МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО

ХАРА МАРІЯ РОМАНІВНА

УДК 616.127-007.17:577.175.522-092]-092.9-055

РОЛЬ ХОЛІНЕРГІЧНОЇ СИСТЕМИ

В ПАТОГЕНЕЗІ АДРЕНАЛІНОВОЇ МІОКАРДІОДИСТРОФІЇ

У ТВАРИН РІЗНОЇ СТАТІ

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Тернопіль – 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Тернопільському державному медичному університеті

імені І. Я. Горбачевського МОЗ України.

Науковий консультант: доктор медичних наук, професор

Файфура Василь Васильович.,

Тернопільський державний медичний університет

імені І. Я. Горбачевського МОЗ України,

завідувач кафедри патологічної фізіології.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Ткачук Світлана Сергіївна, Буковинський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри фізіології;

доктор медичних наук Нещерет Олександр Павлович, Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України, провідний науковий співробітник лабораторії епідеміології цукрового діабету;

доктор медичних наук, старший науковий співробітник, Зінкович Ігор Іванович, Донецький державний медичний університет МОЗ України, завідувач центральної науково-дослідної лабораторії

Провідна установа: Інститут фізіології імені О.О.Богомольця НАН України, м.Київ, відділ фізіології кровообігу.

Захист відбудеться 31 березня 2006 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .601.01 у Тернопільському державному медичному університеті імені І.Я. Горбачевського МОЗ України (46001, м. Тернопіль, Майдан Волі, 1).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського МОЗ України (46001, м. Тернопіль, вул. Січових Стрільців, 8).

Автореферат розісланий 25 лютого 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор медичних наук, професор Боднар Я.Я.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Епідеміологічні та клінічні дослідження доводять, що патологія серцево-судинної системи залишається найважливішою медико-соціальною проблемою, а захворювання серця, що ускладнюються некрозом міокарда, набувають характеру епідемії (Меерсон Ф.З. 1997; Оганов Р.Г., 1999). Саме цим пояснюється неослабний інтерес до детальнішого вивчення причин та механізмів розвитку некротичних процесів у серці, пошуків раціональних методів їх лікування і профілактики. Гостра чи тривала гіпоксія (Лукьянова Л.Д., 1992; О.О. Маркова, 1997), стрес (Меерсон Ф.З., 2001; Lee S.Y, 2002; Singh R.B., 2002), фізичне перевантаження, особливо у спортсменів (Земцовский В.Э., 1994; Bux R., 2004; Whyte G., 2005), гіперфункція наднирників (Garg A., 2004; Guo X.Y., 2002; Brown H., 2005) викликають підвищення симпатоадреналової активності. Пошкодження міокарда за цих умов є наслідком прямого токсичного впливу катехоламінів (Киричек Л.Т., 1999; T. Katayama, 2004), розвитку енергодефіциту (Мисула І.Р.,1996), ацидозу (Rahimi A.R., 2003), накопичення кальцію в кардіоміоцитах (X.Q. Zhang, 2002), активації ліпопероксидації (Зінкович І.І., 2002; W. de Ruijter, 2003).

Важливим фактором у розвитку патології серця є стан автономної нервової системи. Встановлено, що позитивне завершення патологічного процесу в міокарді, що виникає на грунті гіпоксії, ішемії чи метаболічного дисбалансу, є наслідком переважання активності холінергічної ланки автономної регуляції (Обрезчикова М.Н., 2000; Белялов Ф.И., 2001; И.В. Сергиенко, 2004; Hamaad A., 2004; S. Schmitz-Spanke, 2004). Посилення парасимпатичного контролю серцевої діяльності сповільнює вивільнення норадреналіну з симпатичних терміналей (Меерсон Ф.З., 1990), активовані М-холінорецептори обмежують входження іонів кальцію в кардіоміоцити, що сприяє зменшенню їх збудливості, функціональної активності та потреби в кисні (Доліба М.М., 1996; Miura T., 2003;T. Krieg, 2004). Проте в багатьох випадках через надмірну активність блукаючого нерва і пригнічення автоматизму синусового вузла виникають серцева недостатність, фатальні аритмії (Шульман В.А., 2000; Каверина Н.В., 2004; Guinjoan S.M., 2004; Pasnoori V.R., 2004; Francis J., 2005). Все це посилює інтерес до вивчення холінергічної регуляції серця в умовах патології для пошуків надійних методів прогнозування негативних наслідків порушень вінцевого кровообігу (И.В. Киселева, 2002; Stein P.K., 2005).

Останніми роками для розуміння механізмів нейрогуморальної регуляції функцій серця все більшого значення набуває оцінка ролі статевих гормонів. Причина такої уваги полягає у встановленій експертами ВООЗ закономірності, яка свідчить про те, що чоловіки частіше хворіють на серцево-судинну патологію і помирають від інфаркту міокарда (Караченцев А.Н., 1998; Федорова Е.Л., 2003; Phillips G.B., 2003; Rosengren A., 2004). Завдяки експериментальним та клінічним дослідженням встановлено істотний вплив статевих гормонів на серцево-судинну систему, а саме: кардіопротекторні (Кобрин В.И., 1996; Караченцев А.Н., 1998; Матюшин А.И., 2003; Parsons E., 2004) та антиоксидантні властивості естрогенів (Мамбетова А.Ж., 2000; Чукаев С.А., 1997; Song X., 2003), здатність андрогенів регулювати іонні канали та виступати у ролі кардіопротекторів (Фролькис В.В., 1992; Обут Т.А., 2002; Michels F. Er, G., 2004). Відомо, що більша стійкість серцево-судинної системи жінок до стресорних впливів спостерігається лише у репродуктивному віці, а після настання менопаузи вони частіше хворіють на ішемічну хворобу серця (Mc Sweeney J.C., 2001; J.E. Manson, 2003; Guthrie J.R., 2004), що має ускладнений перебіг (Федорова Е.Л., 2003; Abildstrom S.Z., 2002; Patel H., 2004).

Проте насьогодні залишаються неузгодженими наукові дані про наявність чи відсутність холінергічних та адренергічних механізмів у кардіотропних ефектах статевих гормонів (Караченцев А.Н., 1996). Думки про властивість естрогенів виявляти кардіопротекторні властивості через модулювання холінергічних регуляторних механізмів часто є суперечливими, а участь тестостерону у цих механізмах поки що не доведена. З огляду на це, доцільним є вивчення ролі автономної нервової системи у формуванні адаптаційних реакцій організму при пошкодженні міокарда особин різної статі адреналіном, зокрема, ступеня контролю діяльності серця холінергічною ланкою, реактивність міокардіальних холінорецепторів, особливості метаболізму ацетилхоліну.

Вивчення ролі холінергічних механізмів у патогенезі адреналінового пошкодження міокарда залежно від статі дасть можливість розширити рамки розуміння механізмів пошкодження серця катехоламінами, визначити, яку лепту в патогенез некротизування міокарда вносять холінергічні процеси у чоловічому та жіночому організмі.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом комплексної науково-дослідної теми кафедр патологічної фізіології, патологічної анатомії, гістології з цитологією та ембріологією Тернопільського держаного медичного університету імені І.Я. Горбачевського “Особливості пошкодження та холінергічної регуляції серця тварин різної статі при адреналіновій міокардіодистрофії” (номер державної реєстрації 0100U005051). Автор був відповідальним виконавцем зазначеної науково-дослідної роботи. Тема дисертації затверджена Проблемною комісією МОЗ та АМН “Патологічна фізіологія та імунологія” (протокол № 15 від 25 січня 2002 року)

Мета дослідження. Встановити закономірності холінергічної регуляції серця тварин різної статі в умовах адреналінової міокардіодистрофії, вплив зміненої активності холіно- та адренорецепторів серця та зниженого рівня статевих гормонів на ступінь пошкодження серця адреналіном.

Завдання дослідження.

1. Встановити у тварин різної статі структурні та ультраструктурні зміни міокарда при реалізації кардіотоксичного ефекту адреналіну.

2. З’ясувати залежність від статі ступеня метаболічного дисбалансу при формуванні некротичних змін в серці під впливом адреналіну.

3. Встановити особливості регуляції діяльності серця самців і самок щурів автономною нервовою системою при розвитку адреналінової міокардіодистрофії.

4. Встановити реактивність міокардіальних холінорецепторів у тварин, що різняться за статтю, в умовах розвитку некротичного процесу в серці.

5. З’ясувати особливості метаболізму ацетилхоліну в серці самців і самок з адреналіновою міокардіодистрофією.

6. Встановити взаємозвязок між ступенем структурних та метаболічних змін в серці тварин різної статі та вихідною активністю холінорецепторів міокарда.

7. З’ясувати вплив зниження функції статевих залоз на інтенсивність патологічних змін у серці самців і самок при дії кардіотоксичної дози адреналіну.

8. Встановити особливості холінергічного контролю діяльності серця та метаболізм ацетилхоліну при розвитку адреналінової міокардіодистрофії у кастрованих самців і самок щурів за різної активності міокардіальних холінорецепторів.

9. З’ясувати вплив блокади адренорецепторів на розвиток адреналінової міокардіодистрофії залежно від статі тварин та активності статевих залоз.

10. Встановити роль холінергічних механізмів у реалізації кардіопротекторного ефекту адреноблокатора у самців і самок в умовах збереженої функції статевих залоз та їх недостатності.

Об’єкт дослідження – адреналінова міокардіодистрофія.

Предмет дослідження – холінергічні механізми в патогенезі розвитку адреналіновоі міокардіодистрофії у самців і самок.

Методи дослідження:

- морфологічні: світлова та електронна мікроскопії для оцінки структурних змін у міокарді шлуночків, морфометричне дослідження ступеня пошкодження міокарда за відсотком некротизованих кардіоміоцитів;

- біохімічні: дослідження в міокарді активності гліколізу за вмістом молочної та піровиноградної кислот; іонного балансу за вмістом калію, натрію, кальцію, магнію; інтенсивності перекисного окиснення ліпідів за вмістом дієнових кон’югатів та малонового діальдегіду; антиоксидантної системи за активністю супероксиддисмутази, каталази, вмістом сульфгідрильних груп, активності ферментативного гідролізу ацетилхоліну;

- електрофізіологічні: вивчення чутливості міокардіальних холінорецепторів за реакцією серця на електричне подразнення блукаючого нерва та введення ацетилхоліну; активності ланок автономної нервової системи за показниками кардіоінтервалографії;

- біологічний метод: визначення вмісту ацетилхоліну в міокарді передсердь і шлуночків;

- математичні: проведення математичного аналізу серцевого ритму з оцінкою показників моди, амплітуди моди, варіаційного розмаху кардіоінтервалів, індексу напруження та обробки цифрових даних методом варіаційної статистики з використанням критерію Стьюдента.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше визначена роль холінергічних механізмів у патогенезі некротичного пошкодження серця залежно від статі. Встановлено, що адреналін викликає менш інтенсивне пошкодження серця самок, порівняно з самцями, що підтверджується нижчим ступенем структурних змін, активності процесів ліпопероксидації та гліколізу в кардіоміоцитах, меншим іонним дисбалансом. Вища резистентність міокарда самок до токсичного впливу адреналіну грунтується на природному домінуванні холінергічних механізмів у діяльності серця.

Доведено, що розвиток некротичного процесу в міокарді самок відбувається на тлі активної участі холінергічних процесів і незначних змін обміну ацетилхоліну, в той час як у самців – супроводжується слабкою реакцією холінергічної ланки та інтенсивнішим порушенням метаболізму ацетилхоліну.

Встановлено кардіопротекторний ефект холіноміметика карбахоліну та кардіотоксичний ефект холіноблокатора атропіну в умовах гіперадреналемії. Показано, що вища чутливість серця самок до холінергічних впливів підтверджується кращим, ніж у самців, кардіопротекторним ефектом холіноміметика, а менша чутливість холінореактивних структур серця самців сприяє меншому, порівняно з самками, прояву кардіотоксичного ефекту холіноблокатора атропіну при формуванні адреналінових некрозів.

Вперше доведено, що хірургічне видалення статевих залоз має наслідком зменшення участі холінергічних механізмів у регуляції діяльності серця. Ця залежність більше виявляється в самок, підтверджується інтенсивнішим пошкодженням серця адреналіном і зменшенням активності препаратів з холіноміметичною та холіноблокуючою дією.

Встановлено, що більша чутливість серця самців до адреноблокуючих впливів в умовах гіперадреналемії проявляється кращим кардіопротекторним ефектом в-адреноблокатора тразикору, що грунтується на зростанні ролі холінергічних механізмів у формуванні пристосувальних реакцій серця.

Вперше доведено, що недостатність статевих залоз зменшує кардіопротекторний ефект блокатора адренорецепторів. Показано, що дана закономірність інтенсивніше виявляється у самок і є наслідком значного обмеження активності холінергічних процесів та погіршення метаболізму ацетилхоліну в міокарді при дії кардіотоксичної дози адреналіну.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати дозволяють поглибити знання про роль холінергічної ланки автономної нервової системи в патогенезі адреналінового пошкодження міокарда у тварин різної статі та залежність адаптаційної перебудови функціональних систем серця від рівня статевих гормонів та реактивності рецепторів.

Результати проведених досліджень дозволили довести, що природнє домінування холінергічних механізмів у регуляції діяльності серця самок є важливим фактором високої резистентності міокарда до токсичного впливу адреналіну. Активніший контроль діяльності серця з боку парасимпатичної ланки автономної нервової системи визначає більшу залежність процесу некрозоутворення від базової активності холінергічних процесів, що в умовах регуляторного дисбалансу сприяє розвитку патології. Функціональна активність міокардіальних холінорецепторів визначає наслідки патологічного впливу адреналіну на серце і більше залежить від рівня жіночих статевих гормонів. Зниження гормонопродукуючої функції статевих залоз, головним чином жіночих, зменшує резистентність серця до токсичного впливу адреналіну, суттєво обмежує активність адаптаційної перебудови холінергічної ланки та реалізацію кардіопротекторних властивостей речовин рецепторної дії.

Отримані результати є теоретичним підгрунтям для дослідження речовин, які здатні змінювати активність холінорецепторів, та модуляторів гормональної активності для пошуків адекватних засобів профілактики та лікування некротичного процесу в міокарді.

Результати досліджень впроваджені у практику наукових досліджень та навчальний процес кафедр патологічної фізіології Вінницького національного медичного університету, Івано-Франківської державної медичної академії, Львівського державного медичного університету, Національного фармацевтичного університету, Кримського державного медичного університету, Запоріжського державного медичного університету, Буковинської державної медичної академії, Української державної медичної стоматологічної академії, кафедр патологічної фізіології, нормальної фізіології, фармакології, патологічної анатомії, медицини катастроф Тернопільського державного медичного університету імені І.Я.Горбачевського.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведений патентний пошук, аналіз літератури з досліджуваної проблеми, постановка мети та завдань дослідження, розроблена програма наукових досліджень, здійснено відпрацювання адекватних моделей і методик. За безпосередньої участі автора проведені біохімічні та функціональні дослідження, обробка та аналіз отриманих даних, підготовка матеріалів до публікації, написання всіх розділів дисертації. Підготовка матеріалу та виконання морфологічних досліджень здійснювалися за консультативної допомоги проф. Боднара Я.Я. та проф. Волкова К.С., вивчення вмісту мікроелементів у міокарді проводилося за сприяння проф. Федонюка Я.Я. За участі наукового консультанта підібрані засоби для модулювання перебігу патологічного процесу у серці, сформульовані висновки та практичні рекомендації. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, дисертанту належить фактичний матеріал і основний творчий доробок. У тій частині актів впровадження, що стосується наукової новизни, викладено фактичний матеріал дисертації.

Апробація результатів дисертації. Результати наукових досліджень, що увійшли до дисертації, оприлюднені на: Пленумі товариства патофізіологів України (Чернівці, 1998), XV з’їзді Українського фізіологічного товариства (Донецьк, 1998), III Міжнародному конгресі з інтегративної антропології (Бєлгород, Росія, 2000), ІІІ Національному конгресі патофізіологів України (Одеса, 2000), Науковій конференції “Історія та сучасні досягнення фізіології в Україні” (Київ, 2001), ІІІ Національному конгресі анатомів, гістологів, ембріологів і топографоанатомів України “Актуальні питання морфології” (Київ, 2002), V Міжнародному конгресі з інтегративної антропології (Вінниця, 2004), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Сучасний стан і проблеми експериментальної та клінічної біохімії” (Тернопіль, 2004), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Гістологія на сучасному етапі розвитку науки” (Тернопіль, 2004), ІV Національному конгресі патофізіологів України (Чернівці, 2004), науковій конференції “ІV читання ім. В.В. Підвисоцького” (Одеса, 2005), Міжнародному медико-фармацевтичному конгресі “Ліки та життя” (Київ, 2005), ІІ міжнародній науковій конференції “Гомеостаз: фізіологія, патологія, фармакологія і клініка” (Одеса, 2005), Науково-практичних конференціях “Здобутки клінічної та експериментальної медицини” (Тернопіль, 1999, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 44 наукових праці, серед них 26 – у фахових виданнях (21 в моноавторстві), рекомендованих ВАК України, 17 – у матеріалах і тезах наукових конгресів, пленумів, конференцій, 1 Деклараційний патент на винахід.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 333 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу, 8 розділів, висновків, рекомендацій щодо наукового і практичного використання здобутих результатів, списку використаних джерел, що нараховує 608 посилань, також додатків. Робота ілюстрована 38 таблицями і 32 рисунками. Бібліографічний опис літературних джерел, ілюстрації та додатки викладені на 95 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження. Досліди виконані на 847 статевозрілих самцях (>) і 848 самках (+) щурів лінії Вістар віком 6-8 місяців та масою 0,17 – 0,23 кг. Усіх тварин поділили на групи: 1 група – інтактні тварини; 2 група – тварини з АМД; 3 група - тварини з АМД, що розвивалася на тлі карбахоліну; 4 група - тварини з АМД, що розвивалася на тлі атропіну; 5 група – кастровані тварини; 6 група - кастровані тварини з АМД; 7 група – кастровані тварини з АМД, що розвивалася на тлі карбахоліну; 8 група - кастровані тварини з АМД, що розвивалася на тлі атропіну; 9 група – тварини з АМД, що розвивалася на тлі тразикору; 10 група - кастровані тварини з АМД, що розвивалася на тлі тразикору.

Некротичний процес в міокарді моделювали внутрішньом’язовим одноразовим уведенням кардіотоксичної дози адреналіну (1 мг/кг). Дослідження проводили через 1 та 24 год після введення адреналіну, що відповідає початку та піку некрозоутворення (Мельник В.И., 1984; Хара М.Р., 1987).

Ступінь структурних порушень оцінювали за результатами світлової та електронної мікроскопії, морфометричного аналізу (Автандилов Г.Г., 1979).

Особливості метаболічних процесів у міокарді аналізували за активністю ПОЛ (вміст ДК та МДА), АОС (активність СОД, каталази, вміст сульфгідрильних груп), гліколізу (вміст пірувату і лактату), концентрацією натрію, калію, магнію, кальцію.

Особливості контролю серцевої діяльності з боку АНС вивчали шляхом проведення математичного аналізу серцевого ритму (Баевский Р.М., 1984), оцінюючи показники моди (Мо) – тривалість кардіоінтервалу, що зустрічався найчастіше; амплітуди моди (АМо) – кількість кардіоінтервалів, що мали величину Мо; варіаційний розмах кардіоінтервалів (ДХ) – різниця між максимальним та мінімальним значеннями R-R у виборці; індекс напруження (ІН) - визначали за формулою: ІН = АМо / (2 · Мо · ДХ).

Чутливість міокардіальних холінорецепторів до екзогенного АХ оцінювали за інтенсивністю та тривалістю брадикардії, що виникала після одномоментного внутрішньовенного введення АХ в дозі 50 мкг/кг (Хара М.Р., 1987).

Чутливість холінорецепторів серця до ендогенного АХ вивчали за інтенсивністю брадикардії, що виникала при електричному подразненні периферичного відрізка блукаючого нерва (Гольбер А.М., 1972; Хара М.Р., 1987)

Реактивність холінорецепторів змінювали внутрішньоочеревинним одноразовим введенням 0,4 мг/кг холіноміметика карбахоліну за 5 хв до ін’єкції адреналіну (Денефіль О.В., 1993), 1 мг/кг холіноблокатора атропіну за 20 хв до ін’єкції адреналіну (Анищенко Т.Г., 1992; Денефіль О.В., 1993). Реактивність адренорецепторів змінювали внутрішньоочеревинним одноразовим введенням 0,8 мг/кг тразикору за 15 хв до ін’єкції адреналіну.

Метаболізм АХ оцінювали за його вмістом (Файфура В.В., 2004) та активністю ферментативного гідролізу, аналізуючи холінестеразну активність міокарда (Пушкина Н.Н., 1963).

Для визначення впливу зниження рівня статевих гормонів на перебіг АМД та особливості холінергічних процесів у тварин видаляли статеві залози і використовували для подальших досліджень не раніше, ніж через 4 тижні після гонадектомії (Буров Ю.В., 1992; Колодийчук Е.В., 1991).

Статистичну обробку отриманих результатів проводили з використанням стандартного пакету “Microsoft Office 2000” на ПК ІВМ. Достовірність різниці значень між середніми арифметичними величинам визначали за допомогою t-критерію Стьюдента з застосуванням методу варіаційної статистики.

Результати досліджень та їх обговорення.

В перші 30 хв після введення кардіотоксичної дози адреналіну частина тварин загинула. В когорті самок смертність була в 2,2 раза меншою, ніж у самців. Ознаки гострої АМД у вигляді пошкодження мікроциркуляторного русла, некробіозів і некрозів кардіоміоцитів з’являлися через 1 год і сягали пікової величини через 24 год після введення адреналіну. Ультрамікроскопічне дослідження на 1 год АМД виявило значну кількість мітохондрій з ознаками деструкції. До 24 год АМД зросла кількість органел, що мали не тільки зруйновані кристи, але й зовнішню мембрану. Характерними ознаками пошкодження скоротливого апарату кардіоміоцитів були контрактури, явища міоцитолізу, що наростали до 24 год АМД. Характер структурної дезінтеграції міокарда якісно не залежав від статі, але вираженість руйнівних процесів була суттєвішою в самців. На 1 та 24 год АМД кількість некротизованих кардіоміоцитів у міокарді шлуночків самців була більшою відповідно на 54,7 % (Р< 0,001) та 91, 9 % (Р< 0,001).

Розвиток АМД викликав у тварин обох статей активацію ПОЛ, АОС, гліколізу та розвиток іонного дисбалансу. Інтенсивніші структурні зміни в міокарді шлуночків самців супроводжувалися більшим, ніж у самок, нагромадженням ДК та МДА. Реакція АОС серця самців, на відміну від самок, відображала відносну депресію активності СОД на 1 год АМД (початок некрозоутворення), про що свідчили менший приріст даного показника та відсутність достовірних змін вмісту сульфгідрильних груп. Аналогічним було лише зростання активності каталази.

Розлади метаболізму супроводжувалися значною активацією гліколізу з наступним нагромадженням пірувату, вміст якого у міокарді самців на 1 год АМД був більший, ніж у самок. На 1 та 24 год АМД в міокарді передсердь та шлуночків самців відбувалося прогресуюче і більш інтенсивне, ніж у самок, нагромадження лактату. Такі зміни свідчать про більшу чутливість міокарда самців до токсичного впливу адреналіну.

Розвиток АМД в обох групах, незалежно від статі, супроводжувався нагромадженням в міокарді шлуночків натрію і кальцію, втратою калію і магнію. Іонний дисбаланс у самців був інтенсивнішим, ніж у самок. На 24 год АМД вміст натрію в міокарді самців був на 22,6 % більший, ніж у самок, а кальцію – на 40,5 %. За рівнем калію та магнію тварини обох статей не відрізнялися, проте відсоток їх втрати був більший в самців.

При дослідженні активності ланок АНС встановлено, що для інтактних самок характерними були більші, ніж у самців, значення Мо та ДХ, менші – АМо та ІН, що свідчило про переважання холінергічного контролю діяльності серця. Розвиток АМД у самок не викликав змін напруженості регуляторних механізмів, незважаючи на короткочаснке (1 год АМД) зменшення ДХ, тобто обмеження холінергічних впливів на серце з боку АНС. У самців на 24 год АМД спостерігали зменшення АМо та ІН, збільшення ДХ, що відображало ослаблення адренергічних та посилення холінергічних впливів.

Інтактні самки відрізнялися від самців більшою в 2,1 раза (Р<0,001) чутливістю міокардіальних холінорецепторів до ендогенного АХ та в 2,0 раза (Р<0,001) – до екзогенного АХ (табл. 1). Реалізація кардіотоксичного ефекту адреналіну у самок викликала на 1 год АМД збільшення чутливості міокарда до ендогенного АХ в 2,2 раза (Р<0,001) і зменшення чутливості до ендогенного АХ в 2,0 раза (Р<0,001), а на 24 год АМД чутливість до ендогенного АХ була меншою за контроль в 1,7 раза (Р<0,001), а до екзогенного – відновилася. Реакція серця самців на екзогенний АХ в динаміці АМД не змінювалася, а на ендогенний – зменшилася в 1,8 раза (Р<0,001) і дане явище спостерігали на 24 год АМД. На обох досліджуваних етапах процесу некрозоутворення чутливість серця самок до ендогенного АХ була більшою, ніж у самців, відповідно в 4,6 та 2,1 раза (Р<0,001). На 24 год АМД реакція холінорецепторів серця самок у вигляді брадикардії на введення екзогенного АХ була більшою, ніж у самців, в 1,9 раза (Р<0,001) при аналогічній тривалості даного ефекту.

Таблиця 1

Показники негативних хронотропних ефектів серця самців і самок щурів при розвитку АМД

Показник | Самці | Самки | Контроль | АМД

1 год | АМД

24 год | Контроль | АМД

1 год | АМД 24 год |

ІБn.Vn=7 | n=8 | n=8 | n=8 | n=6 | n=7

8,4±0,7 ** | 8,3±0,8 ** | 4,8±0,7 * ** | 17,2±1,6 | 37,9±5,8 * | 10,2±0,8 *

ІБАХ | n=10 | n=9 | n=10 | n=7 | n=9 | n=10

10,0±1,0 ** | 10,9±1,0 | 10,1±1,1 ** | 20,0±1,1 | 10,4±0,9 * | 19,0±2,3 | ТБАХ,с | 20,6±0,9 | 15,7±0,7 * | 26,3±2,1 | 21,5±2,1 | 14,0±0,8 * | 23,6±1,2

Примітка. В цій та наступних таблицях * - достовірна відмінність від контролю, ** - достовірна відмінність між тваринами різної статі.

Розвиток АМД викликав зниження вмісту АХ та пригнічення активності його гідролізу в міокарді передсердь і шлуночків тварин обох статей. Дефіцит медіатора в міокарді передсердь та шлуночків самців реєструвався на 1 та 24 год АМД і мав прогресуючий характер. В самок достовірне зменшився вмісту АХ спостерігали лише на 24 год АМД. На обох досліджуваних етапах патологічного процесу рівень медіатора у міокарді самок був більший, ніж у самців, при аналогічній в передсердях та дещо меншій у шлуночках активності його гідролізу.

Таким чином, дане дослідження показало, що більша резистентність міокарда самок до пошкоджуючого впливу адреналіну зумовлена переважанням холінергічного контролю діяльності серця з боку АНС, більшою чутливістю міокардіальних холінорецепторів до ендогенного та екзогенного АХ та більшим вмістом АХ в міокарді передсердь та шлуночків.

Периферичні ефекти АХ реалізуються через М-холінорецептори і сприяють кардіопротекції завдяки покращенню поглинання міокардом глюкози, обмеженню активованого адреналіном глікогенолізу, гліколізу і ліполізу, сповільненню нагромадження лактату, вільних жирних кислот, гальмуванню процесів ПОЛ, сповільненню входження надлишку кальцію в кардіоміоцити, зменшенню пошкодження мітохондрій.

За попереднього введення холіноміметика карбахоліну усі самки після введення адреналіну вижили, смертність в когорті самців зменшилася у 3,3 раза. За таких умов на 24 год АМД відсоток некротизованих кардіоміоцитів у шлуночках самців був в 1,9 раза менший (Р<0,001), у самок - в 2,4 раза (Р<0,001). Вміст ДК та МДА у самців збільшувався на 1 та 24 год АМД, а у самок – лише на 1 год патології. Серед метаболітів гліколізу нагромаджувався тільки лактат і лише на 24 год АМД. Максимальний кардіопротекторний ефект карбахоліну спостерігали у самок, що свідчило про більшу чутливість до холіноміметика. Це підтвердилося інтенсивнішою та тривалішою, ніж у самців, брадикардією, що виникала після введення карбахоліну інтактним тваринам.

Розвиток АМД на тлі карбахоліну у самок супроводжувався зменшенням ступеня ініціальної брадикардії, величини ДХ та Мо, збільшенням ІН, що відображало обмеження холінергічного та посилення адренергічного контролю з боку АНС. Значна брадикардія, що виникала у самців в динаміці АМД, супроводжувалася зменшенням адренергічного контролю діяльності серця (зменшення АМо та збільшення Мо) з одночасним обмеженням холінергічного (зменшення ДХ).

При розвитку АМД на тлі карбахоліну вміст АХ в міокарді шлуночків самок зберігався на вихідному рівні, а у самців на 24 год АМД – знижувався в 2,6 раза. Вміст медіатора в міокарді передсердь та шлуночків самок на етапі максимальних змін у серці був більший, ніж в особин протилежної статі, відповідно в 1,9 та 1,8 раза (Р<0,001). ХЕА міокарда передсердь самок була більшою, ніж у самців. Показники, що відображали активність гідролізу АХ в міокарді шлуночків, не відрізнялися.

Попереднє введення атропіну сприяло збільшенню смертності тварин при розвитку АМД (у самців - в 1,7 раза, у самок - в 4,2 раза), відсотка некротизованих кардіоміоцитів (у самців - в 1,9 раза, у самок - в 5,2 раза). Інтенсивніше структурне пошкодження міокарда шлуночків самок супроводжувалося більшим, ніж у самців, нагромадженням ДК (на 26,6 %) та МДА (на 15,7 %), активацією СОД, каталази та нагромадженням сульфгідрильних груп. Серед продуктів гліколізу головний чином нагромаджувався лактат: у самців приріст становив 2,8 раза (Р<0,001), у самок – 3,4 раза (Р<0,001). Незначне збільшення вмісту пірувату не відповідало ступеню активації гліколітичної активності, що вказує на можливе залучення його до інших біохімічних реакцій, таких як синтез лактату та ацетилхоліну.

В умовах АМД, що розвивалася на тлі атропіну, у самців виникала брадикардія. Реакція АНС на розвиток патологічного процесу у них характеризувалася зменшенням АМо, збільшенням Мо, що відображало зменшення адренергічного контролю з боку АНС, збільшенням ДХ та зменшенням ІН, що свідчило про активацію холінергічних впливів. Вміст АХ в міокарді передсердь та шлуночків до 24 год АМД зріс відповідно у 2,8 раза (Р<0,001) та в 3,0 раза (Р<0,001), чому могло сприяти значне пригнічення інтенсивності його гідролізу (ХЕА міокарда зменшувалася).

При незмінній ЧСС реакція АНС самок на розвиток АМД на тлі атропіну характеризувалася зменшенням ДХ та збільшенням АМо, тобто зменшенням холінергічного та посиленням адренергічного впливу на діяльність серця, що викликало збільшення ІН в 1,7 раза (Р<0,001). Збільшення вмісту АХ в міокарді передсердь та шлуночків спостерігали лише на 1 год АМД, незважаючи на значне пригнічення активності його гідролізу. На 24 год АМД вміст АХ в міокарді передсердь та шлуночків самок був менший, ніж у самців, відповідно в 3,0 раза (Р<0,001) та в 1,4 рази (Р<0,001). Менша, ніж у самців, ХЕА міокарда шлуночків самок на обох етапах патології свідчила про інтенсивнішу депресію процесу гідролізу медіатора.

Таким чином, застосування карбахоліну та атропіну підтвердило більшу залежність перебігу АМД від вихідного стану холінорецепторів у самок та суттєвішу роль холінергічних механізмів у формуванні компенсаторно-пристосувальних реакцій у серці.

Введення адреналіну кастрованим самцям практично не вплинуло на показник смертності, а кількість загиблих самок зросла в 1,9 раза. Кастрація не вплинула на ступінь пошкодження адреналіном серця самців. У самок некротичний процес мав прогресуючий характер, крім того різниця між тваринами різної статі за ступенем структурних змін була відсутня. На 24 год АМД в міокарді шлуночків кастрованих самок реєструвалося інтенсивніше, ніж у кастрованих самців, нагромадження ДК (на 14,3 %) та активація СОД (на 55,8 %), накопичення пірувату (на 38,3 %) та лактату (на 12,9 %), що свідчило про зменшення резистентності міокарда кастрованих самок до токсичного впливу адреналіну.

Дослідження активності ланок АНС показало, що після гонадектомії у тварин обох статей зменшилося значення ДХ та зросла величина ІН, що відображало зменшення активності холінергічних впливів на серце. Інтенсивніші зміни виникали у самок. Реакція АНС на розвиток патології у кастрованих самок проявлялася лише на 24 год АМД зменшенням АМо, що відображало ослаблення адренергічного контролю діяльності серця. Адинамічність ДХ свідчила про відсутність адаптаційної перебудови холінергічної ланки. Розвиток АМД у кастрованих самців супроводжувався зменшенням Мо, тобто посиленням адренергічних впливів на серце через гуморальні канали, та відсутністю змін АМо, що відображало ареактивність центрального контура регуляції, що реалізує свої ефекти через нервові канали. Незначні зміни показників кардіоінтервалографії кастрованих самців і самок, що відображали участь АНС в розвитку АМД, свідчать про обмеження пристосувальних можливостей кастрованих тварин на рівні регуляторних механізмів.

Після гонадектомії зменшилася чутливість міокардіальних холінорецепторів. У самців інтенсивність реакції серця на стимуляцію блукаючого нерва та введення АХ зменшилася відповідно на 61,5 та 61,3 % (Р<0,001), а у самок – в 3,1 та 4,7 раза (Р<0,001). Зважаючи на співвідношення естрогенів і андрогенів у самців і самок, дану закономірність можна пов’язати в першу чергу з дефіцитом естрогенів.

Таблиця 2

Показники негативних хронотропних ефектів серця кастрованих самців і самок

в динаміці розвитку АМД

Показник | Самці | Самки | Контроль | АМД

1 год | АМД

24 год | Контроль | АМД

1 год | АМД

24 год | n=10 | n=11 | n=11 | n=10 | n=12 | n=11

ІБ n.V | 5,2±0,9 | 6,1±1,2 | 6,2±0,7 | 5,5±1,3 | 10,2±1,9 * | 5,9±1,0

ІБАХ | 6,2±0,7 | 13,7±2,3 * | 10,5±1,0 * | 4,3±0,4 | 13,8±1,5 * | 13,4±1,5 *

ТБАХ | 20,5±2,4 | 39,7±5,4 * ** | 44,4±5,8 * | 19,8±2,5 | 27,3±1,9 * | 39,9±4,5 *

В умовах АМД (табл. 2) серце кастрованих самців адаптувалося лише шляхом збільшення чутливості холінорецепторів до екзогенного АХ (на 1 год АМД – в 2,2 раза, на 24 год АМД – на 69,4 %). Серце кастрованих самок на розвиток некротичного процесу реагувало зміною чутливості до ендогенного АХ аналогічно до групи некастрованих особин, ступінь якої на 1 год АМД був менший в 3,7 раза, на 24 год АМД – в 1,7 раза. Слабка в умовах АМД реакція серця кастрованих самок на стимуляцію n.vagus частково компенсувалася збільшенням чутливості холінорецепторів до екзогенного АХ, про що свідчило збільшення в 3,2 раза (Р<0,001) ступеня брадикардії та в 2,0 раза (Р<0,001) тривалості даного ефекту на 24 год АМД. Чутливість холінорецепторів серця кастрованих тварин обох статей не відрізнялася, рівно ж як і ступінь структурних змін. Збільшення реакції серця на екзогенний АХ в умовах АМД не було проявом адекватного пристосування рецепторної системи серця, адже за даних умов у самців і частіше самок виникали шлуночкові екстрасистоли. Разом з тим при наступному електричному подразненні n.vagus у тих самих тварин розлади серцевого ритму не виникали. В даних умовах, очевидно, зменшувався внесок n.vagus у процес синхронізації активності кардіоміоцитів за участі М1- та М3-холінорецепторів.

На 1 год АМД рівень АХ в міокарді кастрованих самок суттєво зменшувався при одночасному пригніченні активності ферментативного гідролізу. Прогресуюча депресія ХЕА міокарда шлуночків викликала значне нагромадженням медіатора на 24 год АМД. В умовах значної структурно-фунціональної гетерогенності кардіоміоцитів це створювало підгрунтя для розвитку аритмій, що і спостерігали при введенні АХ. В серці кастрованих самців при помірному пригніченні ХЕА, вміст АХ на 1 год АМД зростав, а до 24 год АМД – зменшувався, що відбувалося на тлі більшої, порівняно з кастрованими самками, активності ферментативного гідролізу. На 1 год АМД вміст АХ в міокарді шлуночків кастрованих самок був у 3,2 раза менший (Р<0,001), ніж у кастрованих самців, а на 24 год АМД – у 3,6 раза більший (Р<0,001).

Введення карбахоліну контрольним кастрованим тваринам не викликало брадикардії. Це свідчило про зменшення активності препарату і підтвердилося зростанням показника смертності в умовах АМД, особливо в самок. Кількість некротизованих кардіоміоцитів у шлуночках кастрованих самців, незважаючи на застосування карбахоліну, була більшою, ніж у некастрованих, на 1 та 24 год АМД відповідно на 33,9 % (Р<0,01) та 54,8 % (Р<0,001), в самок – в 2,3 раза (Р<0,001) та в 3,2 раза (Р<0,001). Вміст ДК, МДА, пірувату та лактату на 24 год АМД виявився значно більшим, ніж у некастрованих особин. Реалізація кардіотоксичного ефекту адреналіну в даних умовах полегшувалася, особливо в організмі кастрованих самок На 24 год АМД різниці між самцями і самками за відсотком некротизованих кардіоміоцитів не було. Вміст ДК, активність СОД та каталази у самок були більшими, ніж у самців.

Реакція АНС кастрованих самців у вигляді зменшення адренергічних та посилення холінергічних впливів на серце з наступним зменшенням ІН (аналогічно групі некастрованих особин) виникала з запізненням, тобто лише на 24 год АМД, що свідчило про певну інертність пристосувальних реакцій. Закономірність реагування АНС кастрованих самок була іншою, ніж некастрованих (не виявлявся симпатоміметичний ефект карбахоліну). На 1 год АМД відбувалося збільшення ДХ та зменшення ІН, що відображало переважання холінергічного впливу на серце з боку АНС. Прогресування некротичного процесу (24 год АМД) відбувалося на тлі посилення впливу адренергічної ланки АНС (зменшення Мо, збільшення АМо) та зменшення холінергічного контролю діяльності серця (зменшення ДХ, збільшення ІН).

Розвиток АМД на тлі карбахоліну у кастрованих самців супроводжувався помірним пригніченням ХЕА міокарда передсердь і шлуночків, зниженням вмісту АХ лише в міокарді передсердь на 24 год АМД (рис. 1). Незважаючи на недостатність статевих залоз, вміст медіатора в міокарді шлуночків був менший, ніж у некастрованих самців, лише на 1 год АМД при аналогічних показниках активності його гідролізу.

В міокарді шлуночків кастрованих самок рівень АХ зменшувався, незважаючи на інтенсивніше, ніж у самців, пригнічення ХЕА. Дефіцит медіатора на 24 год АМД становив 64,5 % (за даних умов різниця між показниками різностатевих особин була відсутньою). Вміст АХ на 24 год АМД в міокарді кастрованих самок був менший, ніж у некастрованих, зокрема, в передсердях - на 49,1 % (Р<0,001), в шлуночках - на 41,9 % (Р<0,02). ХЕА міокарда обох відділів серця кастрованих особин також була меншою, ніж у некастрованих.

Рис. 1. Вміст ацетилхоліну в міокарді кастрованих самців і самок при розвитку адреналінової міокардіодистрофії на тлі карбахоліну, кмоль/кг. (Примітка: на цьому та інших рис. * - достовірна відмінність від контролю, ** - достовірна відмінність між тваринами різної статі).

Закономірність, що свідчила про зменшення чутливості холінорецепторів, особливо у самок, підтвердилася результатами, що реєструвалися при розвитку АМД на тлі атропіну. Смертність в когорті кастрованих самців була меншою, ніж у некастрованих, на 42,0 %, у самок - на 86,8 %. Відсоток некротизованих кардіоміоцитів в шлуночках кастрованих самців був менший на 13,0 % (Р<0,02) лише на на 24 год АМД. У кастрованих самок на 1 год АМД відсоток некротизованих кардіоміоцитів був на 70,0 % (Р<0,001) менший, ніж у некастрованих, а на 24 год АМД – на 32,0 % (Р<0,001). Про зниження негативного впливу атропіну на перебіг АМД свідчило менше, порівняно з некастрованими особинами, нагромадження ДК, МДА, пірувату, лактату, активація АОС. За даних умов показники ПОЛ та гліколізу тварин різної статі відрізнялися несуттєво, а активність АОС була більшою у кастрованих самок.

Введення атропіну не викликало змін ЧСС та показників кардіоінтервалографії у контрольних кастрованих тварин. Проте при аналізі ЕКГ були зафіксовані регулярні шлуночкові екстрасистоли, які виникали частіше у самців (60,0 %), ніж у самок (41,7 %), підтверджуючи меншу чутливість холінорецепторів міокарда кастрованих самок. Реакція АНС виникала лише в умовах патології. На 1 год АМД відбувалося посилення адренергічного (збільшення АМо) та обмеження холінергічного (зменшення ДХ) впливів на діяльність серця тварин обох статей. Інтенсивніше дана закономірність виявлялася у самок. На 24 год АМД лише у особин жіночої статі відбувалося послаблення адренергічного (зменшення АМо) та посилення холінергічного (збільшення ДХ) впливів АНС на діяльність серця. У кастрованих тварин процес адаптації організму до пошкодження міокарда адреналіном