СРАВНЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИНУС-ЛИФТИНГА И СЕПТОПЛАСТИКИ У КРЫС НА ИЗМЕНЕНИЯ СИМПАТИЧЕСКОЙ И ПАРАСИМПАТИЧЕСКОЙ НЕРВНЫХ СИСТЕМ.

В исследовании представлена оценка эффекта моделирования синус-лифтинга и септопластики у крыс на изменение тонуса симпатической и парасимпатической нервной систем. Достоверных отличий между группами в первые два дня после операции выявлено не было. Однако, по сравнению с контролем, было определено, что в раннем постоперационном периоде повышается низкочастотный компонент и снижается высокочастотный. Также увеличивается диапазон VLF. Это свидетельствует об увеличении активности симпатической нервной системы и сдвиге метаболизма под влиянием постхирургического воспаления.

Ключевые слова: септопластика, стресс, синус-лифтинг, вариабельность сердечного ритма.

Abstract: The study provides an assessment of the effect of modeling sinus lifting and septoplasty in rats on changes in the tone of the sympathetic and parasympathetic nervous systems. There were no significant differences between the groups in the first two days after surgery. However, in comparison with the control, it was determined that in the early postoperative period, the low-frequency component increases, and the high-frequency component decreases. The very low frequency range also increases. This indicates an increase in the activity of the sympathetic nervous system and a shift in metabolism under the influence of post-surgical inflammation.

Keywords: septoplasty, stress, sinus lift, heart rate variability.

Хирургическая альтерация у биологических объектов в результате действия стрессорных факторов провоцирует дисбаланс вегетативной нервной системы (ВНС), которая в

норме посредством симпатической (СНС) и парасимпатической (ПНС) нервных систем осуществляет контроль широкого спектра физиологических функций. Хирургическое вмешательство вызывает болевой синдром, эмоциональную реакцию, раздражение, тревожность, беспокойство и др. Хирургические вмешательства в челюстно-лицевой области и полости носа (септопластика) могут влиять на активацию СНС и ПНС, а также на различные реакции сердца, вызванные регуляторным действием ВНС [1, 2]. Одной из распространенных хирургических процедур среди стоматологических вмешательств является синус-лифтинг [3, 4, 5]. Имеются многочисленные морфологические исследования результатов проведения различных техник синус-лифтинга на окружающие ткани [6]. Так, имеются многочисленные данные гистологической оценки различных способов синус-лифтинга [6, 7], однако исследований, посвященных физиологической оценке степени стрессогенности синус-лифтинга и сравнению этой манипуляции с другими хирургическими вмешательствами в челюстно-лицевой области крайне мало.

Цель исследования: оценить эффект моделирования синус-лифтинга и септопластики на изменения тонуса симпатической и парасимпатической нервных систем у крыс.

Материалы и методы. Работа была проведена на 20 половозрелых крысах-самцах линии Wistar массой 205,25±10,15 г. За 3 суток до операций всем животным под местной анестезией 2% раствором лидокаина и общей анестезией раствором золетила (тилетамина гидрохлорид и золазепама гидрохлорид) (3 мг на 100 г массы тела крысы) устанавливались 3 металлических полукольца с округлыми наконечниками для последующей фиксации электродов. Через три дня после этого проводили запись электрокардиограммы (ЭКГ), после в этот же день проводили хирургические вмешательства. Для оценки состояния ВНС проводили спектральный анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) у крыс до операции и на 1-2 сутки после моделирования септопластики и синус-лифтинга. Влияние гуморального и надсегментарного уровней регуляции ВСР оценивали при помощи анализа очень низкочастотного (VLF), а состояние ПНС и СНС – 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).

За 10 минут всем крысам до операции в целях общей анестезии внутрибрюшинно вводили раствор золетила в дозировке 15 мг/кг. Моделирование септопластики (1 группа, n=10) проводили стандартным методом путем зигзагообразной скарификации слизистой оболочки полости носа (рис.1а) [8, 9].

Рисунок 1. А: Схема проведения моделирования синус-лифтинга. Стрелкой указано место повреждения кости. Б: Схема проведения септопластики. Стрелками указано направление скарификации слизистой перегородки носа.

Синус-лифтинг (1 группа, n=10) осуществляли с использованием описанного выше анестезиологического пособия путем нарушения целостности костной структуры альвеолярного отростка с одной стороны микробором перед передним малым коренным зубом в сторону верхнечелюстной пазухи глубиной 2 мм и диаметром 1 мм, при этом не повреждая ее слизистой оболочки (рис.1б).

Для оценки различий результатов до и после операции использовали критерий для связных выборок Вилкоксона.

Исследования на животных проводили согласно требованиям «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (1984 г.) и «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» (1986г.).

Результаты исследования. Низкочастотный компонент. Согласно критерию Вилкоксона, достоверные различия с нормальными значениями (45,04±2,77%) наблюдались во второй группе на второй послеоперационный день (48,96±3,7%) (p<0,01). В 1 группе, по сравнению с первым днем (40,59±5,67%), на второй день LF достоверно вырос (47,24±5,3%) после моделирования септопластики (p<0,05). Аналогичные изменения наблюдались и во 2 группе (43,82±3,95% и 48,96±3,69%, соответственно) (p<0,01) (рис. 2а).

Очень низкочастотный компонент, по сравнению с дооперационными данными (55,61±3,88%), в 1 группе достоверно был больше и на первый (62,09±3,22%) (p<0,01), и на второй постоперационный день (72,17±5,03%) (p<0,001). Одновременно было отмечено его повышение и в динамике (p<0,01). Во второй группе было отмечено повышение очень низкочастотного компонента на первые и вторые (65,55±4,05% и 70,98±3,58%, соответственно) постоперационные сутки, по сравнению с нормой (p<0,001) (рис. 2а). Снижение показателей высокочастотного компонента было отмечено на второй день и в первой (23,06±5,01) (p<0,001), и во второй группах (26,8±4,82%) (p<0,01), по сравнению с нормой (32,59±3,05%). По сравнению с первыми днями группы моделирования септопластики (33,96±3,78%) (p<0,001) и моделирования синус-лифтинга (34,29±2,85%) (p<0,05), на вторые постоперационные сутки было отмечено достоверное снижение высокочастотного компонента (рис. 2а).

Вагосимпатический индекс, по сравнению с контролем (2,24±0,24), в первой группе достоверно увеличивался в первый день (2,57±0,15) (p<0,01) и во второй день (2,96±0,33) (p<0,01). Во второй группе была также отмечена положительная динамика, по сравнению с нормой: 1 день –3,3±0,27; 2 день – 2,95±0,17 (p<0,001). Сравнивая динамику изменения LF/HF на протяжении послеоперационного периода, было отмечено, что на второй день в первой группе этот показатель достоверно увеличился (p<0,05), а во второй группе, напротив, уменьшился (p<0,001) (рис. 2б).

Рисунок 2. А. Изменения относительной мощности частотной области ВСР (а) у крыс после моделирования септопластики и синус-лифтинга. Б.Вагосимпатический индекс у крыс после моделирования септопластики и синус-лифтинга. Примечание: * — достоверные различия между данными до и после операции внутри групп при <0,001; • — достоверные различия между данными до и после операции внутри групп при p<0,01; † — достоверные различия между сроками наблюдения после операции внутри групп при p<0,001; ○ — достоверные различия между сроками наблюдения после операции внутри групп при p<0,01; ◊ — достоверные различия между сроками наблюдения после операции внутри групп при p<0,05.

Обсуждение полученных результатов. Хирургические манипуляции в челюстно-лицевой области приводят к изменениям вариабельности сердечного ритма [10]. Во избежание распространения постхирургического воспалительного процесса при моделировании синус-лифтинга в данном исследовании ставилась задача разрушить только костную ткань в области альвеолярного отростка верхней челюсти крыс и не повредить слизистую оболочку верхнечелюстных пазух, наличие которых у крыс в настоящее время не подвергается сомнению [11, 12].

Традиционно анализ ВСР в частотной области выявляет два или более пика: более низкую частоту (<015 Гц) и пик более высокой частоты (> 0,15 Гц), которые, как правило, соотносят с симпатическим и парасимпатическим влиянием на сердечную деятельность, соответственно [13]. Снижение HF по сравнению с LF, и рост VLF, которые наблюдаются одновременно изменением поведения крыс в условиях стресса [8], можно объяснить эффектом постхирургического воспаления. Известно, что колебания HF-компонента тесно связаны с выбросом в кровеносное русло провоспалительных цитокинов через час после воздействия стрессового фактора [15]. Кроме того, показано, что неадекватное хирургической альтерации анестезиологическое пособие способствует повышенной активности именно ПНС [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 [17]. Однако при моделировании сетопластики и синус-лифтинга в первые двое суток после операции произошло падение HF, вероятно, из-за развития классического стресс-ответа и развития депрессивно-подобного состояния [18].

Известно, что амплитуда VLF тесно связана с эмоциональным стрессом, а также VLF может показывать регуляцию метаболизма [13]. Тесная связь этого компонента ВСР с метаболизмом подтверждается полным параллелизмом между суточными изменениями концентрации адипоцитарного гормона лептина в сыворотке крови и суточными изменениями VLF-компонента ВСР [19].

Вагосимпатический индекс (LF/HF) показывает соотношение взаимодействия СНС и ПНС [20]. Однако существует мнение, что этот показатель не вполне точно отражает симпато-вагусный баланс из-за того, что ранее многими авторами не принималось во внимание его многофакторность LF и HF [21]. Существуют и другие данные, показывающие, что вагосимпатический индекс все-таки может отражать состояние баланса вегетативной нервной системы. Так, при фибромиалгии увеличение LF/HF соответствует сдвигу ВНС к доминированию симпатического отдела или к уменьшению роли парасимпатического, что вполне согласуется с природой вегетативной функции при фибромиалгии [22]. Можно предположить, что снижение соотношения LF/HF на второй день после операции во второй группе свидетельствует о меньшей воспалительной реакции, а также, по сравнению с первой группой, отсутствии других альтерирующих факторов – большая площадь операционного поля, уменьшение носовых ходов, сенсорная депривация обонятельного анализатора [8, 9].

Ранее было показано, что моделирование септопластики у крыс провоцирует появление тревожно-депрессивного состояния, что проявляется изменениями в поведении животных [8, 9]. Также известно, что хирургическая альтерация в челюстно-лицевой области приводит к изменениям в цитоархитектонике пирамидного слоя гиппокампа, росту апоптоза нейронов в аммониевом роге гиппокампа [23], выраженным местным воспалительным реакциям депрессивного состояния, что проявляется изменениями в поведении животных [24]. Кроме того, моделирование септопластики в раннем постоперационном периоде провоцирует увеличение активности симпатической нервной системы [8, 9, 25, 26], что согласуется с данными, полученными в настоящем исследовании.

Заключение. Хирургическая травматизация перегородки носа и верхней челюсти у крыс в раннем послеоперационном периоде вызывает сдвиг вегетативной нервной системы в сторону ее симпатического компонента. Этот факт косвенно свидетельствует о возникновении острого стресс-ответа, наличии депрессивно-тревожного состояния, увеличении мобилизации высших вегетативных центров и росте влияния нейрогуморального и метаболического уровней регуляции.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.