Роль физиологических и средовых факторов в обеспечении половых различий в кардиоваскулярной чувствительности к стрессам человека и животных

В наших исследованиях половые различия в базальных и стрессорных значениях АД были более устойчивыми и проявлялись практически во всех сериях опытов. В проведенных экспериментах, как и в работах других авторов (Lawler et al., 1995; Rose et al., 2004: Loft et al., 2007), у юношей отмечались повышенные абсолютные базальные и стрессорные уровни АД. Эти различия связывают с более высоким уровнем катехоламинов (Сhristou et al., 2005) и базальной активности периферических симпатических нервов (Hogarth et al., 2007) у мужских особей. Необходимо отметить, что у девушек, несмотря на повышенные в ряде опытов значения ЧСС, уровни АД никогда не превышали таковые у юношей в покое и при стрессе. Подобные закономерности соответствуют результатам других авторов (Демидов, 1990; Sgoifo et al., 2003) и могут обеспечиваться более активным включением в женском организме периферического звена регуляции АД (Демидов, 1990; Girdler et al., 1990). Известно, что важной детерминантой индивидуальной кардиоваскулярной чувствительности к стрессам является психоэмоциональная реактивность, которая в значительной степени зависит от текущего эмоционального состояния и личностных психологических характеристик субъекта (Макаренко, Лизогуб, Лукьяненко, 2003; Жарков, Соловьев, 2008; Sgoifo et al., 2005). В связи с данным обстоятельством исследовали кардиоваскулярные реакции на учебные стрессорные ситуации у юношей и девушек с учетом знака эмоционального состояния, формирующегося как результат соответствия или несоответствия реального и предполагаемого результата сдачи экзамена (Анохин, 1980).

Проведенный анализ реакций ССС и вегетативного гомеостаза у студентов во время экзаменационного стресса выявил достоверное влияние переживаемого эмоционального состояния на кардиоваскулярную реактивность у девушек (P<0,05), но не у юношей. Так, на протяжении всего экзамена у девушек, удовлетворенных полученной оценкой (группа 2), наблюдалось более значительное увеличение ЧСС (149 против 123%, P<0,05) (рис.1) и САД (137 против 100%, P<0,05), по сравнению с девушками группы 1, неудовлетворенных результатами экзамена. При этом преобладание симпатических влияний в регуляции сердечного ритма наблюдалось у большинства девушек группы 2 (88%) и лишь 50% девушек группы 1. После окончания экзамена у девушек группы 2 также отмечалась более выраженная, по сравнению с девушками группы 1, симпатизация сердечного ритма. У юношей знак переживаемого эмоционального состояния не оказывал достоверного влияния на изменения показателей гемодинамики и вегетативного гомеостаза во время экзаменационного стресса.

5

5

Рис.1. Изменения ЧСС у юношей и девушек, неудовлетворенных (А) и удовлетворенных (Б) результатами экзамена: - * P<0,05 относительно исходных значений; - ^P<0,05 относительно юношей данной группы; - P<0,05 относительно девушек, неудовлетворенных результатами экзамена_ _ _ юноши; ________ девушки.

Следовательно, знак эмоционального состояния при психоэмоциональном стрессе играет роль модулятора кардиоваскулярной стресс-реактивности только у девушек. Поскольку у девушек амплитуда стрессорных реакций зависит от текущего эмоционального состояния, а у юношей кардиоваскулярная стресс-реактивность является относительно постоянной характеристикой, то вполне очевидно, что наличие или отсутствие половых различий в стресс-реактивности ССС будет определяться характером переживаемых девушками эмоций в конкретной стрессорной ситуации. Важно отметить, что у девушек, независимо от знака эмоционального состояния, отмечалась более благоприятная стрессорная динамика кардиоваскулярных реакций. Действительно, у девушек группы 1 экзаменационный стресс вызывал менее выраженные и продолжительные изменения ЧСС и САД, чем у юношей данной группы. У испытуемых группы 2, несмотря на более выраженную у девушек стресс-индуцированную тахикардию, интенсивность гипертензивных реакций и абсолютные значения АД не превышали таковые у юношей.

Для выяснения роли личностных психологических особенностей в обеспечении половых различий в кардиоваскулярной стресс-реактивности, анализировали изменения ССС при экзаменационном стрессе у студентов обоего пола в зависимости от уровня их личностной тревожности. Показано, что у девушек, по сравнению с юношами, уровень личностной тревожности оказывал более выраженное влияние на кардиоваскулярную стресс-реактивность. Так, наиболее чувствительными к воздействию эмоционального стресса, вызванного сдачей экзамена, оказались девушки с высоким уровнем личностной тревожности (ВУЛТ). У этих девушек во время наиболее эмоционально напряженных этапов экзамена отмечались самые высокие абсолютные значения ЧСС (рис.2A), а также более значительное, по сравнению с другими девушками, увеличение САД (рис.2Б) и вариабельности сердечного ритма (рис.3А).

5

5

Рис.2. Изменения ЧСС (А) и САД (Б) при экзаменационном стрессе у девушек с высоким уровнем личностной тревожности (ВУЛТ ), средним уровнем личностной тревожности (СУЛТ) и низким уровнем личностной тревожности (НУЛТ). По оси Х: 0 - два месяца перед экзаменом; 1 - перед взятием экзаменационного билета; 2 - во время ознакомления с билетом; 3 - сразу после сдачи экзамена; 4 - 1 ч после окончания экзамена. - Р<0,05 относительно НУЛТ группы: ^ - Р<0,05 относительно СУЛТ группы

У девушек с ВУЛТ, в отличие от девушек других групп, также наблюдалось более значительное усиление симпатических влияний в регуляции ритма сердца и продолжительное подавление парасимпатического тонуса, о чем свидетельствовали увеличение коэффициента корреляции АКФ R-R интервалов (рис.3Б) и уменьшение мощности спектра R-R интервалов в ВЧ диапазоне.

Наименее выраженные изменения параметров гемодинамики при экзаменационном стрессе наблюдались у девушек с низким уровнем личностной тревожности (НУЛТ). Во время экзамена у этих девушек не отмечалось достоверных изменений АД (рис.2Б), а увеличение ЧСС было менее значительным и продолжительным, чем у девушек с ВУЛТ (рис.2А). При этом, у девушек с НУЛТ сдача экзамена не вызывала изменений показателей вегетативной регуляции сердечного ритма.

5

5

Рис.3. Изменения стандартного отклонения (А) и коэффициента корреляции АКФ R-R интервалов (Б) при экзаменационном стрессе у девушек в зависимости от уровня личностной тревожности (условные обозначения см. рис.2)

У юношей уровень личностной тревожности оказывал модулирующее влияние только на стрессорные изменения ЧСС и ВСР. Так, у юношей с ВУЛТ, в отличие от юношей в СУЛТ и НУЛТ, отмечалось достоверное повышение ЧСС (109% против 105% и 101%, соответственно), а также более значительное понижение СО R-R интервалов (86% против 115% и 100%, соответственно).

Поскольку у девушек уровень личностной тревожности оказывает более выраженное влияние на изменения ССС и вегетативных механизмов регуляции при стрессе, то вполне очевидно, что наличие или отсутствие половых различий в стресс-реактивности ССС будет зависеть от преобладания индивидов с тем или иным типом тревожности в конкретной экспериментальной группе. Действительно, как показали наши исследования, у девушек стресс-реактивность АД могла быть выше, чем у юношей (у испытуемых с ВУЛТ), однако абсолютные значения САД и ЧСС на всех этапах экзаменационного стресса у девушек были ниже (в группе студентов с ВУЛТ и НУЛТ), либо не отличались от таковых у юношей (в группе студентов с СУЛТ). При этом у девушек всех групп ВРС снижалась в меньшей степени, чем у юношей, отражая менее выраженную в женском организме симпатизацию сердечного ритма при эмоциональном стрессе. Независимо от уровня личностной тревожности, процессы нормализации ССС в постстрессорном периоде у девушек протекали быстрее, чем у юношей.

Полученные данные свидетельствуют о значительных половых различиях в чувствительности ССС к действию психоэмоциональных стрессов. В целом, у девушек отмечается более благоприятная динамика кардиоваскулярных реакций при стрессе и после его окончания. При этом, в женском организме, по сравнению с мужским, изменения показателей гемодинамики и вегетативного гомеостаза при стрессорных воздействиях имеют более дифференцированный характер, и в большей степени зависят от знака переживаемых эмоций и уровня личностной тревожности.

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).

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

* - (Р<0,05) относительно исходных значений; - (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.

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 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 б1 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.

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.

Страницы: 1, 2, 3