Половые особенности кардиоваскулярной стресс-реактивности и вегетативной регуляции у крыс

 

Результаты экспериментов на крысах выявили значительные половые различия в чувствительности ССС к стрессорным воздействиям. Эти различия проявлялись в ситуациях умеренных стрессов и при патологических воздействиях, приводящих к развитию микроциркуляторных повреждений миокарда. Как и в исследованиях на людях, у женских особей наблюдался более благоприятный режим функционирования ССС во время стресса и после его окончания.

Исходные значения гемодинамических параметров у самок и самцов крыс в разных сериях экспериментов представлены в таб.2. Иммобилизация оказала существенное влияние на ССС, что проявлялось в развитии тахикардии и повышении ср. АД у животных обоего пола. При этом, несмотря на более значительное учащение сердечного ритма у самок (рис.4А), амплитуда и продолжительность гипертензивных реакций у них были менее выражены, чем у самцов (рис.4Б). После окончания стресса у самок, по сравнению с самцами, отмечалась более быстрая нормализация ЧСС до исходных уровней.

 

Таблица 2. Базальные значения гемодинамических параметров крыс в разных сериях экспериментов

Вид воздействия	Пол животных	ЧСС, уд/мин	cр. АД, мм рт. ст.
иммобилизация (60мин)	самки самцы	353±8 405±8	132±5 130±4
введение атропина	самки самцы	375±8 400±8	140±4 148±8
введение ацетилхолина	самки самцы	368±11 375±18	118±3 113±4
Введение пропранолола	самки самцы	354±5 377±8	135±3 139±6
Сильный акустический стресс	самки самцы	388±6 371±8	101±7 99±5

 

Примечание:

- P<0.05 относительно самцов

 

Таким образом, наши данные показали, что у женских особей высокая стресс-реактивность ССС по показаниям ЧСС сочетается с быстрой нормализацией гемодинамических параметров в постстрессорном периоде.

Важным является тот факт, что, несмотря на более значительную у самок стресс-индуцируемую тахикардию, гипертензивные реакции у них носили менее выраженный и продолжительный характер, чем у самцов. Подобные особенности "женского" типа кардиоваскулярной стресс-реактивности, по мнению ряда авторов (Lawler, Wilcox, Anderson, 1995; Allen, Matthews, 1997), снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний, индуцируемых стрессом.

Напротив, чрезмерные и длительные гипертензивные реакции на стрессорные воздействия, характерные для "мужского" типа кардиоваскулярного реагирования, рассматриваются как предпосылки для развития сердечно-сосудистых патологий (Sesso et al., 2000; Thomas et al., 2001).

Б

А

Рис.4. Изменения ЧСС (А) и АД (Б) у самок и самцов крыс при иммобилизационном стрессе: * - Р<0,05 относительно исходного уровня; ▲-Р<0,05 относительно самцов _____ самки; _ _ _ _ самцы.

 

Остановимся на результатах экспериментов, подтверждающих данное положение. В ситуации тяжелого стресса у самцов крыс, по сравнению с самками, наблюдалось более значительное и продолжительное стрессорное увеличение ЧСС (32 против 15%, Р<0,05). Наряду с тахикардией, у самцов при стрессе отмечались выраженные гипертензивные реакции, в то время как у самок достоверных изменений ср. АД не наблюдалось. Подобные соотношения между гемодинамическими параметрами у самцов свидетельствуют о стресс-индуцированном угнетении чувствительности сердечного компонента барорецептивного рефлекса (Ульянинский, 1994). Это неизбежно способствует прогрессирующему нарастанию АД и преимущественной реализации стрессорной реакции по гипертензивному типу.

Полученные данные сопоставили с устойчивостью самок и самцов крыс к стресс-индуцированным повреждениям миокарда. Вызываемые тяжелым стрессом нарушения микроциркуляторного русла миокарда наблюдались у животных обоего пола сразу после его окончания, что выражалось в форме неравномерного полнокровия, дистонии и стаза в сосудах. В миокарде крыс отмечались дистрофические изменения кардиомиоцитов, развитие геморагических повреждений, а также переполнение сосудов кровью за счет увеличения количества функционирующих капилляров. У самок с наблюдалось менее значительное увеличение плотности функционирующих капилляров, чем у самцов (17,5±0,9 против 22,1±1,1, Р<0,01). Через 1 ч после окончания стресса дистрофические изменения в миокарде прогрессировали. Однако, у самок, по сравнению с самцами, общая площадь повреждений была в 1.7 раза меньше. Через сутки после окончания стресса у животных обоего пола появлялись очаги некротических клеток, которых у самок были почти в 2 раза меньше, чем у самцов.

Анализ вариабельности сигналов АД с применением спектрального метода выявил существенные половые различия в вегетативной регуляции ССС у крыс при тяжелом стрессе (таблица 3). Так, у животных обоего пола тяжелый стресс вызывал значительное снижение мощности спектра пульсовых интервалов в НЧ диапазоне (Р<0,05), что свидетельствовало о подавлении у них симпатических влияний в регуляции АД. Уменьшение мощности спектра АД в НЧ диапазоне на фоне выраженной тахикардии также наблюдалось у животных с инфарктом миокарда (Houle, 1999) и у пациентов с ишемической болезнью сердца (Shusterman, 1998). Подобные изменения сердечного ритма и вариабельности АД рассматривают как признак перенапряжения и дисрегуляции вегетативных механизмов (Herd, 1991). Вместе с тем, только у самок при действии сильного акустического стресса отмечалось увеличение дисперсии пульсовых интервалов на 38% (Р<0,05) и спектра мощности пульсовых интервалов в ВЧ диапазоне на 135% (Р<0,05). Данные изменения показателей вариабельности АД, свидетельствуют о компенсаторном повышение у самок, но не у самцов, активности парасимпатических механизмов регуляции, направленных на ограничение функциональных нарушений, вызванных стрессом.

Таким образом, результаты экспериментов на крысах выявили значительные половые различия в кардиоваскулярной стресс-реактивности и стресс-устойчивости. Как и в исследованиях на людях, у самок крыс наблюдалась более благоприятная динамика кардиоваскулярных реакций и

 

Таблица 3. Показатели вариабельности пульсовых интервалов сигналов АД у интактных крыс и крыс со стресс-индуцированными повреждениями миокарда

	Период стресса	Самки	Самцы
Дисперсия пульсовых интервалов, мсек	До стресса После стресса	6,3 ± 1,2 8,7 ± 1,2*	7,8 ± 1,9 6,7 ± 1,5
Мощность спектра пульсовых интервалов в ВЧ диапазоне (х 10-6), у. е.	До стресса После стресса	1,02 ± 0,06 2,35±0,05*Ñ	0,74 ± 0,03 0,97 ± 0,02
Мощность спектра пульсовых интервалов в НЧ диапазоне (х 10-6) у. е.	До стресса После стресса	7,2 ± 1,7*Ñ 0,83±0,03*	9,8 ± 1,2 2,7 ± 0,05*

 

* - (Р<0,05) относительно исходных значений; - Ñ (Р<0,05) относительно самцов вегетативного гомеостаза при стрессе и после его отмены. При этом, "женский" тип кардиоваскулярной стресс-реактивности коррелировал с повышенной устойчивостью самок к стресс-индуцированным повреждениям миокарда.

Не подлежит сомнению, что различная у мужских и женских особей чувствительность ССС к действию стрессорных факторов определяется сложными системными механизмами, среди которых важную роль могут играть половые особенности вегетативной регуляции ССС. Для проверки данного предположения изучали кардиоваскулярные реакции самок и самцов крыс на иммобилизационный стресс в условиях блокады парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы.

При введении М-холиноблокатора - атропина - у всех животных отмечалось длительное увеличение базальных значении ЧСС при отсутствии достоверных изменений со стороны ср. АД. У самок, по сравнению с самцами, атропин вызывал более значительное (Р<0,05) учащение сердечного ритма (рис.5А). Блокада холинергических влияний сопровождалась повышением хронотропной чувствительности сердца самок, но не самцов, к стрессорному воздействию (рис.5Б). Так, при иммобилизации у "атропинизированных" самок, по сравнению с интактными самками, наблюдались более выраженное увеличение ЧСС (Р<0,05) и гипертензия (Р<0,05). В то время как у "атропинизированных" самцов чувствительность к стрессу по показаниям ЧСС не отличалась от таковой у интактных самцов. Величина стрессорного повышения ср. АД была одинаковой у "атропинизированных" крыс разного пола, но имела менее продолжительный характер у самок. Выраженное у самок увеличение ЧСС при введении атропина в состоянии покоя и при стрессе свидетельствуют о более значимой в женском организме роли холинергических влияний в регуляции сердечного ритма.

 

Б

А

Рис.5. Влияние атропина на ЧСС у самок и самцов крыс в условиях покоя (А) и при иммобилизации (Б) * - Р<0,05 относительно исходного уровня; ▲-Р<0,05 относительно самцов; _____самки самцы.

 

Введение b адреноблокатора - пропранолола - сопровождалось длительной брадикардией, выраженной в большей степени у самок, по сравнению с самцами (P<0,05) (Рис.6А). В условиях стресса подавляющий эффект пропранолола в отношении сердечного ритма был также более выражен у самок. Так, иммобилизация на фоне введения пропранолола сопровождалась у самок значительным замедлением сердечного ритма (P<0,05), в то время как у самцов наблюдалось незначительное увеличение ЧСС (Рис.6Б). Следует отметить, что пропранолол не повлиял на стресс-индуцированное повышение ср. АД, которое, как известно, в большей степени опосредуется активацией α₁ адренорецепторов.

Таким образом, у самок чувствительность сердечного ритма к подавляющему эффекту пропранолола была выше, чем у самцов, что свидетельствует о более выраженном в женском организме влиянии симпатической системы на регуляцию ССС в условиях покоя и стресса.

 

Б

А

Рис.6. Влияние пропранолола на ЧСС у самок и самцов крыс в условиях покоя (А) и при иммобилизации (Б) * - Р<0,05 относительно исходного уровня; ▲-Р<0,05 относительно самцов; _____ самки;  самцы.

 

Среди медиаторных систем мозга, контролирующих вегетативную нервную систему, особое место занимают моноаминергические нейротрансмиттерные системы. Литературные данные свидетельствуют о значительных половых различиях в содержании и метаболизме моноаминов в мозге (De Vries, 1990), однако механизмы этих различий остаются мало изученными.

В экспериментах на крысах изучали содержание эндогенного блокатора моноаминоксидазы Б - изатина - в сыворотки крови и тканях крыс в покое и при кратковременной иммобилизации. У самцов базальные уровни изатина в мозге были ниже, чем у самок (8±1 против 27±5 нг/г, Р<0,05). Однако, в условиях кратковременного ЭС у самцов наблюдалось более значительное, по сравнению с самками, повышение содержения этого вещества в тканях мозга (186 и 74%, Р<0,05), сердца (330 против 193%, P<0,05) и крови (378 против 235%, Р<0,01). Эти результаты свидетельствуют о том, что у самцов при стрессе нервные клетки мозга подвергаются воздействию более высоких концентраций изатина, чем у самок. Учитывая полученные данные, а также результаты ряда авторов, свидетельствующие о цитотоксических свойствах изатина (Cane et al., 2000), нами были проведены эксперименты in vitro по изучению клеточных эффектов изатина на модели культуры человеческих дофаминергических нейронов SH-SY5Y. При инкубировании клеток в средах с возрастающей концентрацией изатина (от 0,1 до 400 мкМ) наблюдалось снижение адгезивных свойств нервных клеток, о чем свидетельствовало достоверное увеличение в средах числа "плавающих клеток" (P<0,01). Анализ пролиферативного потенциала культур показал, что адгезивные клетки были жизнеспособны и сохраняли способность к делению, в то время "плавающие" клетки не проявляли пролиферативной активности при инкубировании в среде, обогащенной ростовыми факторами. Изатин (50-400 мкМ) вызывал двойной цитотоксический эффект в отношении SH-SY5Y клеток в зависимости от его концентрации и продолжительности воздействия. Инкубирование клеточных культур в средах с относительно низким содержанием изатина (50 мкМ) сопровождалось уменьшением пролиферативного потенциала клеток и увеличением численности апоптотических клеток (Р<0,05), в то время как в средах с высоким содержанием изатина (400 мкМ) наблюдалось увеличение нежизнеспособных клеток с признаками некроза (Р<0,05).

Таким образом, исследования in vivo свидетельствуют о более высоких стрессорных уровнях изатина в тканях и крови самцов крыс, а эксперименты in vitro показали, что изатин оказывает на нервные клетки антипролиферативный и цитотоксический эффекты. Вместе с тем, известно, что у мужских особей наблюдается пониженная устойчивость к стресс-индуцированным кардио - и цереброваскулярным повреждениям (Корнеева и др., 1991; Анищенко и др., 1992). Изложенные выше данные позволяют предположить, что пониженная устойчивость мужских особей к стресс-индуцированным повреждениям клеток мозга и сердца может, в определенной степени, обеспечиваться более высокими в мужском организме стрессорными уровнями изатина, обладающими цитотоксическим эффектом.