Типы пространственной организации синусно-предсердного узла собак с разным уровнем функционального резерва организма

Цель исследования — выявить типы пространственной организации синусно-предсердного узла сердца животных с разным уровнем функционального резерва организма после однократной максимальной физической нагрузки.

Материалы и методы. Работа проведена на 24 беспородных собаках-самцах. Для моделирования однократной максимальной физической нагрузки в лабораторных условиях использовали бег на тредмилле. Длительность нагрузки дозировали индивидуально для каждого животного, учитывая состояние кардиореспираторной системы. Уровень функционального резерва организма определяли по продолжительности бега до отказа и частоте сердечных сокращений (ЧСС) в процессе нагрузки. Структуру синоаурикулярной области сердца исследовали методами световой и трансмиссионной электронной микроскопии. Проводили стереологический анализ тканевой организации миокарда.

Результаты. По динамике ЧСС были выделены два основных типа функциональной реакции на максимальную (избыточную) двигательную нагрузку: I тип — с высоким приростом ЧСС в процессе бега и II тип — с низким приростом ЧСС. Типы реакции на нагрузку отличались также по продолжительности бега и ЧСС в покое (p<0,05).

На основании данных стереологического анализа описаны особенности пространственной организации проводящего и сократительного миокарда у животных с разным типом функциональной реакции, которые характеризовались различным соотношением основных тканевых компонентов. У животных с I типом реакции стереологические параметры были сходны с аналогичными показателями интактных животных группы контроля. У животных со II типом реакции проводящий и сократительный миокард имел значимые отличия по относительному объeму кардиомиоцитов и соединительнотканных компонентов от показателей у животных группы контроля и I типа.

Заключение. Сопоставление результатов морфологического исследования синоаурикулярной области животных с разным уровнем функционального резерва организма с физиологическими параметрами даёт возможность прогнозировать структурные перестройки в зоне синусно-предсердного узла сердца после избыточной двигательной нагрузки.

1. Perrino C., Gargiulo G., Pironti G., Franzone A., Scudiero L., De Laurentis M., Magliulo F., Ilardi F., Carotenuto G., Schiattarella G.G., Esposito G. Cardiovascular effects of treadmill exercise in physiological and pathological preclinical settings. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2011; 300(6): H1983–H1989, http://dx.doi.org/10.1152/ajpheart.00784.2010.
2. Wilson M.G., Ellison G.M., Cable N.T. Basic science behind the cardiovascular benefits of exercise. Heart 2015; 101(10): 758–765, http://dx.doi.org/10.1136/heartjnl-2014-306596.
3. Zilinski J.L., Contursi M.E., Isaacs S.K., Deluca J.R., Lewis G.D., Weiner R.B., Hutter A.M. Jr., d’Hemecourt P.A., Troyanos C., Dyer K.S., Baggish A.L. Myocardial adaptations to recreational marathon training among middle-aged men. Circ Cardiovasc Imaging 2015; 8(2): e002487, http://dx.doi.org/10.1161/CIRCIMAGING.114.002487.
4. Stepien R.L., Hinchcliff K.W., Constable P.D., Olson J. Effect of endurance training on cardiac morphology in Alaskan sled dogs. J Appl Physiol 1998; 85(4): 1368–1375.
5. D’Andrea A., Caso P., Sarubbi B., Limongelli G., Liccardo B., Cice G., D’Andrea L., Scherillo M., Cotrufo M., Calabrò R. Right ventricular myocardial adaptation to different training protocols in top-level athletes. Echocardiography 2003; 20(4): 329–336, http://dx.doi.org/10.1046/j.1540-8175.2003.03038.x.
6. Kukielka M., Seals D.R., Billman G.E. Cardiac vagal modulation of heart rate during prolonged submaximal exercise in animals with healed myocardial infarctions: effects of training. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2006; 290(4): H1680–H1685, http://dx.doi.org/10.1152/ajpheart.01034.2005.
7. Ferasin L., Marcora S. Reliability of an incremental exercise test to evaluate acute blood lactate, heart rate and body temperature responses in Labrador retrievers. J Comp Physiol B 2009; 179(7): 839–845, http://dx.doi.org/10.1007/s00360-009-0367-z.
8. Kemi O.J., Wisløff U. Mechanisms of exercise-induced improvements in the contractile apparatus of the mammalian myocardium. Acta Physiol (Oxf) 2010; 199(4): 425–439, http://dx.doi.org/10.1111/j.1748-1716.2010.02132.x.
9. La Gerche A., Burns A.T., Mooney D.J., Inder W.J., Taylor A.J., Bogaert J., Macisaac A.I., Heidbüchel H., Prior D.L. Exercise-induced right ventricular dysfunction and structural remodelling in endurance athletes. Eur Heart J 2012; 33(8): 998–1006, http://dx.doi.org/10.1093/eurheartj/ehr397.
10. Carneiro-Júnior M.A., Prímola-Gomes T.N., Quintão-Júnior J.F., Drummond L.R., Lavorato V.N., Drummond F.R., Felix L.B., Oliveira E.M., Cruz J.S., Natali A.J., Mill J.G. Regional effects of low-intensity endurance training on structural and mechanical properties of rat ventricular myocytes. J Appl Physiol 2013; 115(1): 107–115, http://dx.doi.org/10.1152/japplphysiol.00041.2013.
11. Kim K.S., Ardell J.L., Randall W.C., Pomeroy G., Calderwood D. Cardiac responses to exercise in the dog before and after destruction of the sinoatrial node. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1986; 55(3): 253–258, http://dx.doi.org/10.1007/bf02343796.
12. Stein R., Medeiros C.M., Rosito G.A., Zimerman L.I., Ribeiro J.P. Intrinsic sinus and atrioventricular node electrophysiologic adaptations in endurance athletes. J Am Coll Cardiol 2002; 39(6): 1033–1038, http://dx.doi.org/10.1016/s0735-1097(02)01722-9.
13. Baldesberger S., Bauersfeld U., Candinas R., Seifert B., Zuber M., Ritter M., Jenni R., Oechslin E., Luthi P., Scharf C., Marti B., Attenhofer Jost C.H. Sinus node disease and arrhythmias in the long-term follow-up of former professional cyclists. Eur Heart J 2008; 29(1): 71–78, http://dx.doi.org/10.1093/eurheartj/ehm555.
14. Monfredi O., Dobrzynski H., Mondal T., Boyett M.R., Morris G.M. The anatomy and physiology of the sinoatrial node — a contemporary review. Pacing Clin Electrophysiol 2010; 33(11): 1392–1406, http://dx.doi.org/10.1111/j.1540-8159.2010.02838.x.
15. Радзиевский А., Приймаков А., Олешко В., Яшанин Н. О накоплении, расходовании и перераспределении функ­циональных резервов в организме человека. Наука в олим­­пийском спорте 2002; 3–4: 110–119.
16. Давиденко Д.Н. Проблема резервов адаптации организма спортсмена. Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта 2005; 18: 15–24.
17. Lee M.C., Wood R.H., Welsch M.A. Influence of short-term endurance exercise training on heart rate variability. Med Sci Sports Exerc 2003; 35(6): 961–969, http://dx.doi.org/10.1249/01.mss.0000069410.56710.da.
18. Ostojic S.M., Stojanovic M.D., Calleja-Gonzalez J. Ultra short-term heart rate recovery after maximal exercise: relations to aerobic power in sportsmen. Chin J Physiol 2011; 54(2): 105–110, http://dx.doi.org/10.4077/CJP.2011.AMM018.
19. Rathore N.S., Moolchandani A., Sareen M., Rajput D.S. Effect of treadmill exercise on some physiological and hematological parameters in German Shepherd dogs. Veterinary Practitioner 2011; 12(1): 38–39.
20. Neves F.J., Carvalho A.C., Rocha N.G., Silva B.M., Sales A.R., de Castro R.R., Rocha J.D., Thomaz T.G., Nóbrega A.C. Hemodynamic mechanisms of the attenuated blood pressure response to mental stress after a single bout of maximal dynamic exercise in healthy subjects. Braz J Med Biol Res 2012; 45(7): 610–616, http://dx.doi.org/10.1590/S0100-879X2012007500083.
21. Piccione G., Casella S., Panzera M., Giannetto C., Fazio F. Effect of moderate treadmill exercise on some physiological parameters in untrained Beagle dogs. Exp Anim 2012; 61(5): 511–515, http://doi.org/10.1538/expanim.61.511.
22. D’Ascenzi F., Pelliccia A., Natali B.M., Zacà V., Cameli M., Alvino F., Malandrino A., Palmitesta P., Zorzi A., Corrado D., Bonifazi M., Mondillo S. Morphological and functional adaptation of left and right atria induced by training in highly trained female athletes. Circ Cardiovasc Imaging 2014; 7(2): 222–229, http://doi.org/10.1161/CIRCIMAGING.113.001345.
23. Biryukova O.V., Baranov N.A., Vasyagina T.I. Adaptive response of the heart and peripheral vasculature on single physical exercises in experiment. Sovremennye tehnologii v medicine 2015; 7(2): 55–61, http://dx.doi.org/10.17691/stm2015.7.2.07.
24. Васягина Т.И., Эделева Н.К., Бирюков Ю.В. Метод окраски полутонких срезов большой площади крезиловым фиолетовым и основным фуксином для световой микро­скопии. Морфология 2011; 140(5): 74.
25. Силкин Ю.Р. Структурно-функциональная организа­ция миокарда левого желудочка при адаптации организма к двигательным нагрузкам. Автореф. дис. … докт. мед. наук. М; 2000.
26. Высочин Ю.В., Денисенко Ю.П. Современные пред­­ставления о физиологических механизмах срочной адапта­ции организма спортсменов к воздействиям физических нагрузок. Теория и практика физической культуры 2002; 7: 2–6.
27. Корнякова В.В., Конвай В.Д. Роль нарушения метаболизма пуринов в повреждении кардиомиоцитов крыс при физических нагрузках. Омский научный вестник 2012; 1(108): 96–99.
28. Грицюк Т.В. Морфофункциональные изменения в дви­гательных нейронах спинного мозга, сердечной и ске­летной мышцы неполовозрелых белых крыс при воздействии физических нагрузок и в условиях применения фитопрепаратов. Автореф. дис. … канд. мед. наук. СПб; 1994.

Vasyagina T.I., Biryukova О.V. Spatial Organization Types of Sinoatrial Node in Dogs with Different Body Functional Reserve Levels. Sovremennye tehnologii v medicine 2016; 8(2): 40, https://doi.org/10.17691/stm2016.8.2.05