Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2019, T. 55, № 4, стр. 295-298

Проблема становления регулирующих систем в пренатальном онтогенезе является актуальной, однако до настоящего времени остается недостаточно изученной. Одной из основных систем, обеспечивающих нормальное развитие растущего организма, является холинергическая система, о чем свидетельствуют многочисленные работы о последствиях применения средств, активных в отношении данной системы у беременных [1–3]. В основном рассматриваются отдаленные последствия употребления холинотропных препаратов. Данные же о непосредственном влиянии подобных веществ на плод практически отсутствуют. Целью настоящей работы стало изучение изменений в деятельности основных систем организма плода при активации холинергической системы, вызванной применением ингибитора холинэстеразы эзерина.

Исследования проводили в острых опытах на крысах линии Вистар на 18–20-й день гестации (Е18-20) в соответствии с положениями Российского национального комитета по биоэтике РАН. У самки, находящейся под слабым уретановым наркозом (ICN Biomedicals, Inc.) (1 г/кг) в сочетании с эпидуральной анестезией лидокаином (ОАО “Борисовский завод медицинских препаратов”) (10 мг/кг), через разрез в брюшной стенке извлекали матку и помещали ее в кювету с термостатированным (37 ± 0.2°С) физиологическим раствором. У двух плодов, извлеченных из матки с сохранением плацентарного кровообращения, одновременно осуществляли регистрацию электрокардиограммы (ЭКГ) и пьезограмму плодных движений. Во время исследования осуществляли видеозапись. Последующий визуальный анализ позволял выделить дыхательные движения из общей моторной активности плода. Параллельно проводили регистрацию ЭКГ и внешнего дыхания у самки для контроля ее функционального состояния. Все полученные сигналы вводили в компьютер с использованием АЦП E14-440 (фирма “L-card”, Россия) и программы “PowerGraph”, период дискретизации составлял 0.5 мс. Активацию холинореактивных структур вызывали введением плодам ингибитора холинэстеразы эзерина (05211751 MP Biomedicals, США) в дозе 3 мг/кг внутрибрюшинно, которая является летальной дозой для 100% новорожденных крысят (по данным, полученным в нашей лаборатории В.А. Сизоновым и Л.Е. Дмитриевой [4]) и является среднесмертельной дозой для взрослой крысы [5]. При выборе дозы исходили из соображения о необходимости наличия выраженной реакции сердечно-сосудистой системы плода на действие эзерина при минимальных изменениях состояния самки. Общее время наблюдения составляло 70–80 мин (30 мин – фоновая запись и 40–50 мин – после введения препарата). Цифровую обработку проводили в программах “Origin 8” и “PowerGraph 3.3.8”. Для статистической обработки использовали последовательные 10-минутные фрагменты записи до и после инъекции эзерина. Различия оценивали по t‑критерию Стьюдента. Статистически обработанные данные представлены как среднее ± стандартная ошибка. Все изменения рассматривали по отношению к фоновым показателям до введения препарата.

Действие эзерина проявлялось в виде резкого моторного возбуждения, которое начиналось через 1.5–2 мин после введения препарата. Двигательная активность плодов, в фоне представленная преимущественно комплексами генерализованных движений, (состоящих из латеральных и дорзо-вентральных флексий туловища, сопровождающихся движениями передних конечностей) на Е18 и джерками (одиночными короткими экстензорными вздрагиваниями всего тела) на Е19-20 [6], вне зависимости от срока гестации становилась непрерывной (рис. 1). Активация начиналась с мощных латеральных флексий туловища, сопровождающихся гипертонусом экстензоров передних конечностей. Затем появлялись глотательные движения и альтернирующие движения передних конечностей, не характерные для интактных плодов, но наблюдаемые нами ранее после активации катехоламинергической системы введением прекурсора дофамина и норадреналина L-ДОФА [7]. С увеличением срока гестации длительность и выраженность моторного возбуждения снижались. На Е18 двигательная активность оставалась непрерывной весь период наблюдения. У плодов на Е19-20 через 15–30 мин непрерывная активность замещалась комплексами моторного возбуждения, оставаясь значительно выше, чем в фоне.

Рис. 1.

Изменения активности сомато-висцеральных систем у плодов крыс, вызванные введением ингибитора холинэстеразы эзерина: а – запись моторной активности (1) и ЧСС (2) у плодов крыс на Е18 и Е19 в фоне и сразу после введения эзерина, б – запись пьезограммы дыхательных движений плода на Е19 в фоне и через 4 мин после введения эзерина.

I – фон; II –после инъекции эзерина; 3, 4 – фрагменты записи дыхания интактного плода; 5 – фрагмент записи дыхания плода после инъекции эзерина.

По оси абсцисс – время наблюдения (с), по оси ординат: (а) – слева амплитуда пьезограммы моторной активности (у.е.), справа – ЧСС (уд. в мин.), (б) – амплитуда пьезограммы дыхательных движений (у.е.).

Возрастание моторной активности сопровождалось резким падением частоты сердечных сокращений (ЧСС) (табл. 1). Изменения начинались с мощной децелерации длительностью от 1 до 3 мин, во время которой ЧСС снижалась в 1.5–3 раза (рис. 1). Затем ЧСС несколько увеличивалась, но оставалась заметно ниже фоновых значений весь период наблюдения. Вне зависимости от срока гестации в дальнейшем на фоне сниженной ЧСС возникали периодические децелерации, сходные с брадикардическими комплексами, наблюдаемыми у крыс в постнатальном периоде после применения эзерина [4]. Децелерации часто были ассоциированы с боковыми флексиями и возникали с постепенно увеличивающимся периодом от 1 до 5 мин.

Особый интерес представляют данные о влиянии введения эзерина на плодное дыхание. Для интактных плодов характерны 2 типа дыхательных движений: одиночные глубокие вдохи – гаспинги и, начиная с Е19, появляются редкие эпизоды ритмического регулярного дыхания длительностью от 3 до 8 мин [6]. В постнатальном периоде после применения препарата наблюдается торможение дыхания вплоть до полной остановки [4]. У плодов же препарат наоборот вызывает активацию обоих видов дыхания. На Е18 происходит пятикратное, а на Е19-20 трехкратное возрастание количества гаспингов. У старших плодов, помимо увеличения количества одиночных “вдохов”, начиная со 2–3-й минуты после введения эзерина, всегда появляется регулярное ритмичное дыхание, продолжающееся до 20 минут. При этом частота дыхательных движений в 2–3 раза ниже, чем в эпизодах регулярного дыхания, наблюдаемых у интактных плодов (рис. 1).

Таким образом, нами получены данные, свидетельствующие о том, что уже в плодном периоде развития у крыс имеется высокая чувствительность сердечной, дыхательной и моторной систем к применению препаратов, активных в отношении холинергических структур. При этом стимуляция холинореактивных структур у плодов на Е19-20 провоцирует возникновение более зрелых форм активности, таких как альтернирующие движения конечностей и длительные непрерывные эпизоды ритмического дыхания. Различия реакций дыхательной системы на эзерин между плодами и новорожденными могут быть связаны как с процессом созревания дыхательного центра и его регуляции, так и со спецификой плодного дыхания. Однако это требует дальнейших исследований.