Коррекция артериального давления у собак с использованием транскраниальной электростимуляции

КОРРЕКЦИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ У СОБАК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ

О.Б. Сеин, К.А. Михайлов

Аннотация. На основании проведенных исследований было установлено, что транскраниальная электростимуляция (ТЭС) оказывает влияние на артериальное давление (АД) у собак. Отмечено, что у животных с нормальным артериальным давлением эффекты ТЭС были слабо выраженными, а при гипертонии и гипотонии электростимуляция оказывала нормализующее действие. При этом введение антагониста опиоидных пептидов налоксона снижало гомеостатические эффекты ТЭС. Показана перспективность использования ТЭС в клинической практике.

Ключевые слова: артериальное давление, бета-эндорфин, гемодинамика, кровь, опиоидные пептиды, собаки, транскраниальная электростимуляция, энкефа-лин.

В начале 80-х годов прошлого столетия в НИИ физиологии имени И.П. Павлова группой ученых под руководством профессора В.П. Лебедева был разработан новый метод транскраниальной электростимуляции защитных механизмов мозга, который впоследствии получил название ТЭС-терапия.

Для обеспечения данного метода была создана соответствующая аппаратура, представленная модельной серией аппаратов «Трансаир», адаптированных для различных условий.

С учетом принципов доказательной медицины в основу ТЭС-терапии были положены результаты многолетних рандомизированных и скрининговых исследований на научно-экспериментальных и клинических моделях, полученные разработчиками данного метода. Так, исследования проведенные с использованием ядерномагнитнорезонансной томографии в Торонтском университете (М.Л. Дж. Джой, В.П. Лебедев, 2005) показали, что активация защитных механизмов мозга осуществляется только при сагиттальном направлении стимулирующего тока, когда электроды располагаются на голове животного фронтально-ретромастоидально -анод в области затылочной кости, а катод - в области лобной кости. Именно при таких условиях содержание опиоидных пептидов в ликворе и крови животных и человека увеличивается в несколько раз. Например по данным М.И. Кузина и др. (1984) и Л.Н. Айрапетова и др. (1985) после ТЭС содержание бета-эндорфина в спинномозговой жидкости кроликов увеличивалось на 320%, а в крови свиней - в 2-4 раза (О.Б. Сеин, 1994, 2010). Были установлены квазирезонансные зависимости «частота импульсов - эффект», «длительность импульсов - эффект». При этом максимальные позитивные эффекты, такие как, анальгезия, ускорение регенерации тканей, повышение неспецифических факторов защиты и др., совпадали с пиками выявленных квазирезонансных характеристик тока и с максимальным увеличением концентрации бета-эндорфина в мозге, лик-воре и крови.

Было также выявлено, что потенцирование эффектов ТЭС-терапии вызывают ингибиторы энкефалиназы - фермента, разрушающего опиоидные пептиды, а блокируются эффекты ТЭС налоксоном - антагонистом опиоидных пептидов.

Исследования центральных и периферических механизмов ТЭС-терапии подтвердили обоснованность применения этого метода, в связи с чем он нашел достаточно широкое применение в медицинской практике. В ветеринарной медицине данный метод также не остается без внимания. Его применяют для регуляции поло-

вой функции у свиноматок (О.Б. Сеин, 1994), повышения неспецифических факторов защиты организма (А.П. Жуков, 1997; О.Б. Сеин, 2009; А.М. Выдрин, 2009), лечении коров, больных эндометритом (В.П. Су-хинин, 1997), лечении телят, больных диспепсией (М.В. Беседин, 2000), коррекции функциональной активности печени и желудка у собак и свиней (С.А. Кизилов, 2004), профилактики транспортного стресса у животных (О.Б. Сеин и др., 2008).

Учитывая многогранность эффектов ТЭС, нами была проведена попытка применения её с целью коррекции АД у собак.

Опыты проводили на собаках среднепородного типа. Схема опытов предусматривала исследование клинического статуса и показателей гемодинамики у животных до и после проведения ТЭС.

ТЭС проводили с использованием аппарата «Тран-саир-2». Электроды закрепляли на голове собак с применением специальных электродов: анод в области затылочной кости, катод - в области лобной кости (рисунок 1).

Рисунок 1 - Расположение электродов-«липучек» на голове собаки при проведении сеанса ТЭС-терапии.

При ТЭС использовали постоянный и импульсный ток. Вначале на электроды подавали постоянный ток (34 мА), а затем прямоугольные импульсы, плавно увеличивая от 0 до необходимых значений. Частота импульсного тока составляла 77 Гц, длительность импульсов 3,5 мс, время экспозиции сеанса - 30 минут.

Во время проведения эксперимента у животных определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС ), АД систолическое (АДс), АД диастолическое (АДд), пульсовое давление (Пд), до сеанса ТЭС и через 60, 180 мин и 6 часов после сеанса, а также учитывали поведенческие реакции собак.

АД у собак измеряли на плечевой артерии пружинным тонометром с использованием педиатрической манжеты, частоту пульса оценивали пальпаторно и с использованием электрокардиографа.

Было проведено пять экспериментов на одних и тех же собаках после уравнительного периода между экспериментами (5 дней).

В первом эксперименте изучали эффекты ТЭС на собаках, АД у которых находилось в пределах физиологических границ. Во втором эксперименте изучали действие ТЭС на собак с повышенным АД, которое вызывали внутривенным введением мезатона в дозе 0,1 мкг/кг (М.Д. Машковский 2002). В третьем эксперименте изучали эффекты ТЭС на собаках с пониженным АД, вызванным внутривенным введением сульфата магния в дозе 50 мг/кг (М.Д. Машковский 2002). Четвертый эксперимент проводили на собаках, которым вводили налоксон и проводили ТЭС. Пятый эксперимент проводился на собаках с пониженным АД после введения налоксона и ТЭС.

Результаты первого эксперимента показали, что ТЭС не оказывает существенного влияния на АД у собак, параметры которого находились в пределах физиологических границ. Как видно из данных, представленных в таблице 1, после применения электровоздействия АДс и АДд у собак повышалось, однако это повышение было статистически недостоверным (Р>0,05).

Таблица 1 - Частота пульса и артериальное давление

Показатели До ТЭС После ТЭС

через 60 мин через 90 мин через 6 час

ЧСС, уд./мин 76,0±3,3 80,0±2,7 80,0±3,0 75,0±3,0

АДс, мм рт. ст. 125,0±6,4 130,0±7,0 135,0± 130,0±7,4

АДд, мм рт. ст. 35,0±2,0 40,0±2,5 40,0±2,7 35,0±2,8

Пд, мм рт. ст. 90,0±4,6 110,0±5,9 95,0±4,5 95,0±5,0

Таблица 2 - Влияние ТЭС на артериальное давление частоту пульса у собак при экспериментальной

Показатели До ТЭС После ТЭС

через 60 мин через 90 мин через 6 час

Первая опытная группа

ЧСС, уд./мин 140,0±5,7 135,0±6,3 125,0±4,7*' 110,0±5,8*'

АДс, мм рт. ст. 185,0±5,3 175,0±4,7 164,0±4,0*' 145,0±6,5*'

АДд, мм рт. ст. 65,0±2,4 60,0±2,5 50,0±2,0*' 40±2,1*'

Пд, мм рт. ст. 120,0±3,0 115,0±4,0 114,0±2,0 105,0±4,7

Вторая контрольная группа

ЧСС, уд./мин 144,0±7,0 140,0±6,0 137,0±5,1 132,0±5,8

АДс, мм рт. ст. 184,0±6,0 188,0±5,3 180,0±4,9 174,0±7,3

АДд, мм рт. ст. 65,0±3,1 67,0±3,3 67,0±2,8 60,0±3,4

Пд, мм рт. ст. 119,0±4,9 121,0±5,0 113,0±6,0 114,0±6,8

Примечание: * - при Р < 0,05 по сравнению с фоновыми показателями; • - по сравнению с контролем.

Результаты второго эксперимента свидетельствуют о том, что после введения мезатона АД у собак значительно повысилось (АДс - 185,0±6,3; АДд - 68,0±4,7 мм рт. ст.). Однако после проведения ТЭС оно имело стойкую направленность к понижению, что видно из данных в таблице 2. Через 90 мин после окончания сеанса электростимуляции как АДс, так АДд достоверно понизилось по сравнению с фоновыми показателями, а через 6 часов АД находилось в пределах физиологических границ. При этом у животных контрольной группы параметры АД в течение всего периода второго эксперимента были относительно высокими.

Результаты третьего эксперимента (таблица 3) указывают на то, что введение сульфата магния вызывало стойкое понижение АД у подопытных собак. После проведения сеанса ТЭС как АДс, так АДд у животных повышалось. Так уже через 90 мин достоверно повышалось по сравнению с контролем, а через 6 часов достигало нормальных параметров. В то же время у собак контрольной группы оставалось пониженным относительно продолжительное время.

Таблица 3 - Влияние ТЭС на артериальное давление и частоту пульса у собак при экспериментальной гипотонии

Показатели До ТЭС После ТЭС

через 60 мин через 90 мин через 6 час

Первая опытная группа

ЧСС, уд./мин 50,0±2,1 50,0±3,6 64,0±3,0' 73,0±4,1*'

АДс, мм рт. ст. 65,5±3,1 70,0±5,0' 75,0±3,0*' 80,0±4,0*'

АДд, мм рт. ст. 20,0±1,9 25,0±1,7 35,0±2,0*' 37,0±1,8*'

Пд, мм рт. ст. 45,5±2,2 45,0±3,0 40,0±3,8' 43,0±4,4'

Вторая контрольная группа

ЧСС, уд./мин 48,0±3,0 55,0±3,8 50,0±2,2 45,0±3,0

АДс, мм рт. ст. 68,0±3,4 57,0±4,4 50,0±2,8 60,0±3,9

АДд, мм рт. ст. 23,0±2,0 23,0±1,7 25,0±2,1 27,0±1,6

Пд, мм рт. ст. 45,0±2,7 34,0±3,0* 25,0±3,0 33,0±2,2

Результаты четвертого и пятого экспериментов показали, что эффекты ТЭС практически не проявлялись после предварительного введения налоксона. Как видно из данных таблицы 4, после введения налоксона и ТЭС у собак с экспериментальной гипертонией АД оставалось относительно высоким и только через 6 часов несколько уменьшилось. У контрольных животных, которым проводили ТЭС без введения налоксона, АД имело тенденцию к понижению.

Таблица 4 - Влияние комплексного применения налоксона и ТЭС на артериальное давление и частоту

Показатели До ТЭС После ТЭС

через 60 мин через 90 мин через 6 час

Первая опытная г эуппа

ЧСС, уд./мин 138,0±7,7 130,0±5,0 124,0±6,3 118,0±6,6

АДс, мм рт. ст. 188,0±6,9 179,0±6,8 185,0±7,3 176,0±5,8

АДд, мм рт. ст. 66,0±2,9 66,0±3,3 67,0±2,5 62,0±3,0

Пд, мм рт. ст. 122,0±6,1 113,0±5,5 108,0±4,8 114,0±4,4

Вторая контрольная группа

ЧСС, уд./мин 141,0±5,0 139,0±4,6 138,0±4,4 130,0±5,2

АДс, мм рт. ст. 188,0±6,0 177,0±5,5 160,0±5,0* 146,0±5,0*

АДд, мм рт. ст. 64,0±2,7 60,0±3,0 53,0±2,3* 47,0±2,6*

Пд, мм рт. ст. 124,0±5,3 117,0±4,2 107,0±4,9* 104,0±5,1*

У собак с пониженным давлением (таблица 5) после введения налоксона, ТЭС также не оказывала существенного влияния на динамику АД, параметры которого находились относительно в низких границах. В то же время у контрольных животных, которым налоксон не вводили ТЭС оказывала нормализующие действие и АД повышалось.

Таблица 5 - Влияние комплексного применения налоксона и ТЭС на артериальное давление и частоту

Показатели До ТЭС После ТЭС

через 60 мин через 90 мин через 6 час

Первая опытная группа

ЧСС, уд./мин 47,0±4,0 50,0±3,5 52,0±2,3' 46,0±3,2'

АДс, мм рт. ст. 58,0±2,7 55,0±3,1' 55,0±2,5' 50,0±4,4'

АДд, мм рт. ст. 24,0±1,9 22,0±2,0' 25,0±2,0' 26,0±1,5'

Пд, м рт. ст. 34,0±1,4 33,0±2,3 30,0±1,7 24,0±2,0

Вторая контрольная группа

ЧСС, уд./мин 44,0±3,5 50,0±2,2 62,0±3,0* 70,0±3,0*

АДс, мм рт. ст. 65,0±2,1 74,0±3,0* 98,0±2,8* 115,0±4,0*

АДд, мм рт. ст. 23,0±1,4 28,0±1,5* 33,0±1,4* 35,0±1,5*

Пд, мм рт. ст. 42,0±2,0 46,0±2,7 56,0±3,3 80,0±3,7

Таким образом, проведенная нами серия опытов свидетельствует о выраженном влиянии ТЭС на артериальное давление у собак и подтверждает участие опиоидэргической системы мозга в регуляции гемоди-намических процессов в организме животных. Под действием ТЭС в структурах антиноцицептивной системы вырабатываются эндогенные опиоиды, в частности, эндорфины и энкефалины, обладающие вазематорными эффектами. При этом, если учесть, что эндорфинэрги-ческие и энкефалинэргические системы оказывают противоположное влияние на механизмы регуляции гемодинамики, то гомеостатические эффекты ТЭС вполне объяснимы: при повышенном АД срабатывает первая система, а при пониженном АД - вторая. Именно поэтому нормальные параметры АД при ТЭС остаются практически неизменными, а при нарушениях

и

вазематорной регуляции отмечается тенденция к их нормализации.

Данные предположения подтверждают результаты четвертого и пятого экспериментов, проведенных нами. Налоксон - антогонист опиоидных пептидов, блокировал гемодинамические эффекты ТЭС: после его введения и проведения электростимуляции АД практически не изменялось.

Полученные нами результаты указывают на перспективу использования ТЭС в практике ветеринарии и медицины с целью коррекции АД у животных и человека. Основанная на активизации собственных гемоди-намических механизмов регуляции, можно предположить, что ТЭС позволит отказаться от медикаментозных препаратов используемых при гипертензиях, которые как правило, обладают множеством побочных эффектов и противопоказаний.

Список использованных источников

1 Айрапетов Л.Н., Зайчик А.Н., Трухманов Н.С. Об изменении уровня бета-эндорфина в мозге и спинномозговой жидкости при транскраниальной электроанальгезии // Физиологический журнал СССР. - 1985. - 71(1). - С. 56-64.

2 Беседин М.В. Применение ТЭС для лечения телят, больных диспепсией // Автореф. дисс. канд. биол. наук. -Курск, 2000. - 19с.

3 Выдрин А.М. Показатели естественной резистентности у кроликов при ТЭС // Диагностика, лечение и профилактика болезней животных: сб. науч. тр. - Курск, 2009. - С. 39-42.

4 Джой М.Л. Дж., Лебедев В.П., Гатти Дж. Плотности тока и пути его распространения в мозге кролика при ТЭС: изучение с помощью ЯМР томографии // ТЭС, экспериментально-клинические исследования. Сб. статей. Т.1. - СПб., 2005. - С. 128-149.

5 Жуков А.П. Экологически чистый способ повышения резистентности новорожденных телят // Экологические проблемы патологии, фармакологии и терапии животных: тез. докл. Междунар. координационного совещания. - Воронеж, 1997. - С. 308-310.

6 Кизилов С.А. Влияние ТЭС на морфофункциональ-ное состояние желудка у свиней // Автореф. дисс. канд. биол. наук. - Курск, 2004. - 19с.

7 Влияние чрескожной транскраниальной электростимуляции в режиме электроанальгезии на содержание бета-эндорфина в спинномозговой жидкости и плазме крови / М.И. Кузин, М.Я. Авруцкий, Б.М. Шлозников и др. // Бюл. экспериментальной биологии. - 1984. - 97(5). - С. 515-516.

8 Машковский М.Д. Лекарственные средства / В 2т. Т.1. - 14-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: ООО «Изд-во Новая Волна»: Издатель С.Б. Дивов, 2002. - 540с.

9 Сеин О.Б. Транскраниальная электростимуляция половой зрелости у свинок // Ветеринария. - 1994. - №3. - С. 27-29.

10 Сеин О.Б., Сеин Б.С., Аксенов А.А. Перспективы использования ТЭС // Аграрная наука. - 2008. - №9. - С. 37-38.

11 Сеин О.Б., Сеин Д.О., Выдрин А.М. Неспецифическая резистентность у животных после ТЭС // Аграрная наука. - 2009. - №8. - С. 35-37.

12 Сеин О.Б., Сеин Д.О. Физиологические особенности формирования половой функции у свиней. - Курск, 2010. - 295 с.

13 Сухинин В.Н. Лечение маститов у коров с применением электроанальгезии // Экологические проблемы патологии, фармакологии и терапии животных: тез. докл. Междунар. координационного совещания. - Воронеж, 1997. - С. 432.

Информация об авторах

Сеин Олег Борисович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой терапии и акушерства ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. 53-15-55.

Михайлов Константин Александрович, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. 53-15-55.