Королев А.Г., Шмаевский П.Е., Мнацаканян А.Г., Дьяченко Ю.Е., Иноземцев А.Н., Шилин С.С., Попадюк В.И., Ганьшин И.Б., Дроздова Г.А., Кастыро И.В., Гросу Д. Изменения в частотном диапазоне вариабельности сердечного ритма у крыс при моделировании депривации обонятельного анализатора в периферическом и центральном отделах. Head and neck. Голова и шея. Российский журнал. 2023;11(2):38–43.
Авторы несут ответственность за оригинальность представленных данных и возможность публикации иллюстративного материала – таблиц, рисунков, фотографий пациентов
Цель исследования: сравнить степень стрессогенности моделирования септопластики и других моделей сенсорной депривации обонятельного анализатора на основании анализа вариабельности сердечного ритма (ВРС) у крыс.
Материал и методы. Работа была проведена на 20 половозрелых крысах-самцах линии Wistar. Проведено сравнение эффекта моделирования септопластики и моделирования сенсорной депривации обонятельного анализатора у крыс на изменения частотной области ВРС.
Заключение. Бульбэктомия провоцирует у крыс более выраженные изменения ВРС по сравнению с мо- делированием септопластики.
Ключевые слова: септопластика, стресс, бульбэктомия, вариабельность сердечного ритма
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки
Purpose of the study: to compare the degree of stress induced by simulated septoplasty and other models of sensory deprivation of the olfactory analyzer based on the analysis of heart rate variability (HRV) in rats. Material and Methods: The study was carried out on 20 sexually mature male Wistar rats. The effect of simulated septoplasty and simulated sensory deprivation of the olfactory analyzer in rats on the changes of HRV frequency range was assessed.
Conclusion: Bulbectomy provokes more pronounced changes in HRV in rats compared with simulated septoplasty. Key words: septoplasty, stress, bulbectomy, heart rate variability
Conflicts of interest. The authors have no conflicts of interest to declare.
Funding. There was no funding for this study
Введение
Обонятельный анализатор играет важную роль в нормальной жизнедеятельности не только у человека, но и у животных. Нарушение его функции может спровоцировать развитие ряда стрессовых реакций [1, 2].
Нарушение обонятельной функции отмечается при различных заболеваниях полости носа и околоносовых пазух, среди кото- рых одним из наиболее распространенных является искривление перегородки носа (ИПН) [3]. Также дисфункция перифериче- ского отдела обонятельного анализатора отмечается в раннем послеоперационном периоде у пациентов после септопластики [4], которая выполняется у пациентов с ИПН [5, 6].
Считается, что вариабельность сердечного ритма (ВСР) отра- жает аффективные, физиологические, когнитивные и пове- денческие аспекты болевого синдрома [7, 8], а также ряда инфекционных заболеваний [9–11], т.е. наличие в организме той или иной интенсивности воспалительного процесса. По современным данным, центральная вегетативная нейронная сеть является функциональной интегрированной моделью, уча- ствующей в тоническом, рефлекторном и адаптивном управле- нии вегетативными функциями [12]. Очевидно, что ВСР может быть одним из объективных методов контроля ответа нейро- гуморальной регуляторной системы организма на различные стрессорные факторы, нарушающие функцию обонятельного анализатора [13].
Цель исследования: сравнить степень стрессогенности моде- лирования септопластики и других моделей сенсорной депри- вации обонятельного анализатора на основании анализа ВРС у крыс.
Материал и методы
Работа была проведена на 20 половозрелых крысах-сам- цах линии Wistar массой 205,25±10,15 г. За 3 суток до опе- раций всем животным под местной анестезией 2% раство- ром лидокаина и общей анестезией раствором золетила 50 (тилетамина гидрохлорид и золазепама гидрохлорид, 3 мг на 100 г массы тела крысы) устанавливали 3 металлических полукольца с округлыми наконечниками для последующей фиксации электродов. Через 3 дня после этого проводили запись электрокардиограммы (ЭКГ), после в этот же день проводили хирургические вмешательства. Для оценки состо- яния вегетативной нервной системы проводили спектральный анализ ВСР у крыс до операции, на 1–6-е сутки после модели- рования септопластики, а в группе бульбэктомии указанному сроку соответствовали 15–19-е сутки после операции. Влияние гуморального и надсегментарного уровней регуляции ВСР оценивали при помощи анализа очень низкочастотного (VLF), а состояние парасимпатической (ПНС) и симпатической (СНС) нервной системы – с помощью высокочастотного компонента сердечного ритма (HF) и низкочастотного компонента сердечного ритма (LF), соответственно, как процентное отношение каждого частотного показателя от их суммы, также оценивали отношение LF/HF (вагосимпатический индекс).
Септопластика. За 10 минут всем крысам до операции в целях общей анестезии внутрибрюшинно вводили раствор золетила 50 в дозировке 15 мг/кг. Моделирование септопластики (1-я группа, n=10) проводили стандартным методом путем зигза- гообразной скарификации слизистой оболочки полости носа (рис. 1а) [1, 2, 7].
Бульбэктомия. Двустороннюю бульбэктомию (рис. 1б) про- водили (2-я группа, n=10) согласно протоколу [14]. После введения раствора золетила 100 в указанной выше дозиров- ке брили голову и над обонятельными луковицами в чере- пе проделывали микробором отверстия размером 2 мм для иглы кпереди от брегмы с двух сторон на расстоянии 2 мм от средней линии лобной кости, лежащей над обонятельными луковицами. Животные исключались из исследования, если не были полностью удалены луковицы или была повреждена лобная кора [14]. При этом было важно не повредить лобную кору. Для профилактики кровотечения из фрезевых отвер- стий использовали гемостатическую губку. На рану наносили порошок антибиотика цефтриаксона до их закрытия хирурги- ческими зажимами 7,5 мм.
Для оценки различий результатов до и после операции использовали критерий Вилкоксона, а также между группами – Манна–Уитни.
Исследования на животных проводили согласно требованиям «Правил проведения работ с использованием эксперименталь- ных животных» (1984) и «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» (1986). Исследования одобрены этическим комитетом МИ РУДН от 18.09.2020 (протокол No1).
Результаты исследования
Низкочастотный компонент. Группа бульбэктомии имела достоверно более высокие показатели LF на всем протяжении периода наблюдения по сравнению с группой септопластики (p<0,001) (рис. 2а).
Высокочастотный компонент. По сравнению со 1-й группой HF 2-й группы был значимо выше в 1-й 2-й, 5-й, 6-й дни (p<0,001), 3-й день (p<0,05), 4-й день (p<0,01) (рис. 2б).
Критерий Манна–Уитни показал, что очень низкочастотный компонент 2-й группы был достоверно выше, чем в 1-й, на 1-3-й, 5-6-й дни (p<0,001) и 4-й день (p<0,01) (рис. 2в).
Вагосимпатический индекс (LF/HF). Согласно критерию Манна–Уитни, через день после операций самый высокий LF/HF наблюдался у животных 2-й группы по сравнению с 1-й группой и контролем (p<0,001). Через 48 часов после моделирования воздействий на обонятельный анализатор во 2-й группе наблюдалась похожая картина (p<0,001), однако наименьшие показатели LF/HF на этом отрезке его оценки были отмечены в 1-й группе. В третий период наблюдения самые высокие значения были выявлены во 2-й группе по сравнению с 1-й (p<0,001). На 4-й 5-й и 6-й дни во временных точках оценки LF/HF ситуация была та же, что и в предыдущий период. Но на 5-й день наблюдения LF/HF 2-й группы был значимо выше, чем в 1-й (p<0,001) (рис. 2г).
Обсуждение
Хирургические манипуляции в челюстно-лицевой области приводят к изменениям ВСР [15].
Традиционно анализ ВСР в частотной области выявляет 2 или более пика: более низкую частоту (<0,15 Гц) и пик более высокой частоты (>0,15 Гц), которые, как правило, соотносят с симпатическим и парасимпатическим влиянием на сердечную деятельность соответственно. Снижение HF по сравнению с LF и рост VLF, которые наблюдаются одновременно с изменением поведения крыс в условиях стресса [8, 13], можно объяснить эффектом постхирургического воспаления. Высокие значе- ния LF в группе бульбэктомии свидетельствуют о снижении активности СНС в регуляции сердечной деятельности на фоне депривации центрального отдела обонятельного анализато- ра. Известно, что колебания HF-компонента тесно связаны с выбросом в кровеносное русло провоспалительных цитоки- нов через час после воздействия стрессового фактора [11]. Кроме того, показано, что анестезиологическое пособие, не соответствующее объему хирургического вмешательства, про- воцирует ваготонию, что отражается на регуляции сердечной деятельности [16]. На ранних сроках после септопластики в полости носа воспалительные реакции сопровождаются отеком слизистой оболочки, а это приводит к сужению носовых ходов и последующей гипоксемии, что в свою очередь увеличивает активность ПНС.
Заключение
Хирургическая травматизация перегородки носа и верхней челюсти у крыс в раннем послеоперационном периоде вызывает сдвиг вегетативной нервной системы в сторону ее симпатическо- го компонента, что косвенно свидетельствует о возникновении острого стресс-ответа, наличии депрессивно-тревожного состо- яния, увеличении мобилизации высших вегетативных центров и росте влияния нейрогуморального и метаболического уровней регуляции. Степень стрессогенности бульбэктомии у крыс в раннем послеоперационном периоде выражена сильнее.