресса увеличение ЧСС было статистически недостоверным. При этом у самок уровень ср.АД на протяжении всего стрессорного воздействия оставался в пределах нормы. Отмена стресса у женских особей сопровождалась тенденцией к брадикардии и гипотензии.

Результаты наших опытов показали, что как в покое, так и в условиях стресса у самок по сравнению с самцами наблюдалась более высокая чувствительность к ацетилхолину по показаниям ср.АД и ЧСС.

Рис. 4 Изменение ЧСС у гипертензивных самок и самцов в условиях стресса на фоне введения ацетилхолина

Примечание: p<0,05 относительно: * - исходного уровня, ? - самцов; - самки, - самцы

У гипертензивных животных, как и у нормотензивных особей, при стрессе сохраняются половые различия в кардиальной чувствительности к холинергическим влияниям. В условиях стресса введение ацетилхолина на 1 мин сопровождалось более выраженным снижением ЧСС у гипертензивных самок, чем у гипертензивных самцов (рис. 4).

У гипертензивных по сравнению с нормотензивными животными наблю-далось уменьшение кардиальной чувствительности к препарату у самок, но не у самцов. При этом, как у самок, так и у самцов отмечалось значительное снижение сосудистой реактивности к ацетилхолину. Максимальное уменьшение ср.АД наблюдалось на 1 мин стресса при введении препарата: у самок - на 12% (p<0,05), у самцов - на 8% (p<0,05) от исходных значений, что было соответственно в 4,2 раза (p<0,05) и 4 раза (p<0,05) меньше, чем у нормотензивных самок и самцов.

У гипертензивных самок под влиянием ацетилхолина снимались положительные хронотропные эффекты стресса и наблюдалось уменьшение компенсаторных гипотензивных реакций. У стрессированных гипертензивных самцов усиление холинергических влияний сопровождалось снижением амплитуды стресс-индуцированной тахикардии и отсутствием изменений в сосудистых эффектах стресса.

Таким образом, у гипертензивных животных по сравнению с нормотензивными при стрессе наблюдалось снижение чувствительности к ацетилхолину по кардиальному (самки) и сосудистому (самки и самцы) компонентам. При этом, как в покое, так и в условиях стресса у самок наблюдалась более высокая чувствительность к ацетилхолину.

3.4.4 Влияние гонадэктомии на чувствительность сердечно-сосудистой системы к усилению холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов в условиях стресса

Проведенные исследования по изучению влияния половых гормонов на чувствительность ССС к ацетилхолину в условиях стресса у нормотензивных и гипертензивных животных выявили изменения преимущественно в сосудистых эффектах.

Введение ацетилхолина в условиях ЭБС овариэктомированным самкам привело к снижению ср.АД на 1 мин на 22% от исходных значений (p<0,05), что достоверно ниже реакции интактных самок на данное комбинированное воздействие. При этом у гонадэктомированных самок к 5 мин эксперимента отмечалось значительное повышение ср.АД по сравнению с исходным значением на 15-8% (p<0,05), что можно трактовать как ослабление эффектов ацетилхолина и преобладание стресс-индуцированной гипертензии. С 50-60 мин стрессорного воздействия и на протяжении всего восстановительного периода у овариэктомированных самок наблюдались продолжительные гипотензивные реакции.

У кастрированных и интактных самцов амплитуда гипотензивных реакций на введение ацетилхолина в условиях ЭБС достоверно не отличалась. Однако, у кастрированных самцов введение ацетилхолина значительно снижало стрессорные и постстрессорные уровни ср.АД.

Таким образом, результаты экспериментов свидетельствуют о повышении чувствительности ССС к ацетилхолину при кастрации самцов. Следовательно, в естественных условиях эстрогены способствуют усилению чувствительности к ацетилхолину в условиях стресса, в то время как андрогены снижают чувствительность к ацетилхолину в условиях стресса.

Усиление холинергических влияний в условиях ЭБС сопровождалось на 1 мин после введения ацетилхолина более значительными гипотензивными реакциями у гипертензивных овариэктомированных самок по сравнению с гипертензивными интактными самками (22% и 12%, p<0,05). В остальной период наблюдения стрессорные и постстрессорные уровни ср.АД практически не отличались между этими двумя группами самок.

Рис. 5 Изменение ср.АД у гипертензивных интактных и гонадэктомированных самцов крыс в условиях стресса на фоне введения ацетилхолина

Примечание: p<0,05 относительно: * - исходного уровня, † - интактных самцов; - интактные самцы, - гонадэктомированные самцы

Из рисунка 5 видно, что сосудистые реакции на 1 мин сочетанного воздействия стресса и ацетилхолина практически не отличались у гипертензивных интактных и кастрированных самцов. Однако, в отличие от интактных самцов, у кастрированных самцов, начиная с 5 мин и до окончания стресса, наблюдалось полное подавление реакции ср.АД на ЭБС, что свидетельствует об усилении чувствительности к ацетилхолину в условиях стресса у кастрированных самцов. Отмена стресса у гонадэктомированных самцов сопровождалась тенденцией к гипотензивным реакциям, в то время как у интактных самцов отмечалась нормализация АД.

У гипертензивных овариэктомированных самок по сравнению с нормотензивными гонадэктомированными самками на фоне неизмененной чувствительности к ацетилхолину по показателям ср.АД устранялись гипотензивные реакции на всем протяжении эксперимента, что свидетельствует о некотором снижении чувствительности ССС к ацетилхолину при развитии гипертонии.

В отличие от самок, у гипертензивных кастрированных самцов сосудистая чувствительность к препарату была ниже в 2,4 раза (p<0,05) по сравнению с нормотензивными гонадэктомированными самцами, что отражает очень значительное снижение чувствительности к ацетилхолину у самцов при развитии гипертонии.

Таким образом, как в условиях покоя, так и при стрессе развитие гипертонии сопровождалось снижением чувствительности ССС к ацетилхолину, более выраженным у самцов, чем у самок. Полученные результаты свидетельствуют о том, что дефицит эстрогенов у гипертензивных самок не приводит к существенному изменению в чувствительности к ацетилхолину на фоне стресса. У гипертензивных самцов дефицит андрогенов существенно повышает чувствительность к усилению холинергических влияний при стрессе. Таким образом, в естественных условиях андрогены снижают чувствительность к ацетилхолину в условиях ЭБС у гипертензивных самцов.

3.4.5 Половые особенности чувствительности сердечно-сосудистой системы к блокаде холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных крыс в условиях стресса

У нормотензивных животных блокада холинергических влияний на сердечный ритм сопровождалась повышением чувствительности ССС самок, но не самцов, к стрессорному воздействию. У атропинизированных самок, по сравнению с интактными женскими особями, стресс индуцировал более значительную тахикардию и гипертензию (42% против 32%, p<0,05 для ЧСС и 20% против 11%, p<0,05 для ср.АД). В то же время стрессированные самцы оказались нечувствительными к введению атропина по показаниям ЧСС и ср.АД (24% и 25% для ЧСС, 17% и 18% для ср.АД). Таким образом, у атропинизированных животных, по сравнению с интактными, в условиях стрессорного воздействия увеличение пульса у самок было еще более выраженным, чем у самцов. Увеличение стресс-индуцированной гипертензии у атропинизированных самок привело к тому, что стрессорная динамика ср.АД была практически одинакова у самок и самцов.

Таким образом, в женском организме по сравнению с мужским холинергические механизмы играют более значительную роль в регуляции ССС как в условиях покоя, так и при стрессе.

В условиях сочетанного воздействия ЭБС и атропина у гипертензивных животных, по сравнению с нормотензивными особями, наблюдалось снижение кардиальной чувствительности к стрессу у самок, но не у самцов. У гипертензивных самок при стрессе на фоне введения атропина амплитуда увеличения ЧСС уменьшилась в 1,9 раза (p<0,05) относительно нормотензивных особей. Стрессированные гипертензивные самцы, как и нормотензивные, оказались нечувствительны к введению атропина по показаниям ЧСС на всем протяжении эксперимента. Снижение стресс-индуцированной тахикардии на фоне введения атропина у гипертензивных самок, но не у гипертензивных самцов, привело к тому, что у гипертензивных животных практически отсутствовали половые различия в стрессорной динамике ЧСС.

У гипертензивных самок и самцов по сравнению с нормотензивными животными отмечалось снижение сосудистых реакций на стресс в условиях блокады холинергических влияний. Амплитуда прессорных реакций у гипертензивных самок была снижена в 1,6 раза (p<0,05), а у гипертензивных самцов в 2,8 раза (p<0,05) относительно нормотензивных особей. У гипертензивных самцов по сравнению с нормотензивными особями введение атропина сопровождалось недостоверным увеличением ср.АД в первые 5 мин стресса, после чего наблюдалась тенденция к снижению ср.АД. После отмены стресса у атропинизированных самцов развивались длительные гипотензивные реакции. Разнонаправленные сосудистые реакции у гипертензивных самок и самцов на сочетанное воздействие ЭБС и атропина привели к тому, что на всем протяжении эксперимента наблюдались половые различия, нехарактерные для нормотензивных животных.

Таким образом, у гипертензивных животных по сравнению с нормотензивными ЭБС на фоне атропина сопровождался снижением сосудистых реакций, более выраженным у самцов по сравнению с самками. Следовательно, результаты наших экспериментов показали, что в условиях развития гипертонии снижается кардиальная (самки) и сосудистая (самки и самцы) чувствительность к атропину на фоне стресса по сравнению с нормотензивными животными.

Наши эксперименты показали, что у гипертензивных самок, как и у нормотензивных, стресс на фоне введения атропина сопровождался более значительной тахикардией и гипертензией по сравнению со стрессом в условиях гипертонии. Стрессированные гипертензивные самцы, как и нормотензивные, оказались практически нечувствительны к холинергической блокаде по показаниям ЧСС.

Гипертензивные самки в отличие от самцов чувствительны к блокаде холинергических влияний в условиях стресса, что проявляется в усилении кардиальных и сосудистых эффектов стресса. Следовательно, как нормотензивные, так и гипертензивные самки как в условиях покоя, так и при стрессе демонстрируют более высокую чувствительность к блокаде холинергических влияний.

3.4.6 Влияние гонадэктомии на чувствительность сердечно-сосудистой системы к блокаде холинергических влияний у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов в условиях стресса

Сравнительный анализ гонадэктомированных нормотензивных и гипертензивных групп животных при стрессорном воздействии, введении атропина и сочетанном воздействии стресса и атропина выявил изменения преимущественно в кардиальных эффектах.

ЭБС на фоне введения атропина у овариэктомированных самок сопровождался значительным снижением стресс-индуцированной тахикардии по сравнению с интактными женскими особями. У гонадэктомированных самок на 1 мин сочетанного воздействия стресса и атропина амплитуда увеличения пульса составила 10% (p>0,05), что в 4,2 раза меньше (p<0,05), чем у интактных самок.

У атропинизированных кастрированных самцов при стрессе наблюдалось недостоверное увеличение пульса на 6-10% (p>0,05), в то время как у интактных самцов стресс-индуцированная тахикардия при введении атропина составляла 25-19% (p<0,05). Через 10 мин после отмены ЭБС у кастрированных самцов наблюдалось повышение ЧСС до уровней интактных самцов, которое, как и у интактных особей сохранялось до конца восстановительного периода.

Таким образом, дефицит половых гормонов подавил чувствительность хронотропной функции сердца к выключению холинергических влияний в условиях стресса как у самок, так и у самцов. Уменьшение хронотропного эффекта атропина у гонадэктомированных животных при стрессе свидетельствует об уменьшении у них вклада холинергических влияний в регуляцию сердечного ритма в отсутствии половых гормонов.

Сочетанное воздействие стресса и атропина вызывало у гипертензивных овариэктомированных самок более значительное увеличение стресс-индуцированной тахикардии по сравнению с гипертензивными интактными самками. Более значительные показатели ЧСС сохранялись у овариэктомированных самок, по сравнению с интактными, и после отмены стресса (рис. 6).

Таким образом, если у нормотензивных самок гонадэктомия снижала чувствительность к атропину на фоне ЭБС, то у гипертензивных самок, напротив, овариэктомия повышала чувствительность к атропину на фоне ЭБС.

Рис. 6 Изменение ЧСС у гипертензивных интактных и гонадэктомированных самок в условиях стресса на фоне введения атропина

Примечание: p<0,05 относительно: * - исходного уровня, † - интактных самок; - интактные самки, - гонадэктомированные самки

У гипертензивных кастриро-ванных самцов уровень тахикардии, вызванный сочетанным воздействием стресса и атропина, практически не отличался от такового у гипертензивных интактных самцов на протяжении всего периода наблюдения.

У гипертензивных овариэктоми-рованных самок наблюдалось повышение стресс-индуцируемой тахикардии при введении атропина по сравнению с нормотензивными гонадэктомированными женскими особями. Действительно, у гипертензивных самок амплитуда увеличения ЧСС была в 2-3 раза выше (p<0,05), чем у нормотензивных самок. Как и у самок, у гипертензивных кастрированных самцов наблюдается более значительная тахикардия на комбинированное воздействие по сравнению с гонадэктомированными нормотензивными самцами. Так, у нормотензивных самцов отмечалось недостоверное повышение показателей ЧСС на 6-10% (p>0,05), в то время как у гипертензивных самцов ЧСС увеличилась на 19-24% (p<0,05) относительно исходных значений.

Таким образом, эффекты гонадэктомии у самок и самцов в отношении чувствительности к атропину на фоне ЭБС зависят от физиологического состояния организма. Овариэктомия нормотензивных самок приводит к снижению чувствительности, в то время как овариэктомия гипертензивных самок приводит к повышению чувствительности к атропину на фоне ЭБС. Кастрация нормотензивных самцов сопровождается снижением чувствительности, в то время как кастрация гипертензивных самцов не вызывает изменений в чувствительности к атропину на фоне ЭБС. Эти результаты позволяют заключить, что роль половых гормонов в холинергических механизмах регуляции ССС в условиях стресса зависят от физиологического состояния организма.

ВЫВОДЫ

1. Самки белых крыс по сравнению с самцами более устойчивы к развитию экспериментальной почечной гипертонии, что проявляется в менее значительном у них увеличении показателей ср. АД и менее выраженной атрофии ишемизированной почки при нарушении почечного кровообращения.

2. Овариэктомия женских особей приводит к повышению уровня ср.АД и снижению устойчивости к развитию экспериментальной почечной гипертонии, что свидетельствует о защитных эффектах эстрогенов в отношении устойчивости к данной патологии. У мужских особей кастрация, не изменяя показатели ср.АД, способствует повышению устойчивости к экспериментальной гипертонии, что подтверждает роль андрогенов как фактора, усугубляющего тяжесть этого заболевания.

...