Prevention of microcirculatory disorders in rats on suprathreshold physical exertion using the products of velvet antler industry

Full Text

Физическая нагрузка в современном мире представляется одним из самых распространенных видов стрессорного воздействия на человека и, помимо повышения адаптации организма к окружающим факторам среды, при высокой интенсивности и продолжительности может оказывать повреждающее действие на различные органы и системы организма [1, 2]. Значительная физическая нагрузка за счет повышения уровня катехоламинов в крови вызывает сужение сосудов и может приводить к развитию нарушений в системе микроциркуляции [3].

Нами было показано, что сверхпороговая физическая нагрузка вызывает у крыс выраженные изменения в микроциркуляторном русле: снижение тканевого кровотока, застойные явления в венозной части микроциркуляции, угнетение активных механизмов регуляции, эндотелиальную дисфункцию [4]. Такие выявленные нарушения микроциркуляции у крыс после сверхпороговой физической нагрузки укладываются в картину развития состояния тромботической готовности [5]. Так, например, эндотелиальной дисфункции принадлежит одна из значимых ролей в повышении риска тромбообразования [6].

Для снижения риска развития состояния тромботической готовности при сверхпороговых воздействиях необходимо повышать устойчивость организма физическими тренировками или приемом адаптогенов [7]. Отмечено, что продукты пантового оленеводства, которые относятся к адаптогенам животного происхождения, повышают сопротивляемость системы гемостаза у крыс [8]. Однако адаптогенное действие продуктов пантового оленеводства на систему микроциркуляторного русла при сверхпороговой нагрузке изучено не было.

Цель работы — оценить состояние микро­циркуляторного русла после сверхпороговой физической нагрузки у крыс при предварительном приеме продуктов пантового оленеводства, а также определить, за счет каких реакций микроциркуляции достигается адап­тивный эффект.

Исследования были выполнены на 30 ­крысах-самцах линии Wistar массой 250 ± 20 г. Животные были разделены на три группы (контрольная и две экспериментальные).

Животные первой экспериментальной группы принимали концентрат в течение 30 дней и на 31-й день подвергались 8-часовой физичес­кой нагрузке. Вторая группа экспериментальных животных принимала в течение 30 дней концентрат и не подвергалась воздействию физической нагрузки.

Экспериментальные животные принимали концентрат, содержащий кровь и гистолизат половых органов самцов марала, выпускающийся под торговым названием «Пантогематоген (Лубяньгем)» (изготовлен по запатентованной технологии ФГБНУ «Всероссийский научно-
исследовательский институт пантового оленеводства» в соответствии с ТУ 9185-004-29734071-15), по 4,5 мл/сут. Расчет дозы концентрата для крыс производился с учетом коэффициентов межвидового пересчета [9]. Экспериментальные животные, находившиеся в индивидуальных клетках, ­принимали водный раствор
концентрата перорально из индивидуальных поилок. Раствор приготавливался путем добавления 4,5 мл концентрата в воду, доводя раствор до общего объема 40 мл (суточная норма потребления воды была выявлена до начала эксперимента). Крысы контрольной группы принимали воду в том же объеме, что и экспериментальные ­животные.

Для исследования состояния микроциркуляторного русла применялся метод лазерной допплеровской флоуметрии на аппарате ­ЛАКК-02 (НПО «Лазма», Россия), для конкретизации полученных данных — анализ амплитудно-­частотного спектра колебаний кровотока в полосе частот от 0,005 до 3 Гц. В данной полосе частот формировались четыре диапазона, позволяющих оценить состояние «активных» и «пассивных» звеньев регуляции микроциркуляторного русла [10]. Головка оптического зонда фиксировалась в основании хвоста экспериментального животного. Изучение микроциркуляции в данной области может дать представление о системе микроциркуляторного русла целого организма [11]. Длительность записи ЛДФ-граммы составляла 7 мин.

Использование крыс в экспериментах осуществляли в соответствии с Европейской конвенцией по охране позвоночных животных, используемых в эксперименте, и Директивами 86/609/EEC. Обезболивание животных проводилось в соответствии с «Правилами ­проведения работ с использованием экспериментальных животных».

Полученные в ходе исследования данные представлены в табл. 1 в виде m [25–75 %], где m — медиана в выборочной совокупности; [25–75 %] — 25-й и 75-й перцентили. Статистический анализ проводился на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 (StatSoft, США). Достоверность различий оценивалась при помощи непараметрического U-критерия ­Манна — ­Уитни, так как признаки не подчинялись нормальному распределению. Различия считались достоверными при уровне статистической значимости p < 0,05.

Данные исследования микроциркуляторного русла крыс контрольной группы и экспериментальных животных представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Показатели микроциркуляции: контрольной группы животных; экспериментальных животных после 8-часовой физической нагрузки, после предварительного 30-дневного приема концентрата; экспериментальной группы животных, принимавших в течение 30 дней концентрат, без последующей физической нагрузки

Показатели	Контрольная группа (n = 10)	8-часовая физическая нагрузка на 31 день приема концентрата (n = 10)	30-дневный прием концентрата без физической нагрузки (n = 10)
ПМ, пф. ед.	6,9 [5,8–8,8]	7,6 [5, 1–8, 9] p = 0,890	8,54 [6,5–9,7] р = 0,749
СКО (σ), пф. ед.	3,6 [2,9–4,9]	3,3 [1,7–4,3] p = 0,441	8,15 [5,4–11,9] р = 0,006 (∆ + 126 %)
Эндотелиальные волны (VLF), пф. ед.	10,9 [7,2–18,5]	9,2 [8,1–11,0] p = 0,676	20,4 [15,2–27,2] р = 0,006 (∆ + 87 %)
Вазомоторные волны (LF), пф. ед.	11,1 [6,3–17,3]	9,5 [8,2–11,6] p = 0,403	17,3 [13,3–24,6] р = 0,024 (∆ + 56 %)
Дыхательные волны (HF1), пф. ед.	5,0 [2,7–7,0]	6,8 [5,8–7,8] p = 0,031 (∆ + 36 %)	4,7 [3,1–11,2] р = 0,423
Пульсовые волны (CF1), пф. ед.	3,3 [1, 1–4, 0]	2,7 [2,0–3,5] p = 0,792	4,2 [1,2–4,7] р = 0,396

Примечания: результаты представлены в таблице в виде m [25–75 %], где m — медиана в выборочной совокупности; [25–75 %] — 25-й и 75-й перцентили; ∆ — статистически значимая разница экспериментальной группы с контрольной группой животных при p < 0,05; р — уровень значимости различий экспериментальной группы с контрольной группой животных. ПМ — показатель микроциркуляции; СКО (σ) — флакс, среднеквадратичное отклонение амплитуд колебаний кровотока, пф. ед. — перфузионные единицы.

 

У животных первой экспериментальной группы, которые были подвержены 8-­часовой физической нагрузке, после 30-дневного курсового приема концентрата, содержащего кровь и гистолизат из репродуктивных органов марала, амплитуда дыхательных волн повышалась на 36 % (p = 0,031) по сравнению с животными контрольной группы, что свидетельствовало об ухудшении оттока крови из микроциркуляторного русла [12]. Таким образом, предварительный курсовой прием продуктов пантового оленеводства не устранял развитие застойных явлений в венозной части ­микроциркуляторного русла, выявленных при 8-часовой физической нагрузке [4].

Остальные показатели системы микроцир­куляции не отличались от таковых у контрольной группы. Можно отметить, что предварительный курсовой прием продуктов пантового оленеводства в целом предотвращал развитие нарушений микроциркуляторного русла после 8-часовой физической нагрузки: не было выявлено снижения показателя микроциркуляции, угнетения активных механизмов регуляции, эндотелиальной дисфункции. Отсутствие снижения активных механизмов регуляции кровотока свидетельствует о нормализации функционирования симпато-адреналовой системы и не характеризуется развитием стресс-реакции в организме [12]. Возможно, нормализация амплитуды эндотелиальных волн у крыс при стрессорном воздействии после курсового приема адаптогена связана с активацией высвобождения оксида азота эндотелием, который препятствует развитию вазоконстрикторного эффекта [13].

У крыс второй экспериментальной группы, принимавших концентрат в течение 30 дней без последующей физической нагрузки, отмечалось повышение флакса на 126 % (р = 0,006), что свидетельствует о повышении модуляции кровотока. У крыс выявлено повышение амплитуды эндотелиальных и вазомоторных волн на 87 % (р = 0,006) и 56 % (р = 0,024) соответственно по сравнению с животными контрольной группы на фоне неизменных амплитуд дыхательных (р = 0,423) и пульсовых волн (р = 0,396).

Таким образом, повышение модуляции кровотока в микроциркуляторном русле крыс после курсового 30-дневного приема адаптогена обусловлено более интенсивным функционированием активных механизмов контроля микроциркуляции. Вероятно, повышение амплитуды вазомоторных волн связано с действием активных пептидов, представителей цитокинов, выявленных в продуктах пантового оленеводства [14], путем активации пептидергической иннервации сосудистых стенок. Повышение амплитуды эндотелиальных волн, как уже было отмечено, возможно, связано с усилением продукции эндотелиального оксида азота.

Выводы

Предварительный 30-дневный прием концентрата, содержащего кровь и гистолизат репродуктивных органов марала, в целом предотвращает развитие таких нарушений микроциркуляторного русла у крыс после сверхпороговой физической нагрузки, как снижение показателя микроциркуляции, угнетение активных механизмов регуляции, эндотелиальная дисфункция.

Предварительный 30-дневный прием концентрата, содержащего кровь и гистолизат репродуктивных органов марала, не устраняет развития застойных явлений в венозной части микроциркуляции у крыс после 8-часовой физической нагрузки.

Предотвращение развития нарушений микроциркуляторного русла у крыс после сверхпороговой физической нагрузки происходит за счет активных механизмов регуляции крово­тока — повышения амплитуд эндотелиальных и вазомоторных волн.

 

Авторы выражают благодарность ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт пантового оленеводства» ФАНО России, г. Барнаул, в лице директора, д-ра ветеринар. наук, проф. В.Г. Луницына за предоставленный концентрат «Пантогематоген (Лубяньгем)».

Работа выполнена на средства «Грант ректора АГМУ» (договор № 1-гр от 21.02.2017 г.).

Исследование проводилось в соответствии с принципами этики: животных содержали в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (2000 г.), Европейской конвенции «О защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных или иных научных целей» (Страсбург, 1986 г.).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

About the authors

A A Blazhko

Altai State Medical University

Author for correspondence.
Email: blazhko_1990@mail.ru
Barnaul, Russia

I I Shakhmatov

Altai State Medical University; Scientific Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine

Email: blazhko_1990@mail.ru
Novosibirsk, Russia

V I Kiselev

Altai State Medical University; Scientific Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine

Email: blazhko_1990@mail.ru
Novosibirsk, Russia

I V Kovalev

Siberian State Medical University

Email: blazhko_1990@mail.ru
Tomsk, Russia

References

Supplementary files