AN EVALUATION OF HEMODYNAMICS PERIOD IN RATS WITH CEREBRAL ISCHAEMIA IN AN EXPERIMENT
AN EVALUATION OF HEMODYNAMICS PERIOD IN RATS WITH CEREBRAL ISCHAEMIA IN AN EXPERIMENT
Abstract
The aim of the study is to examine the specifics of haemodynamics against the background of cerebral ischaemia in rats in an experiment. We found that heart rate increased after middle cerebral artery occlusion, a statistically significant increase was detected 10 min after occlusion, and made 380.3±19.1 beats per minute, which is 17.8% higher in comparison with group 1, p<0.05. It can be concluded that the PCO2 level in animals has no significant effect on blood pressure or heart rate. Middle cerebral artery occlusion in rats causes an increase in mean arterial pressure, which persists for at least 90 minutes after occlusion. However, 24 hours after middle cerebral artery occlusion, mean arterial pressure and heart rate returned to control values.
1. Введение
Церебральные сосудистые катастрофы на сегодняшний день, пожалуй, являются наиболее значимыми медико-социальными проблемами в нашей стране. Достоверно известно, что инсульт может инициировать дисфункцию вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы , , что, бесспорно, может привести к внезапной смерти ,
. Достоверно известно, что при инсульте уровни норадреналина, адреналина и дофамина в плазме повышены, что в свою очередь говорит о предполагаемой симпатической гиперактивности. Каскад изменений, которые возникают при инсульте у людей, зеркально проявляются и на животных моделях, примером служит, экспериментальная модель с окклюзией средней мозговой артерии (СМА) у крыс, ввиду схожести сосудистой системы и метаболизма, сопровождающаяся повышением уровня катехоламинов в плазме и сердечными аритмиями. В литературе встречается информация, о том, что при окклюзии СМА, происходит прямое влияние на инициацию активности барорефлекса, что ведет к дисфункции барорефлекторного механизма, возникает симпатико-парасимпатический дисбаланс, который сопровождается нестабильностью гемодинамики, что сопряжено с крайне неблагоприятным сердечно-сосудистым прогнозом . Учитывая, тот факт, что на сегодняшний день нет единой точки зрения в отношении данного вопроса, а в литературе встречаются диаметрально противоположные данные, это и побудило нас провести данное исследование.2. Методы и принципы исследования
Эксперимент проводился на 30 животных (нелинейные белые крысы – самцы – массой 220-335 г., возраст 12 недель). Все манипуляции с животными проводились в соответствии с Руководством по содержанию и использованию лабораторных животных
. Животным выполнено анестезиологическое пособие (наркоз), включающее интраперитонеальное введение (и/п) препаратов: «Ксилазин» (из расчета 0,5 мл/кг массы тела) и «Золетил 100» (из расчета 8мг/кг массы тела) . Модулем UMV-03 выполнялась респираторная поддержка. На аппаратном комплексе «BIOPAC» с использованием модуля МР 130 с датчиками в соответствии со стандартными методиками производился мониторинг ЭЭГ (электроды располагались симметрично в обоих полушариях относительно брегмы по 1 электроду в каждой области: фронтальные, теменные, затылочные); парциального давления кислорода (Р02), углекислого газа (РС02) (электрод располагался в сонной артерии на стороне эксперимента) и среднего артериального давления (САД) (датчик-манжетка был установлен на хвосте животных), частоты сердечных сокращений (ЧСС) (игольчатые электроды были расположены: правая верхняя конечность – красный; левая верхняя конечность – желтый; левая нижняя конечность зеленый; правая нижняя конечность - черный) , . Животные были разделены на 2 группы: 1-ая группа (n=15) – ложнооперированные животные, оперативное пособие заключалось в обеспечении доступа к СМА, при этом окклюзия СМА не производилась. 2-ая группа (n=15) – инсульт (окклюзия СМА); животным выполнялась 45-минутная окклюзия СМА по методике J. Koizumi (1986) , , с последующей реперфузией. Для статистической обработки был применен t-критерия Стьюдента. Результаты представлены следующим образом, М ± m (М – среднее, m – ошибка среднего). Данные принимались за статистически значимые при р<0,05, данные имели нормальное распределение.3. Основные результаты
Во время окклюзии СМА и до периода реперфузии у животных в группе №2 появлялась изоэлектрическая ЭЭГ на стороне поражения (патологические ЭЭГ-паттерны не зарегистрированы), и оставалась изоэлектрической на протяжении всего периода окклюзии. Снижение суммарной амплитуды и полное угасание потенциалов регистрировалось в группе животных №2 на 16,4±2,65 секунде с момента окклюзии СМА. В период реперфузии, отмечено возобновление биоэлектрической активности, и суммарное повышение амплитуды потенциалов. В группе №1 подобных особенностей не зафиксировано, биоэлектрическая активность оставалась стабильной на протяжении всего эксперимента.
PСО2 увеличилось через 60 минут в группе №2, и составило 37,11±2,45 мм рт.ст., что статистически значимо выше на 13,41 % по отношению к группе контроля, (р<0,05) (см. табл. 1). PO2 был выше у животных с окклюзией СМА, так уровень РО2 у животных в группе №2 через 60 минут с момента окклюзии был статистически значимо выше на 7,69 % в сравнении с группой контроля (р<0,05), и составил 229±23,05 мм рт.ст. Аналогичная тенденция отмечалась и спустя 24 часа с момента начала эксперимента, у животных в группе №2 PO2 был статистически значимо выше на 46,2% в сравнении с группой контроля, (р<0,05).
Таблица 1 - Показатели PO2, PCO2
Показатель | Временной период | Группа 1. Ложнооперированные животные (контроль) (n=15) | Группа 2. Окклюзия СМА (n=15) |
PО2 (мм рт.ст.)
| до эксперимента | 192,32±26,89 | 229,43 ±28,21 |
спустя 60 минут | 211,4±33,54 | 229±23,05* | |
через 24 часа | 192,43 ±28,12 | 281,3 ±22,32* | |
PСО2 (мм рт.ст.)
| до эксперимента | 32,83 ±1,01 | 36,32±2,31 |
спустя 60 минут | 32,81±1,02 | 37,11±2,45* | |
через 24 часа | 34,3±0,04 | 34,51±2,17 |
Примечание: * – различия статистически значимы по отношению к группе 1 (контроль) (р < 0,05)
В группе животных №2 окклюзия СМА вызвала повышение САД, хотя контрольные показатели среднего артериального давления до эксперимента не имели статистически значимых различий. Через 10 минут с момента окклюзии СМА в группе №2 САД было статистически значимо выше на 20%, в сравнении с группой №1 и составило 127,43±5,3 мм рт. ст., р<0,05 (см. табл. 2). Аналогичная закономерность была отмечена у животных в группе №2 спустя 60 и 90 минут, САД было статистически значимо выше на 13,3% и 15% соответственно, р<0,05. Стоит отметить, что через 24 часа после эксперимента в группах 1 и 2 САД составило 116,3±6,6 мм рт. ст. и 111,2 ±8,3 мм рт. ст., соответственно, статистически значимые различия отсутствовали. У одной крысы в группе животных №2 в период реперфузии отмечено прогрессирующее снижение артериального давления. Несмотря на проводимую респираторную поддержку, эта крыса умерла через 90 минут с момента окклюзии СМА.
Таблица 2 - Показатели среднего артериального давления и частоты сердечных сокращений
Временной период | Группа 1. Ложнооперированные животные (контроль) (n=15) | Группа 2. Окклюзия СМА (n=15) |
Среднее артериальное давление (мм рт. ст.) | ||
до эксперимента | 114,12±2,5 | 112,34±2,24 |
спустя 10 минут | 106,32±5,3 | 127,43±5,3* |
спустя 30 минут | 107,23±2,4 | 117,2±5,1 |
спустя 60 минут | 111,43±4,1 | 126,3±4* |
спустя 90 минут | 109,6 ±6,4 | 126±3,8* |
спустя 24 часа | 116,3±6,6 | 111,2 ±8,3 |
Частота сердечных сокращений (ЧСС), (уд. в мин) | ||
до эксперимента | 352,4±17,1 | 342,4 ±6,1 |
спустя 10 минут | 331,34 ±10,2 | 380,3±19,1* |
спустя 30 минут | 335,4 ±14,5 | 398,3 ±30,2 |
спустя 60 минут | 347,35 ±21,1 | 402,7±21,3 |
спустя 90 минут | 353,6 ±29,3 | 413,23±25,43 |
спустя 24 часа | 334,7 ±39,2 | 358,7±12,5 |
Примечание: * – различия статистически значимы по отношению к группе 1 (контроль) (р < 0,05)
ЧСС в группе №2 увеличилось после окклюзии СМА, статистически значимое повышение ЧСС зафиксировано в этой группе спустя 10 минут с момента окклюзии, и составило 380,3±19,1 ударов в минуту, что на 17,8% выше в сравнении с группой №1, р<0,05. Как правило, ЧСС в группе №2 было выше спустя 30, 60, 90 минут от начала эксперимента, но статистически значимые различия не выявлены.
4. Обсуждение
По результатам данного исследования, можно предположить, что уровень PСО2 у животных не оказывает существенного влияния на САД или ЧСС. Результаты этого исследования показывают, что окклюзия СМА у крыс вызывает повышение САД, которое сохраняется не менее 90 минут после окклюзии. Кроме того, частота сердечных сокращений увеличилась сразу после окклюзии СМА. Однако спустя 24 часа после окклюзии СМА САД и ЧСС вернулись к контрольным значениям. Zhao L.Q. et al. (2022), показали, что артериальное давление повышается у крыс с окклюзией СМА, и остается стабильно высоким на протяжении 9-10 дней с момента реперфузии , . Нами установлено, что после окклюзии СМА повышается артериальное давление, однако через 24 часа после окклюзии СМА САД возвращается к контрольным уровням. Полученные нами данные о влиянии окклюзии СМА у крыс на ЧСС, также не противоречат данным, полученными другими исследователями , . В нашем исследовании у животных в группе №2 (окклюзия СМА), отмечена тенденция к повышению ЧСС в течение 30 минут, хотя эти различия не были статистически значимыми по отношению к группе контроля. Спустя 90 минут с момента окклюзии СМА отмечается стойкое увеличение ЧСС, именно в этот период отмечается наиболее высокие показатели ЧСС. Спустя 24 часа с момента окклюзии СМА ЧСС, восстановилась и достигла уровня ЧСС до эксперимента, данный вывод сопоставим с долгосрочным исследованием (10 дней) на крысах, которое показывает, что ЧСС одинакова у животных с окклюзией СМА, и у ложнооперированных животных , ,
.5. Заключение
Нами установлено, что при окклюзии СМА у крыс увеличивается САД и ЧСС, однако в течение 24 часов САД и ЧСС вернулись к контрольным уровням. Доказанный факт, что после инсульта сохраняется вегетативный дисбаланс, который может иметь серьезные последствия для сердечно-сосудистой системы и привести к внезапной сердечной смерти, что говорит об актуальности данной работы и необходимости проведения дальнейших исследований.
Выводы:
1. Уровень PСО2 у животных не оказывает существенного влияния на САД и ЧСС.
2. Окклюзия СМА у крыс вызывает повышение САД, которое сохраняется не менее 90 минут после окклюзии. Кроме того, частота сердечных сокращений увеличивается сразу после окклюзии СМА, однако спустя 24 часа после окклюзии СМА САД и ЧСС возвращаются к нормальному уровню.
3. Можно предположить, что окклюзия СМА ведет к кардиовагальному дисбалансу, что в свою очередь инициирует десихроноз симпатико-парасимпатических влияний, с преобладанием симпатической гиперактивности.