Скачки артеріального тиску під час швидкого сну у мишей із спонтанною гіпертензією

К'яра Бертеотті

Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale, Університет Болоньї, Болонья, Італія

Карло Франціні

Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale, Університет Болоньї, Болонья, Італія

П’єрлуджі Ленці

Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale, Університет Болоньї, Болонья, Італія

Джованна Зокколі

Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale, Університет Болоньї, Болонья, Італія

Алессандро Сільвані

Dipartimento di Fisiologia Umana e Generale, Університет Болоньї, Болонья, Італія

Анотація

Цілі дослідження:

Сон із швидким рухом очей (швидкий сон) фізіологічно спричиняє скачки артеріального тиску. Перепади тиску можуть призвести до гострих серцево-судинних подій в умовах ризику, таких як артеріальна гіпертензія. Ми дослідили, чи змінює артеріальна гіпертензія швидкість появи та характеристики стрибків тиску під час швидкого сну.

Дизайн:

Спонтанно гіпертонічних щурів (SHR) порівнювали з нормотензивними контролями Wistar-Kyoto (WKY) та групою SHR, у яких гіпертонію запобігали тривалим лікуванням еналаприлом (ena-SHR).

Налаштування:

Предмети:

По сім самців щурів на групу.

Втручання:

Прилади з електродами для поліграфічних записів, назальний термістор для вимірювання періоду вентиляції та артеріальний катетер для вимірювання артеріального тиску та серцевого періоду.

Вимірювання та результати:

SHR продемонстрував значне збільшення швидкості появи, але подібну величину стрибків тиску під час швидкого сну відносно WKY та ena-SHR. Перепади тиску були пов'язані зі зменшенням серцевого періоду та збільшенням частоти електроенцефалографічних тета, які були значно менш вираженими у SHR, ніж у WKY або ena-SHR. Вентиляційний період показав лише незначне збільшення до сплесків без суттєвих відмінностей між групами.

Висновки:

Підвищення тиску, незалежно від апное сну, відбувається під час швидкого сну зі швидкістю, збільшеною в SHR щодо контролю, підтримуючи потенційну роль швидкого сну у спрацьовуванні гострих серцево-судинних подій при артеріальній гіпертензії. Характеристики стрибків тиску дозволяють припустити, що при SHR основні центральні вегетативні команди збільшуються за частотою, але не за величиною, за рахунок артеріальної гіпертензії.

Цитування:

Бертеотті С; Францині С; Lenzi P; Зокколі G; Сільвані А. Підвищення артеріального тиску під час швидкого сну у спонтанно гіпертонічних щурів. СОН 2008; 31 (1): 111-117.

ШВИДКО-РУХОВИЙ (СВІЙ) СОН - СТАН ПІДВИЩЕНОЇ ВЕГЕТАТИВНОЇ ЗМІННОСТІ, 1 ПРОЯВИ ЯКОГО У ЗДОРОВИХ ЛЮДИН включають поступове підвищення (сплески) артеріального тиску. 2,3 У фізіологічних умовах перепади тиску також описувались під час швидкого сну на моделях тварин, 4–9, що є надзвичайно надійною особливістю цього стану сну.

Хоча стрибки тиску можуть бути результатом посилення серцево-судинної мінливості в різних поведінкових умовах, їх характеристики представляють значний інтерес під час швидкого сну. Перепади тиску в режимі швидкого сну критично залежать від центральних нервових механізмів 10, які можуть бути невід'ємними для мозкових процесів цього стану. Більше того, висловлюється гіпотеза, що перепади тиску під час швидкого сну в останню частину ночі сприяють збільшенню частоти гострих серцево-судинних подій11, що спостерігається рано вранці після пробудження. 12 Насправді стрибки тиску можуть спричинити розрив атеросклеротичного нальоту та тромбоз, що є гострим фактором ризику інфаркту міокарда, раптової серцевої смерті та інсульту. 13 Основним фактором ризику розвитку атеросклерозу та ішемічної хвороби серця є артеріальна гіпертензія, яка має дуже високу поширеність серед загальної популяції. 14

Ми досліджували вплив артеріальної гіпертензії на скачки артеріального тиску під час швидкого сну у щурів із спонтанною гіпертензією (SHR). SHR - це модель, яка широко вивчається для прискорення розуміння есенціальної гіпертензії людини 15,16 завдяки можливості контролювати екологічні та генетичні фактори. Щоб скористатися цією можливістю, ми порівняли SHR з їх штамом-попередником нормотензивних щурів Wistar-Kyoto (WKY), а також з групою SHR (ena-SHR), в яких ми запобігли розвитку гіпертонії за допомогою довготривалого лікування еналаприлом. 17

У SHR, WKY та ena-SHR ми проаналізували частоту виникнення та величину стрибків тиску під час швидкого сну, а також пов'язані з цим зміни серцевого періоду (HP) та вентиляційного періоду (VP). Епізоди тахікардії можуть бути пов'язані зі скачками тиску під час швидкого сну, 7,9 ще більше збільшуючи серцеве споживання кисню. З іншого боку, вимірювання ВП під час стрибків тиску вказує, чи пов'язані перенапруги з апное сну, які виникають під час швидкого сну в SHR 18 і можуть також підвищувати артеріальний тиск. 19

МЕТОДИ

Експерименти були проведені на 14 самцях щурів штаму SHR і 7 самцях щуру штаму WKY (Чарльз-Рівер, Калько, Італія), які витримувались у світло-темному циклі 12-годинних періодів (світло вмикався в 0900). при температурі навколишнього середовища 23 ° C і мав вільний доступ до їжі та води. Протокол дослідження був затверджений Комітетом з питань експериментів на тваринах Болонського університету.

Фармакологічне лікування

Група ena-SHR складалася з 7 SHR, які піддавались тривалому фармакологічному пригніченню ангіотензинперетворюючого ферменту для запобігання розвитку артеріальної гіпертензії. Лікування включало малеат еналаприлу (Sigma-Aldrich, Мілано, Італія), розчинений у питній воді з четвертого тижневого віку до кінця записів. Концентрацію препарату у воді регулювали щодня для кожної щури на основі вимірювань маси тіла та споживання води з метою досягнення дози від 25 до 30 мг/кг на добу. 17

Хірургічні процедури

У віці 9 тижнів щурам робили операцію під загальним наркозом (галотан, Сігма-Олдріч, Мілано, Італія, 1% –2%, n 2 o 70% та баланс o 2) із використанням стерильних умов та з підтримкою температури тіла при 37 ° C за допомогою грілки. Щурам імплантували, як описано раніше 20, мініатюрні гвинтові електроди для електроенцефалографічних записів, дротяні електроди в нухальних м'язах для електроміографічних записів та силастичний (Degania Silicone Ltd, Degania Bet, Ізраїль) катетер у черевну аорту через стегнову артерію для вимірювання артеріальної артерії тиску та серцевого періоду (HP) та для взяття проб крові. Крім того, для вимірювання ВП в носову порожнину через носову кістку вводили мініатюрний спеціальний терморезистор. Катетер тунельно проклали під шкіру і закріпили на черепі разом з електродами та термістором за допомогою зубного акрилу. Кетопрофен (Санофі-Авентіс, Мілано, Італія, 1 мг/100 г маси тіла), бензилпеніцилін бензатиновий (Фурньє Фарма, Сеграте, Італія, 15000 МО/100 г маси тіла) та стрептоміцин сульфат (Бристоль-Майєрс Скібб, Рома, Італія, 20 000 МО/100 г маси тіла) вводили підшкірно після закінчення хірургічних процедур.

Експериментальний протокол

Після 1-тижневого післяопераційного відновлення записи проводили протягом 4 днів поспіль з 1000 до 1800 з тваринами, які не порушувались і вільно пересувались у власних клітках. Сигнал артеріального тиску (датчик Р23, Стейтхем, Хато Рей, Пуерто-Рико) фільтрувався через низькі частоти (20), зокрема, оцінювали швидкість сну, коли в електроенцефалограмі переважали тета-хвилі, а електроміограма відображала атонію з періодичними м'язовими посмикуваннями. проміжний сон, коли на електроенцефалограмі відображалися помітні веретена сну на фоні активності тета-хвилі, були виявлені та виключені з аналізу.

Обробка сигналів

Репрезентативний приклад сирих записів під час сплеску артеріального тиску (АТ) у режимі швидкого сну з рухами очей. Вентиляція (VEN) показала помітну мінливість протягом стрибка тиску. Електроенцефалограма (ЕЕГ) демонструвала переважний тета-ритм, який прискорювався до піку сплеску. Електроміограма (ЕМГ) вказувала на м’язову атонію, яка була перервана м’язовим посмикуванням. Записи були отримані у спонтанно гіпертонічної щури, у якої гіпертонія була попереджена за допомогою тривалого лікування еналаприлом.

Результати когерентного усереднення перепадів артеріального тиску під час швидкого руху очей. Дані представляють середнє значення ± SEM у спонтанно гіпертонічних щурів (SHR, червоні лінії), нормотензивних щурів Wistar-Kyoto (сині лінії) та SHR, оброблених еналаприлом (зелені лінії), синхронізованих при піковому підвищенні середнього артеріального тиску (час 0). Зверху вниз панелі показують нормалізовані зміни середнього артеріального тиску (Δ MAP), серцевого періоду (Δ HP), електроенцефалографічної частоти тета (Δ THF) та вентиляційного періоду (Δ VP).

Дані є середнім ± SEM у спонтанно гіпертонічних щурів (SHR, n = 7), щурів Wistar-Kyoto (WKY, n = 7 для маси тіла, n = 6 в іншому випадку) та оброблених еналаприлом SHR (ena-SHR, n = 7 ). Дисперсійний аналіз: маса тіла, Р = 0,949; рН, Р = 0,014; pO2, P = 0,099; pCO2, P = 0,726; [Na +], P = 0,762; [K +], P = 0,232. *, P +] та [K +], артеріальна концентрація іонів натрію та калію відповідно.

З порогом виявлення 10 мм рт. Ст. Для підвищення MAP під час стрибків тиску, кількість стрибків, виявлених за 10 хвилин швидкого сну, становила 7,9 ± 0,3, 5,9 ± 0,4 та 5,8 ± 0,2 для SHR, WKY та ena-SHR відповідно. При порозі 20 мм рт. Ст. Відповідні значення становили 2,9 ± 0,2, 1,9 ± 0,2 та 1,8 ± 0,2. Будь-який із цих допоміжних аналізів давав результати, ідентичні результатам основного аналізу (поріг, 15 мм рт. Ст.) З точки зору статистичної значущості (або її відсутності) відмінностей між групами та між ними.

ОБГОВОРЕННЯ

Ми досліджували, чи змінює артеріальна гіпертензія при SHR швидкість появи та характеристики стрибків тиску під час швидкого сну. Ми виявили, що рівень випадків цих сплесків був вищим у SHR, ніж у контрольних групах WKY або ena-SHR. Перепади тиску були пов'язані зі зменшенням HP та збільшенням THF, причому величина таких змін була нижчою у SHR, ніж у будь-якій контрольній групі. Нарешті, ВП показав лише помірне зростання до сплесків, без суттєвих відмінностей між групами.

Різниця в артеріальному рН (табл. 1), базовому рівні ТГФ (рис. 5), вихідному рівні ВП (рис. 6) та часі сну в режимі швидкого сну між SHR та WKY, як видається, обумовлена генетичними детермінантами, незалежними від гіпертонії, оскільки вони не були очевидними між SHR та ena-SHR. Відповідно, THF під час швидкого сну демонструє суттєві генотип-специфічні зміни у мишей. Більш того, попередні звіти вказували, що час швидкого сну при SHR нижчий, ніж у WKY 24, і не збільшується після тривалого лікування каптоприлом. 18 З іншого боку, більш високе базове значення HP, яке спостерігається у ena-SHR щодо SHR, виявилось фармакологічно обумовленим, оскільки HP, як правило, був нижчим у WKY, ніж у SHR (Рисунок 4).

Когерентна процедура усереднення також виявила, що стрибкам тиску в режимі швидкого сну передувало значне збільшення кортикального ТГФ у всіх досліджуваних групах (рис. 2), як спочатку показали Sei та Morita у щурів Wistar. 9 Це спостереження вказує на те, що чіткі зміни в мозковій діяльності тимчасово пов'язані з центральними вегетативними командами, які ініціюють стрибки тиску під час швидкого сну. У цьому відношенні, висновок про те, що прискорення ТГФ під час стрибків тиску було нижчим у SHR, ніж у WKY або ena-SHR (рис. 5), може свідчити про зменшення центрального автономного приводу в SHR. Отже, у SHR результати когерентного усереднення MAP, HP та THF узгоджувались зі зменшеною величиною центральних автономних команд, пов’язаних із стрибками тиску в режимі швидкого сну.

На закінчення ми показали, що при SHR скачки тиску, незалежно від апное сну, виникали під час швидкого сну зі швидкістю, що зростала не тільки відносно нормотензивного контролю WKY, але і щодо ena-SHR, при якій геном SHR був відокремлений від гіпертонія шляхом тривалого лікування еналаприлом. Таким чином, цей результат не відображає успадковану незворотну ознаку SHR, а навпаки, свідчить про вплив артеріальної гіпертензії як такої в цій моделі. У SHR збільшення ПДК під час сплесків було подібним до зростання в їх контрольних групах, тоді як величини тахікардії та прискорення тета-ритму під час сплесків були значно зменшені щодо будь-якої контрольної групи. Таким чином, ці результати дозволяють припустити, що при SHR центральні вегетативні команди, що лежать в основі стрибків тиску в режимі швидкого сну, збільшуються за частотою, але не за величиною, артеріальною гіпертензією.