diaendoСахарный диабетDiabetes mellitus2072-03512072-0378Endocrinology research centre10.14341/DM10069diaendo-10069Research ArticleОригинальные исследованияOriginal StudiesСвязь вариабельности ритма сердца, динамики нейропатии вегетативного отдела нервной системы и изменений температурной чувствительности у крыс со стрептозотоциновым сахарным диабетомThe initial level of heart rate variability determines the dynamics of the neuropathy of the autonomic nervous system and temperature sensitivity in rats with streptozotocin diabeteshttps://orcid.org/0000-0002-7829-4753МорозоваМария ПавловнаMorozovaMaria P.

к.б.н., ассистент кафедры физиологии и общей патологии

PhD in Biology, assistant

mormasha@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8776-6062ГавриловаСветлана АнатольевнаGavrilovaSvetlana A.

к.б.н., доцент кафедры физиологии и общей патологии

PhD in Biology, Associate Professor

sgavrilova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3382-4458ИвановЕвгений ВикторовичIvanovEvgeniy V.

аспирант кафедры физиологии и общей патологии

PhD Student

ivanovev101@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-2208-5733ЕрдяковАлексей КонстантиновичErdiakovAleksei K.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

PhD in Biology, Senior Researcher

hemiun@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9485-3068РжавинаЕкатерина МихайловнаRzhavinaEkaterina M.

аспирант кафедры физиологии и общей патологии

PhD Student

klochikhinaem@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0354-5607КошелевВладимир БорисовичKoshelevVladimir B.

доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии и общей патологии

PhD, D.Sc., Professor

KoshelevVladimir1953@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6581-4521ГалстянГагик РадиковичGalstyanGagik R.

д.м.н., профессор

MD, PhD, D. Sc., Professor

galstyangagik964@gmail.com<p>Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова</p>Россия<p>M.V. Lomonosov Moscow State University</p>Russian Federation<p class="Text05">Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии</p>Россия<p>Endocrinology Research Centre</p>Russian Federation201920082019223233243Copyright &#x00A9; Морозова М.П., Гаврилова С.А., Иванов Е.В., Ердяков А.К., Ржавина Е.М., Кошелев В.Б., Галстян Г.Р., 20192019Морозова М.П., Гаврилова С.А., Иванов Е.В., Ердяков А.К., Ржавина Е.М., Кошелев В.Б., Галстян Г.Р.Morozova M.P., Gavrilova S.A., Ivanov E.V., Erdiakov A.K., Rzhavina E.M., Koshelev V.B., Galstyan G.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dia-endojournals.ru/jour/article/view/10069ОБОСНОВАНИЕ

ОБОСНОВАНИЕ. Развитие сахарного диабета (СД) сопровождается гипергликемией, которая влечет за собой развитие нейропатии. Мы предполагаем, что индивидуальные особенности организации вегетативной нервной системы (ВНС) у людей влияют не только на способность противостоять стрессу, но могут определять течение заболеваний, в том числе СД.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Изучение динамики показателей вариабельности ритма сердца (ВРС) и температурной чувствительности у крыс на фоне длительной гипергликемии в зависимости от организации исходной регуляции работы сердца со стороны ВНС.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. 70 самцов крыс рандомизировали по массе и уровню общей ВРС на крыс с исходно низким и высоким уровнем этого показателя. СД моделировали однократной внутрибрюшинной (в/б) инъекцией стрептозотоцина (СТЗ). Контрольная группа получала однократную в/б инъекцию цитратного буфера (ЦБ). До моделирования СД, а также через 21, 42 и 70 сут после инъекции СТЗ проводили комплексное обследование состояния животного: 1) оценку параметров ВРС; 2) анализ температурно-болевой чувствительности; 3) оценку уровней глюкозы и кетоновых тел в крови. Аналогично исследовали животных в группе ЦБ.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Изменение ВРС и температурно-болевой чувствительности у крыс зависело от исходного уровня ВРС. У крыс с низкой общей вариабельностью время реакции в болевом тесте увеличилось на 8–32% с 28-х суток опыта, с 21-х суток нарастали брадикардия и снижение отдельных показателей ВРС в состоянии покоя, но не ответ этих параметров на холодовой стресс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Развитие поражения ВНС зависит от исходного уровня ВРС. Низковариабельные животные обладают большей устойчивостью к гипергликемии: дольше сохранны нормальные диапазоны реакций на холодовую пробу со стороны ЧСС, параметров общей ВРС и вклада ВНС в нее, но есть потеря температурной чувствительности. Исходно высоковариабельные крысы с развитием СД не теряют температурной чувствительности, но демонстрируют разбалансировку регуляторных контуров ЧСС и ВРС.

BACKGROUND

BACKGROUND: The development of diabetes mellitus (DM) is accompanied by hyperglycemia, which leads to the development of neuropathy. We assume that the individual characteristics of the organization of the autonomic nervous system (ANS) in humans affect not only the ability to withstand stress, but can determine the course of diseases, including diabetes.

AIMS

AIMS: The study of the dynamics of heart rate variability and temperature sensitivity in rats against the background of hyperglycemia depending on the organization of the initial regulation of the heart under ANS.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS: 70 male rats were randomized by weight and level of total heart rate variability (HRV) on animals with initially low and high levels of total HRV. Diabetes was modeled by a single i.p. injection of streptozotocin (STZ). The control group received a single i.p. injection of citrate buffer (CB). Before the induction of diabetes, as well as on 21, 42 and 70 days after the injection of STZ, a comprehensive examination of rats’ condition was carried out: 1) assessment of HRV; 2) analysis of temperature-pain sensitivity; 3) assessment of glucose and ketone bodies in the blood. Similarly, animals in the CB group were examined.

RESULTS

RESULTS: The change in HRV and temperature-pain sensitivity in rats depends on the initial level of HRV. In rats with low variability, the reaction time in the pain test increased by 8–32% from the 28th day of the experiment, from 21 days the bradycardia increased and the decrease in individual HRV indices at rest, but not the response of these parameters to cold stress.

CONCLUSION

CONCLUSION: The development of ANS’s lesion depends on the initial level of HRV. Low variability animals are more resistant to hyperglycemia: the normal ranges of CP reactions from the side of HR, the parameters of total HRV and the CVHS contribution to it are longer, but there is a loss of temperature sensitivity. Initially, highly variable rats with the development of diabetes do not lose temperature sensitivity, but demonstrate an imbalance in the regulatory circuits of heart rate and HRV.

сахарный диабетстрептозотоциндиабетическая нейропатияавтономная нейропатиявариабельность ритма сердцаdiabetesstreptozotocindiabetic neuropathyautonomic neuropathyheart rate variabilityReferencesДедов И.И., Шестакова М.В., Андреева Е.Н., и др. Сахарный диабет: диагностика, лечение, профилактика. / Под ред. Дедова И.И., Шестковой М.В. — М.; 2011. [Dedov II, Shestakova MV, Andreeva EN, et al. Dedov II, Shestakova MV, editors. Sakharnyy diabet: diagnostika, lechenie, profilaktika. Moscow; 2011. (In Russ.)]Дедов И.И., Шестакова М.В., Андреева Е.Н., и др. Сахарный диабет: диагностика, лечение, профилактика. / Под ред. Дедова И.И., Шестковой М.В. — М.; 2011. [Dedov II, Shestakova MV, Andreeva EN, et al. Dedov II, Shestakova MV, editors. Sakharnyy diabet: diagnostika, lechenie, profilaktika. Moscow; 2011. (In Russ.)]Галстян Г.Р. Диабетическая нейропатия: особенности клинического течения, современные возможности терапии // Эффективная фармакотерапия. — 2009. — №6. — С. 20-27. [Galstyan GR. Diabeticheskaya neyropatiya: osobennosti klinicheskogo techeniya, sovremennye vozmozhnosti terapii. Effektivnaya farmakoterapiya. 2009;(6):20-27. (In Russ.)]Галстян Г.Р. Диабетическая нейропатия: особенности клинического течения, современные возможности терапии // Эффективная фармакотерапия. — 2009. — №6. — С. 20-27. [Galstyan GR. Diabeticheskaya neyropatiya: osobennosti klinicheskogo techeniya, sovremennye vozmozhnosti terapii. Effektivnaya farmakoterapiya. 2009;(6):20-27. (In Russ.)]Онучина Е.Л., Соловьев О.В., Чапурных А.В., и др. Нарушения ритма сердца у пациентов с сахарным диабетом 2 типа // Сахарный диабет. — 2008. — Т. 11.— №1. — С. 25-27. [Onuchina LL, Solov’ev OV, Chapurnykh AV, et al. Narusheniya ritma serdtsa u patsientov s sakharnym diabetom 2 tipa. Diabetes Mellitus. 2008;11(1):25-27. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.14341/2072-0351-5940Онучина Е.Л., Соловьев О.В., Чапурных А.В., и др. Нарушения ритма сердца у пациентов с сахарным диабетом 2 типа // Сахарный диабет. — 2008. — Т. 11.— №1. — С. 25-27. [Onuchina LL, Solov’ev OV, Chapurnykh AV, et al. Narusheniya ritma serdtsa u patsientov s sakharnym diabetom 2 tipa. Diabetes Mellitus. 2008;11(1):25-27. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.14341/2072-0351-5940Мухарямова Р.Р., Маянская С.Д., Валеева Ф.В., и др. Диагностика нарушений вариабельности сердечного ритма у пациентов, страдающих сахарным диабетом 1-го типа // Практическая медицина. — 2014. — №4-1. — С. 83-87. [Mukharyamova RR, Mayanskaya SD, Valeyeva FV, et al. Diagnosing of heart rate variability disorders in patients with diabetes mellitus of type 1. Prakticheskaya meditsina. 2014;(4-1):83-87. (In Russ.)]Мухарямова Р.Р., Маянская С.Д., Валеева Ф.В., и др. Диагностика нарушений вариабельности сердечного ритма у пациентов, страдающих сахарным диабетом 1-го типа // Практическая медицина. — 2014. — №4-1. — С. 83-87. [Mukharyamova RR, Mayanskaya SD, Valeyeva FV, et al. Diagnosing of heart rate variability disorders in patients with diabetes mellitus of type 1. Prakticheskaya meditsina. 2014;(4-1):83-87. (In Russ.)]Болеева Г.С., Мочалов С.В., Тарасова О.С. Функциональные изменения артериальных сосудов при экспериментальном сахарном диабете 1 типа // Успехи физиологических наук. — 2014. — Т. 45. — №2. — С. 20-36. [Boleeva GS, Mochalov SM, Tarasova OS. Functional Alterations of Arterial Vessels in Experimental Models of Type l Diabetes Mellitus. Usp Fiziol Nauk. 2014;45(5):20-36. (In Russ.)]Болеева Г.С., Мочалов С.В., Тарасова О.С. Функциональные изменения артериальных сосудов при экспериментальном сахарном диабете 1 типа // Успехи физиологических наук. — 2014. — Т. 45. — №2. — С. 20-36. [Boleeva GS, Mochalov SM, Tarasova OS. Functional Alterations of Arterial Vessels in Experimental Models of Type l Diabetes Mellitus. Usp Fiziol Nauk. 2014;45(5):20-36. (In Russ.)]Schmidt RE, Dorsey DA, Beaudet LN, et al. Experimental rat models of types 1 and 2 diabetes differ in sympathetic neuroaxonal dystrophy. J Neuropathol Exp Neurol. 2004;63(5):450-460. doi: https://doi.org/10.1093/jnen/63.5.450Schmidt RE, Dorsey DA, Beaudet LN, et al. Experimental rat models of types 1 and 2 diabetes differ in sympathetic neuroaxonal dystrophy. J Neuropathol Exp Neurol. 2004;63(5):450-460. doi: https://doi.org/10.1093/jnen/63.5.450Головин Н.Л., Гущин А.Г. Психофизиологический статус юношей и девушек с разным вегетативным тонусом // Ярославский педагогический вестник. — 2010. — Т. 3. — №3. — С. 85-88. [Golovin NL, Gushchin AG. The Psychophysiological Status of Young Men and Girls with a Different Vegetative Tonus. Yaroslavskiy pedagogicheskiy vestnik. 2010;3(3):85-88. (In Russ.)]Головин Н.Л., Гущин А.Г. Психофизиологический статус юношей и девушек с разным вегетативным тонусом // Ярославский педагогический вестник. — 2010. — Т. 3. — №3. — С. 85-88. [Golovin NL, Gushchin AG. The Psychophysiological Status of Young Men and Girls with a Different Vegetative Tonus. Yaroslavskiy pedagogicheskiy vestnik. 2010;3(3):85-88. (In Russ.)]Ilyakhinskiy AV, Pakhomov PA, Anufriev MA, et al. Informational and Statistical Analysis of Heart Rate Variability in the Assessment of the Human Vegetative Nervous System Functional State. Sovremennye tehnologii v medicine. 2015;7(3):67-72. doi: https://doi.org/10.17691/stm2015.7.3.09Ilyakhinskiy AV, Pakhomov PA, Anufriev MA, et al. Informational and Statistical Analysis of Heart Rate Variability in the Assessment of the Human Vegetative Nervous System Functional State. Sovremennye tehnologii v medicine. 2015;7(3):67-72. doi: https://doi.org/10.17691/stm2015.7.3.09Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Гаврилушкин А.П., и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (часть 1) // Вестник аритмологии. — 2002. — №24. — С. 65-86. [Baevsky RM, Ivanov GG, Chireikin LV et al. Analysis of the heart rate variability using various electrocardiographic systems. Journal of arrhythmology. 2002;(24):65-86. (In Russ.)]Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Гаврилушкин А.П., и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (часть 1) // Вестник аритмологии. — 2002. — №24. — С. 65-86. [Baevsky RM, Ivanov GG, Chireikin LV et al. Analysis of the heart rate variability using various electrocardiographic systems. Journal of arrhythmology. 2002;(24):65-86. (In Russ.)]Гаврилова Е.А. Использование вариабельности ритма сердца в оценке успешности спортивной деятельности // Практическая медицина. — 2015. — №3-1 — С. 52-58. [Gavrilova EA. Ispol’zovanie variabel’nosti ritma serdtsa v otsenke uspeshnosti sportivnoy deyatel’nosti. Prakticheskaya meditsina. 2015;(3-1):52-57. (In Russ.)]Гаврилова Е.А. Использование вариабельности ритма сердца в оценке успешности спортивной деятельности // Практическая медицина. — 2015. — №3-1 — С. 52-58. [Gavrilova EA. Ispol’zovanie variabel’nosti ritma serdtsa v otsenke uspeshnosti sportivnoy deyatel’nosti. Prakticheskaya meditsina. 2015;(3-1):52-57. (In Russ.)]McEwen TA, Sima AA. Autonomic neuropathy in BB rat. Assessment by improved method for measuring heart-rate variability. Diabetes. 1987;36(3):251-255. doi: https://doi.org/10.2337/diab.36.3.251McEwen TA, Sima AA. Autonomic neuropathy in BB rat. Assessment by improved method for measuring heart-rate variability. Diabetes. 1987;36(3):251-255. doi: https://doi.org/10.2337/diab.36.3.251Zhang WX, Chakrabarti S, Greene DA, Sima AA. Diabetic autonomic neuropathy in BB rats and effect of ARI treatment on heart-rate variability and vagus nerve structure. Diabetes. 1990;39(5):613-618. doi: https://doi.org/10.2337/diab.39.5.613Zhang WX, Chakrabarti S, Greene DA, Sima AA. Diabetic autonomic neuropathy in BB rats and effect of ARI treatment on heart-rate variability and vagus nerve structure. Diabetes. 1990;39(5):613-618. doi: https://doi.org/10.2337/diab.39.5.613Fazan R, Ballejo G, Salgado MCO, et al. Heart Rate Variability and Baroreceptor Function in Chronic Diabetic Rats. Hypertension. 1997;30(3):632-635. doi: https://doi.org/10.1161/01.hyp.30.3.632Fazan R, Ballejo G, Salgado MCO, et al. Heart Rate Variability and Baroreceptor Function in Chronic Diabetic Rats. Hypertension. 1997;30(3):632-635. doi: https://doi.org/10.1161/01.hyp.30.3.632Sanyal SN, Wada T, Yamabe M, et al. Synaptic degradation of cardiac autonomic nerves in streptozotocin-induced diabetic rats. Pathophysiology. 2012;19(4):299-307. doi: https://doi.org/10.1016/j.pathophys.2012.08.002Sanyal SN, Wada T, Yamabe M, et al. Synaptic degradation of cardiac autonomic nerves in streptozotocin-induced diabetic rats. Pathophysiology. 2012;19(4):299-307. doi: https://doi.org/10.1016/j.pathophys.2012.08.002Li X, Jiang YH, Jiang P, et al. Analysis of Heart Rate Variability and Cardiac Autonomic Nerve Remodeling in Streptozotocin-induced Diabetic Rats. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2015;123(5):272-281. doi: https://doi.org/10.1055/s-0035-1547258Li X, Jiang YH, Jiang P, et al. Analysis of Heart Rate Variability and Cardiac Autonomic Nerve Remodeling in Streptozotocin-induced Diabetic Rats. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2015;123(5):272-281. doi: https://doi.org/10.1055/s-0035-1547258Xuan YL, Wang Y, Xue M, et al. In rats the duration of diabetes influences its impact on cardiac autonomic innervations and electrophysiology. Auton Neurosci. 2015;189:31-36. doi: https://doi.org/10.1016/j.autneu.2015.01.003Xuan YL, Wang Y, Xue M, et al. In rats the duration of diabetes influences its impact on cardiac autonomic innervations and electrophysiology. Auton Neurosci. 2015;189:31-36. doi: https://doi.org/10.1016/j.autneu.2015.01.003Nath Sanyal S, Arita M, Ono K. Inhomogeneous Derangement of Cardiac Autonomic Nerve Control in Diabetic Rats. Circ J. 2002;66(3):283-283. doi: https://doi.org/10.1253/circj.66.283Nath Sanyal S, Arita M, Ono K. Inhomogeneous Derangement of Cardiac Autonomic Nerve Control in Diabetic Rats. Circ J. 2002;66(3):283-283. doi: https://doi.org/10.1253/circj.66.283

The authors declare that there are no conflicts of interest present.