Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме
При искусственном гипометаболизме (комбинированное действие гипоксии, гиперкапнии и гипотермии) снижались температура тела (ТТ) до (17 ± 1) и (16 ± 1)°С и частота сердечных сокращений до (99 ± 20) и (66 ± 16) ударов/мин у крыс и хомяков соответственно, а при гибернации – до (8 ± 1)°С и 5–13 ударов...
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138179 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме / В.В. Ломако, А.В. Шило, И.Ф. Коваленко // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2016. — Т. 26, № 4. — С. 308–321. — Бібліогр.: 39 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-138179 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ломако, В.В. Шило, А.В. Коваленко, И.Ф. 2018-06-18T10:35:40Z 2018-06-18T10:35:40Z 2016 Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме / В.В. Ломако, А.В. Шило, И.Ф. Коваленко // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2016. — Т. 26, № 4. — С. 308–321. — Бібліогр.: 39 назв. — рос. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138179 591.128.2.085.1:599.323.42:611.018.12 При искусственном гипометаболизме (комбинированное действие гипоксии, гиперкапнии и гипотермии) снижались температура тела (ТТ) до (17 ± 1) и (16 ± 1)°С и частота сердечных сокращений до (99 ± 20) и (66 ± 16) ударов/мин у крыс и хомяков соответственно, а при гибернации – до (8 ± 1)°С и 5–13 ударов/мин. В ткани миокарда при этом наблюдались гиперемия вен, артерий и капилляров; увеличение периваскулярных и интерстициальных пространств; в кардиомиоцитах – фокально признаки зернистой, гидропической и гиалиново-капельной дистрофий, а также множество ядер на разных стадиях некробиоза (пикноз, рексис и лизис). Кроме этого, через 2 ч после гипометаболизма выявлялись тромбы в сосудах, безъядерные зоны некроза, у части кардиомиоцитов крыс – еще и большие ядра. Изменения в миокарде сохранялись и через 24 ч, но большая их часть была обратимой после нормализации ТТ и кровообращения, имела адаптивный характер, а активация некробиотических процессов, как известно, способствовует ускорению физиологической регенерации. При штучному гіпометаболізмі (комбінований вплив гіпоксії, гіперкапнії і гіпотермії) знижувалися температура тіла (ТТ) до (17 ± 1) і (16 ± 1)°С і частота серцевих скорочень до (99 ± 20) і (66 ± 16) ударів/хв у щурів і хом'яків відповідно, а при гібернації – до (8 ± 1)°С і 5–13 ударів/хв. У тканині міокарда при цьому спостерігалися гіперемія вен, артерій і капілярів; збільшення периваскулярних та інтерстиціальних просторів; у кардіоміоцитах – фокально ознаки зернистої, гідропічної і гіаліновокрапельної дистрофій, а також багато ядер на різних стадіях некробіозу (пікноз, рексіс і лізис). Крім цього, через 2 години після гіпометаболізму виявлялися тромби в судинах, без'ядерні зони некрозу, у частини кардіоміоцитів щурів – ще й великі ядра. Зміни в міокарді зберігалися і через 24 години, але більша їх частина були оборотними після нормалізації ТТ і кровообігу, мали адаптивний характер, а активація некробіотичних процесів, як відомо, сприяє прискоренню фізіологічної регенерації. During artificial hypometabolism (combined effect of hypoxia, hypercapnia and hypothermia) there was a decrease in temperature of body (TB) down to (17 ± 1) and (16 ± 1)°C and heart rate down to (99 ± 20) and (66 ± 16) beats/min in rats and hamsters, respectively, and under hibernation it reduced down to (8 ± 1)°C and 15–13 beats/min. The hyperemia of veins, arteries and capillaries; increased perivascular and interstitial spaces; signs of grained, hydropic and hyaline-drop dystrophies (focally), as well as numerous nuclei at various necrobiosis stages (karyopyknosis, karyorhexis and karyolysis) were herewith observed in myocardial tissue. In addition, 2 hrs later artificial hypometabolism there were revealed the blood thrombi in vessels, nuclear-free zones of necrosis, and in rats even large nuclei in some cardiomyocytes. The changes persisted even 24 hrs later, but the most of those were reversible after TB and blood circulation recovery and had an adaptive nature, but the activation of necrobiotic processes was known to be promoted the acceleration of physiological regeneration. Авторы выражают благодарность ст.н.с., к.м.н. И.И. Кондакову за консультативную помощь при идентификации структурных изменений в ткани миокарда. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии и криомедицины Теоретическая и экспериментальная криобиология Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме Structural and functional changes in heart tissues of hetero- and homeothermic animals under artificial and natural hypometabolism Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме |
| spellingShingle |
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме Ломако, В.В. Шило, А.В. Коваленко, И.Ф. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title_short |
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме |
| title_full |
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме |
| title_fullStr |
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме |
| title_full_unstemmed |
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме |
| title_sort |
структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме |
| author |
Ломако, В.В. Шило, А.В. Коваленко, И.Ф. |
| author_facet |
Ломако, В.В. Шило, А.В. Коваленко, И.Ф. |
| topic |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| publishDate |
2016 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблемы криобиологии и криомедицины |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Structural and functional changes in heart tissues of hetero- and homeothermic animals under artificial and natural hypometabolism |
| description |
При искусственном гипометаболизме (комбинированное действие гипоксии, гиперкапнии и гипотермии)
снижались температура тела (ТТ) до (17 ± 1) и (16 ± 1)°С и частота сердечных сокращений до (99 ± 20) и (66 ± 16) ударов/мин
у крыс и хомяков соответственно, а при гибернации – до (8 ± 1)°С и 5–13 ударов/мин. В ткани миокарда при этом наблюдались
гиперемия вен, артерий и капилляров; увеличение периваскулярных и интерстициальных пространств; в кардиомиоцитах –
фокально признаки зернистой, гидропической и гиалиново-капельной дистрофий, а также множество ядер на разных стадиях
некробиоза (пикноз, рексис и лизис). Кроме этого, через 2 ч после гипометаболизма выявлялись тромбы в сосудах,
безъядерные зоны некроза, у части кардиомиоцитов крыс – еще и большие ядра. Изменения в миокарде сохранялись и
через 24 ч, но большая их часть была обратимой после нормализации ТТ и кровообращения, имела адаптивный характер,
а активация некробиотических процессов, как известно, способствовует ускорению физиологической регенерации.
При штучному гіпометаболізмі (комбінований вплив гіпоксії, гіперкапнії і гіпотермії) знижувалися температура
тіла (ТТ) до (17 ± 1) і (16 ± 1)°С і частота серцевих скорочень до (99 ± 20) і (66 ± 16) ударів/хв у щурів і хом'яків відповідно, а при
гібернації – до (8 ± 1)°С і 5–13 ударів/хв. У тканині міокарда при цьому спостерігалися гіперемія вен, артерій і капілярів;
збільшення периваскулярних та інтерстиціальних просторів; у кардіоміоцитах – фокально ознаки зернистої, гідропічної і гіаліновокрапельної
дистрофій, а також багато ядер на різних стадіях некробіозу (пікноз, рексіс і лізис). Крім цього, через 2 години після
гіпометаболізму виявлялися тромби в судинах, без'ядерні зони некрозу, у частини кардіоміоцитів щурів – ще й великі ядра.
Зміни в міокарді зберігалися і через 24 години, але більша їх частина були оборотними після нормалізації ТТ і кровообігу, мали
адаптивний характер, а активація некробіотичних процесів, як відомо, сприяє прискоренню фізіологічної регенерації.
During artificial hypometabolism (combined effect of hypoxia, hypercapnia and hypothermia) there was a decrease in
temperature of body (TB) down to (17 ± 1) and (16 ± 1)°C and heart rate down to (99 ± 20) and (66 ± 16) beats/min in rats and
hamsters, respectively, and under hibernation it reduced down to (8 ± 1)°C and 15–13 beats/min. The hyperemia of veins, arteries and
capillaries; increased perivascular and interstitial spaces; signs of grained, hydropic and hyaline-drop dystrophies (focally), as well
as numerous nuclei at various necrobiosis stages (karyopyknosis, karyorhexis and karyolysis) were herewith observed in myocardial
tissue. In addition, 2 hrs later artificial hypometabolism there were revealed the blood thrombi in vessels, nuclear-free zones of
necrosis, and in rats even large nuclei in some cardiomyocytes. The changes persisted even 24 hrs later, but the most of those were
reversible after TB and blood circulation recovery and had an adaptive nature, but the activation of necrobiotic processes was
known to be promoted the acceleration of physiological regeneration.
|
| issn |
0233-7673 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138179 |
| citation_txt |
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца гетеро- и гомойотермных животных при искусственном и естественном гипометаболизме / В.В. Ломако, А.В. Шило, И.Ф. Коваленко // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2016. — Т. 26, № 4. — С. 308–321. — Бібліогр.: 39 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT lomakovv strukturnofunkcionalʹnyeizmeneniâvtkanâhserdcageteroigomoiotermnyhživotnyhpriiskusstvennomiestestvennomgipometabolizme AT šiloav strukturnofunkcionalʹnyeizmeneniâvtkanâhserdcageteroigomoiotermnyhživotnyhpriiskusstvennomiestestvennomgipometabolizme AT kovalenkoif strukturnofunkcionalʹnyeizmeneniâvtkanâhserdcageteroigomoiotermnyhživotnyhpriiskusstvennomiestestvennomgipometabolizme AT lomakovv structuralandfunctionalchangesinhearttissuesofheteroandhomeothermicanimalsunderartificialandnaturalhypometabolism AT šiloav structuralandfunctionalchangesinhearttissuesofheteroandhomeothermicanimalsunderartificialandnaturalhypometabolism AT kovalenkoif structuralandfunctionalchangesinhearttissuesofheteroandhomeothermicanimalsunderartificialandnaturalhypometabolism |
| first_indexed |
2025-11-25T20:31:21Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:31:21Z |
| _version_ |
1850523935316115456 |
| fulltext |
УДК 591.128.2.085.1:599.323.42:611.018.12
В.В. Ломако*, А.В. Шило, И.Ф. Коваленко
Структурно-функциональные изменения в тканях сердца
гетеро- и гомойотермных животных при искусственном
и естественном гипометаболизме
UDC 591.128.2.085.1:599.323.42:611.018.12
V.V. Lomako*, A.V. Shilo, I.F. Kovalenko
Structural and Functional Changes in Heart Tissues of Hetero- and
Homeothermic Animals Under Artificial and Natural Hypometabolism
Реферат: При искусственном гипометаболизме (комбинированное действие гипоксии, гиперкапнии и гипотермии)
снижались температура тела (ТТ) до (17 ± 1) и (16 ± 1)°С и частота сердечных сокращений до (99 ± 20) и (66 ± 16) ударов/мин
у крыс и хомяков соответственно, а при гибернации – до (8 ± 1)°С и 5–13 ударов/мин. В ткани миокарда при этом наблюдались
гиперемия вен, артерий и капилляров; увеличение периваскулярных и интерстициальных пространств; в кардиомиоцитах –
фокально признаки зернистой, гидропической и гиалиново-капельной дистрофий, а также множество ядер на разных стадиях
некробиоза (пикноз, рексис и лизис). Кроме этого, через 2 ч после гипометаболизма выявлялись тромбы в сосудах,
безъядерные зоны некроза, у части кардиомиоцитов крыс – еще и большие ядра. Изменения в миокарде сохранялись и
через 24 ч, но большая их часть была обратимой после нормализации ТТ и кровообращения, имела адаптивный характер,
а активация некробиотических процессов, как известно, способствовует ускорению физиологической регенерации.
Ключевые слова: гипометаболизм, гибернация, гомойотермия, гетеротермия, гистология миокарда, крысы, хомяки.
Реферат: При штучному гіпометаболізмі (комбінований вплив гіпоксії, гіперкапнії і гіпотермії) знижувалися температура
тіла (ТТ) до (17 ± 1) і (16 ± 1)°С і частота серцевих скорочень до (99 ± 20) і (66 ± 16) ударів/хв у щурів і хом'яків відповідно, а при
гібернації – до (8 ± 1)°С і 5–13 ударів/хв. У тканині міокарда при цьому спостерігалися гіперемія вен, артерій і капілярів;
збільшення периваскулярних та інтерстиціальних просторів; у кардіоміоцитах – фокально ознаки зернистої, гідропічної і гіаліново-
крапельної дистрофій, а також багато ядер на різних стадіях некробіозу (пікноз, рексіс і лізис). Крім цього, через 2 години після
гіпометаболізму виявлялися тромби в судинах, без'ядерні зони некрозу, у частини кардіоміоцитів щурів – ще й великі ядра.
Зміни в міокарді зберігалися і через 24 години, але більша їх частина були оборотними після нормалізації ТТ і кровообігу, мали
адаптивний характер, а активація некробіотичних процесів, як відомо, сприяє прискоренню фізіологічної регенерації.
Ключові слова: гіпометаболізм, гібернація, гомойотермія, гетеротермія, гістологія міокарда, щури, хом'яки.
Abstract: During artificial hypometabolism (combined effect of hypoxia, hypercapnia and hypothermia) there was a decrease in
temperature of body (TB) down to (17 ± 1) and (16 ± 1)°C and heart rate down to (99 ± 20) and (66 ± 16) beats/min in rats and
hamsters, respectively, and under hibernation it reduced down to (8 ± 1)°C and 15–13 beats/min. The hyperemia of veins, arteries and
capillaries; increased perivascular and interstitial spaces; signs of grained, hydropic and hyaline-drop dystrophies (focally), as well
as numerous nuclei at various necrobiosis stages (karyopyknosis, karyorhexis and karyolysis) were herewith observed in myocardial
tissue. In addition, 2 hrs later artificial hypometabolism there were revealed the blood thrombi in vessels, nuclear-free zones of
necrosis, and in rats even large nuclei in some cardiomyocytes. The changes persisted even 24 hrs later, but the most of those were
reversible after TB and blood circulation recovery and had an adaptive nature, but the activation of necrobiotic processes was
known to be promoted the acceleration of physiological regeneration.
Key words: hypometabolism, hibernation, homeothermy, heterothermy, myocardial histology, rats, hamsters.
*Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61016;
тел.: (+38 057) 373-74-35, факс: (+38 057) 373-59-52,
электронная почта: victoria0regia@gmail.com
*To whom correspondence should be addressed:
23, Pereyaslavskaya str., Kharkiv, Ukraine 61016;
tel.:+380 57 3737435, fax: +380 57 373 5952,
e-mail: victoria0regia@gmail.com
Department of Cryophysiology, Institute for Problems of Cryobiol-
ogy and Cryomedicine of the National Academy of Sciences of
Ukraine, Kharkiv, Ukraine
Отдел криофизиологии, Институт проблем криобиологии и
криомедицины НАН Украины, г. Харьков
оригинальное исследование research article
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0),
which permits unrestricted reuse, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
© 2016 V.V. Lomako et al., Published by the Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine
Probl Cryobiol Cryomed 2016; 26(4): 308–321
http://dx.doi.org/10.15407/cryo26.04.308
Поступила 23.08.2016
Принята в печать 19.10.2016
Received August, 23, 2016
Accepted October, 19, 2016
В природе некоторые виды позвоночных
способны к сезонному гипометаболизму (ГМ)
(гибернации), характеризующемуся голоданием,
гипотермией, резким снижением интенсивнос-
ти обмена веществ и энергии, ингибированием
физиологических функций. У гибернирующих
млекопитающих периоды оцепенения (от нес-
Some vertebrate species in the wild are capable
of seasonal hypometabolism (HM) (hibernation),
characterized by starvation, hypothermia, a profound
decrease in metabolism intensity, inhibition of physiolo-
gical functions. In hibernating mammals the periods of
torpor (from some days to some weeks) alternate the
short (12–48 hrs) episodes of metabolism, temperature
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
309
кольких дней до нескольких недель) чередуются
с короткими (12–48 ч) эпизодами временного
восстановления обмена веществ, температуры
тела (ТТ) и частоты сердечных сокращений (ЧСС)
[17, 26]. Гибернаторы могут «предчувствовать»
фазы неблагоприятных климатических условий
и бескормицы и подготавливаться к ним, пере-
страивая метаболические и поведенческие реак-
ции [26]. Такие перестройки позволяют, в частности,
сохранять энергетические субстраты и являются
ярким примером фенотипической пластичности.
Одним из уникальных проявлений естествен-
ного гипометаболизма является поддержание низ-
кого уровня функционирования сердца. Несмотря
на резкое замедление ЧСС (до 5–10 ударов/мин)
и низкую скорость кровотока, характерные для
глубокого торпора, сердце гетеротермных животных
способно быстро восстанавливать свою функцио-
нальную активность (при изменении условий внеш-
ней или внутренней среды). Для негибернирующих
животных снижение ТТ до 20°С фатально, поскольку
способствует развитию аритмии и фибрилляции
желудочков, приводящих к остановке сердца, тогда
как сердце гибернирующих животных сохраняет
синусовый ритм даже при ТТ, близкой к 0°С [29, 31].
Следует отметить, что до настоящего времени
достичь обратимого погружения гомойотермных
млекопитающих в гипометаболическое состояние
удается на короткий срок и с применением потен-
циально опасных для организма литических и
газовых смесей [8, 14], фармпрепаратов [15, 19, 21],
а также путем снижения ТТ и голодания [39]. Хотя
способность гетеротермных животных выдержи-
вать большие колебания уровня энергетических и
обменных процессов без угрозы для сердечной
деятельности отмечена уже давно, вопрос о природе
адаптивных изменений, происходящих в ткани
сердца при погружении и выходе из состояния ГМ,
еще до конца не выяснен. По нашему мнению, для
поддержания структурной целостности и функцио-
нальной активности сердца при гипометаболичес-
ких состояниях в ткани миокарда должны происхо-
дить перестройки, способные их компенсировать.
В связи с этим целью работы было сравни-
тельное изучение изменений частоты сердечных
сокращений и гистологической картины в миокарде
гетеро- (хомяки) и гомойотермных (крысы) живот-
ных при искусственном и естественном гипоме-
таболизме, а также на этапах восстановления
(через 2 и 24 ч после выхода из гипометаболи-
ческого состояния).
Материалы и методы
Эксперименты проводили в соответствии с
«Общими принципами экспериментов на живот-
ных», одобренными VI Национальным конгрессом
of body (TB) and heart rate (HR) temporary recovery
[6, 15]. Hibernators may ‘anticipate’ the phases of
adverse climatic conditions, lack of food and be
prepared to it, thereby rearranging metabolic and
behavior responses [15]. These rearrangements enable,
in particular, preserving energetic substrates, being a
dramatic example of phenotypic plasticity.
One of the unique manifestations of natural hy-
pometabolism is the maintaining of a low heart func-
tioning. In spite of a drastic HR deceleration (down to
5–10 beats/min) and a low blood flow velocity, being
typical for a deep torpor, the heart of heterothermic ani-
mals may rapidly recover its functional activity (under
changed internal and external environments). For non-
hibernating animals a decrease in TB down to 20°C is
fatal, since contributing to the arrhythmia and ventri-
cular fibrillation development, resulting in cardiac arrest,
whereas the heart of hibernating animals keeps the
sinus rhythm even when the TB is close to 0°C [18,
23]. It should be noted, that up to now, one manages to
achieve a reversible immersion of homeothermic mam-
mals into hypometabolic state only for a short time
period and by applying potentially dangerous for an
organism lytic and gas cocktails [3, 37], pharmaceuti-
cals [4, 8, 11], as well as via TB lowering and starvation
[36]. Although the capability of heterothermal animals
to endure large fluctuations of energetic and metabolic
levels with no risk for cardiac activity was noted long
before, the question about the nature of adaptive chan-
ges, occurring in heart tissue during entering and
arousal from HM state is not yet fully understood. We
believe the maintainining of structural integrity and
functional activity of heart under hypometabolic states
is possible in myocardial tissue owing to the rear-
rangements, capable of compensating them.
In this regard, we aimed here to compare in experi-
ments the changes in heart rate and histological pattern
in myocardium of hetero- (hamsters) and homeother-
mic (rats) animals under artificial and natural hypo-
metabolism, as well as at recovery stages (2 and 24 hrs
after arousal from hypometabolic state).
Materials and methods
Experiments were carried out according to the
General Principles of Experiments in Animals appro-
ved by the 6th National Congress in Bioethics (Kyiv,
2016) and agreed to the statements of European Con-
vention for the Protection of Vertebrate Animals Used
for Experimental and Other Scientific Purposes
(Strasburg, 1986). The work was performed within
the autumn-winter period in male golden hamsters
(weighting 85–95 g) and male outbred albino rats (180–
220 g). The animals before the experiment were housed
in the animal facility with natural light/dark cycle and
a standart diet ad libitum with adding wheat and sun-
flower seeds.
по биоэтике (Киев, 2016) и согласованными с по-
ложениями «Европейской конвенции о защите
позвоночных животных, используемых для экспе-
риментальных и других научных целей» (Страс-
бург, 1986). Работу выполняли в осенне-зимний
период на самцах золотистых хомяков (масса 85–
95 г) и самцах беспородных белых крыс (масса
180–220 г). До начала эксперимента животных
содержали в условиях вивария при естественном
световом режиме на стандартном рационе ad li-
bitum с добавлением зерен пшеницы и семян
подсолнечника.
Хомяков перед погружением в состояние
естественного гипометаболизма (ЕГМ) рассажи-
вали в индивидуальные клетки, из рациона исклю-
чали сочную пищу, снабжали гнездовым материа-
лом (древесные опилки и сено) и переносили в темное
помещение с температурой воздуха (5 ± 2)°С (про-
мышленная холодильная камера объемом 20 м3 с
автоматической регулировкой температуры). Хомяки
погружались в спячку через 10–14 суток. Средняя
длительность баута составляла (3 ± 0,5) суток.
Состояние искусственного гипометаболизма
(ИГМ) моделировали с помощью метода «закры-
того сосуда» [7, 8]. Животных в герметически
закрытом сосуде (объемом 3 дм3 для крыс и 2 дм3
для хомяков) помещали в темную холодильную
камеру (2...5°С). Находясь в условиях пониженной
температуры и нарастающей гипоксии-гипер-
капнии, животные постепенно (в течение 2,5–3 ч)
погружались в состояние, сходное по физиоло-
гическим параметрам с естественной гибернацией
[7, 8]. Регистрацию ЧСС у животных проводили
с помощью стерильных игольчатых электродов,
размещенных на передних и задних конечностях;
запись и обработку биоэлектрической активности
сердца осуществляли на компьютерном электро-
кардиографе «Поли-Спектр» («Нейро-Софт»,
Россия) с помощью программы «ПолиСпектр»
(«Нейро-Софт»). Для измерения ТТ (у крыс –
ректально, у хомяков – в защечном мешке) исполь-
зовали тарированную медь-константановую термо-
пару и электронный вольтметр В7-21 («Лорта»,
Украина) с последующим пересчетом показателей
вольтметра (мкВ) в градусы Цельсия с помощью
программы «Excel» («MicroSoft», США).
Животных (n = 5 в каждой группе) выводили из
эксперимента путем декапитации, материал за-
бирали при достижении гипометаболического
состояния и на этапах восстановления (через 2 и
24 ч). Для исследования забирали стандарти-
зированный участок ткани миокарда верхушки
сердца.
Гистологическое исследование проводили по
стандартной методике [2]: ткань фиксировали в
10%-м растворе нейтрального формалина в те-
Before entering the natural hypometabolism (NHM)
state hamsters were placed into individual cages, the
diet was deprived of juicy food. They were provided
with nesting material (sawdust and hay), and then
replaced into a dark room with air temperature (5 ± 2)°C
(industrial cooling chamber of 20 m3 volume with
automatic temperature control). Hamsters entered
hibernation after 10–14 days. An average bout duration
was (3 ± 0.5) days.
The state of artificial hypometabolism (AHM) was
simulated using the ‘closed vessel’ method [24, 37].
Animals in a sealed vessel (3 and 2 dm3 volume for
rats and hamsters, respectively) were placed into a
dark cooling chamber (2...5°C). Being under reduced
temperature and increasing hypoxia-hypercapnia, the
animals gradually (within 2.5–3 hrs) entered the state,
similar by physiological parameters to natural hiber-
nation [24, 37]. The HR in animals was recorded using
sterile needle electrodes, placed on fore and hind paws;
heart bioelectrical activity was recorded and processed
with computer-based electrocardiograph Poly-Spect-
rum (Neurosoft, Russia) by means of Poly-Spectrum
software (Neurosoft). To measure the TB (rectally in
rats, and in cheek pouch in hamsters) we used a calib-
rated copperconstantan thermocouple and electronic
voltmeter V7-21 (Lorta, Ukraine), with following
conversion of voltmeter indices (µV) into Celsius
degrees using the Excel software (MicroSoft, USA).
The animals (n = 5 in each group) were decapi-
tated, the samples were taken when the hypometabolic
state was achieved and at the recovery stages (2 and
24 hrs later). The standardized myocardial tissue site
of heart apex was taken for examination.
Histological examination was performed according
to the standard technique [38]: the tissue was fixed in
10% neutral formalin solution within 24 hrs. After
washing the fixed material was dehydrated in alcohols
of increasing concentration and embedded into pa-
raffin. The obtained sections of 6–8 µm thickness were
stained with hematoxylin and eosin. The preparations
were studied and photographed with the microscope
Axio Observer Zl (Carl Zeiss, Germany) and the image
analysis software AxioVision Rel. 4.8 (Carl Zeiss). The
state of myocardial tissue histological samples (luminal
diameter and blood filing of vessels, state of perivas-
cular and interstitial spaces, cardiomyocytes and their
nuclei) was visually assessed in morphological exami-
nation. The total protein content in tissues was deter-
mined by the Bradford protein assay [5]. For statistical
data processing we used the Mann-Whitney test.
Results and discussion
The AHM development (hypothermia at the back-
ground of increasing hypoxia-hypercapnia) was ac-
companied by a significant decrease of TB in rats:
from (38 ± 1) down to (17 ± 1)°C, in hamsters: from
310 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
чение 24 ч. После отмывания фиксированный ма-
териал обезвоживали в спиртах возрастающей
концентрации и заливали парафином. Полученные
срезы толщиной 6–8 мкм окрашивали гематок-
силином и эозином. Препараты изучали и фотогра-
фировали с помощью микроскопа «Axio Observer
Zl» («Carl Zeiss», Германия) с программным обес-
печением для анализа изображений «AxioVision
Rel. 4.8» («Carl Zeiss»). При морфологичес-
ком исследовании визуально оценивали состоя-
ние гистологических образцов ткани миокарда
(диаметр просвета и кровенаполнение сосудов,
состояние периваскулярных и интерстициальных
пространств, кардиомиоцитов и их ядер). Содер-
жание общего протеина в тканях определяли
методом Бредфорда [16]. Для статистической
обработки данных использовали критерий Манна-
Уитни.
Результаты и обсуждение
Развитие ИГМ (гипотермия на фоне нарас-
тающей гипоксии-гиперкапнии) сопровождалось
значительным снижением ТТ у крыс – с (38 ± 1)
до (17 ± 1)°С, у хомяков – с (37,5 ± 0,5) до (16 ± 1)°С и
замедлением ЧСС у крыс – с (360 ± 40) до (99 ±
20) ударов/мин, у хомяков – с (370 ± 55) до (66 ±
16) ударов/мин. При естественном гипометаболиз-
ме ТТ у хомяков снижалась до (8 ± 1)°С, ЧСС –
до 5–13 ударов/мин.
Известно, что снижение ТТ часто приводит к
нарушению ритмичной работы сердца – аритмиям.
Так, различные аритмии сердца описаны как при
развитии искусственной гипотермии [37], так и на
всех этапах естественной гибернации млекопи-
тающих [24, 27, 32]. В наших исследованиях у
некоторых животных после развития как искусст-
венного (4 крысы из 12 и 5 хомяков из 8), так и
естественного (данные не приводятся) гипомета-
болизма также отмечались разные по длитель-
ности периоды аритмий, которые в большинстве
случаев резко прекращались по мере восстанов-
ления ТТ [10, 38].
Одновременное действие гипоксии и гипер-
капнии приводит к снижению метаболической
активности, угнетению поведенческих и термо-
регуляторных реакций [28], при этом их эффекты
суммируются с характерным для гиперкапнии
влиянием на дыхание, а гипоксии – на метаболизм
животных [13, 30]. Вызванная действием гипоксии-
гиперкапнии и усиленная низкой температурой
окружающей среды гипотермия животных при
ИГМ, возможно, является основным фактором
угнетения активности сердца.
В особых условиях (при гипотермии организма)
для адекватной работы сердца важна функцио-
нальная активность рецепторного и проводящего
(37.5 ± 0.5) down to (16 ± 1)°C and HR deceleration
in rats: from (360 ± 40) down to (99 ± 20) beats/min,
in hamsters: from (370 ± 55) down to (66 ± 16) beats/
min. Under natural hypometabolism the TB and HR in
hamsters decreased down to (8 ± 1)°C and 5–13 beats/
min.
The TB reduction is known to frequently result in a
disorder of rhythmic function of the heart, i. e.
arrhythmias. For example, different cardiac arrhyth-
mias were described both under development of
artificial hypothermia [30], and at all the stages of
natural hibernation in mammals [13, 16, 25]. In our
studies in some animals after development of both
artificial (4 rats from 12 and 5 hamsters from 8) and
natural (data not shown) hypometabolism there were
also observed different by duration periods of arrhyth-
mias, which in most cases stopped abruptly as far as
the TB recovered [34, 35].
A simultaneous effect of hypoxia and hypercapnia
leads to a decrease in metabolic activity, inhibition of
behavioral and thermoregulatory responses [17], herein
their effects are combined with to the typical for
hypercapnia influence on respiration, and on metabo-
lism of animals for hypoxia [2 19]. The hypothermia
of animals under AHM, caused by hypoxia-hypercap-
nia and strengthened by low temperature of environ-
ment, is probably the main factor in cardiac activity
suppression.
Under special conditions (at body’s hypothermia)
for adequate heart function of importance is functional
activity of receptor and conductive apparatuses, nuc-
lear structures in the medulla oblongata and executive
organs, including the heart and blood vessels. In addi-
tion, under weak or rare vagal stimulations, occurring
during hypothermia, its ‘paradoxical’ effect may be
noted, when instead of the expected HR deceleration,
one observes its acceleration [29]. Herewith the rapid
pulse fluctuations may testify to both transition process
and activation of parasympathetic effects as well [1].
During natural hibernation despite a pronounced reduc-
tion of TB and metabolic activity, the animals preserve
homeostatic control of cardiovascular system activity
[26]: the entering a NHM state occurs at the back-
ground of dominance of parasympathetic nervous sys-
tem, but the arousal from it is accompanied by activation
of sympathetic one. As far back as 1950, P.O. Chatfield
and C.P. Lyman [7] noted that all the hamster organs
under a deep hibernation were blood supplied virtually
equally, as exemplified by pink color of animal paws.
The rewarming initiation is accompanied by the blood
circulatory system blocking of the lower part of animal
body to provide a more adequate rewarming of the
upper one. Upon reaching the certain level of euthermia
the vascular sphincters are opened and cold blood from
the periphery enters the general blood stream that may
cause the TB decrease and the corresponding changes
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
311
аппаратов, ядерных образований в продолговатом
мозге и исполнительных органов, включая сердце
и сосуды. Кроме того, при слабых или редких
раздражениях вагуса, имеющих место при гипо-
термии, может наблюдаться его «парадоксаль-
ный» эффект, когда вместо ожидаемого замед-
ления отмечается учащение ЧСС [9]. При этом
быстрые колебания пульса могут свидетельство-
вать как о переходном процессе, так и об активации
парасимпатических влияний [1]. В период естест-
венной гибернации, несмотря на выраженное
снижение ТТ и метаболической активности, у
животных сохраняется гомеостатический конт-
роль над активностью сердечно-сосудистой сис-
темы [33]: погружение в состояние ЕГМ проходит
на фоне доминирования парасимпатического зве-
на, а выход из него сопровождается активацией
симпатического звена вегетативной нервной сис-
темы. Еще в 1950 г. P.O. Chatfield и C.P. Lyman [18]
отмечали, что все органы хомяка при глубокой
спячке снабжаются кровью практически одина-
ково, подтверждением чему служит розовый цвет
конечностей животного. Инициация разогрева
сопровождается блокировкой кровеносной сис-
темы нижней части тела животного для обес-
печения более адекватного разогрева верхней
части тела. При достижении определенного уров-
ня эутермии сфинктеры сосудов открываются, и
холодная кровь с периферии поступает в общее
кровяное русло, что может вызвать снижение ТТ и
соответствующие изменения в активности сердца.
Так, у крупных гибернаторов (сурок) при пробуж-
дении от спячки обнаружено плато на темпера-
турной кривой, отражающее поступление холодной
крови с периферии, не характерное для мелких
гибернаторов [36]. Однако, как показано в иссле-
довании D.A. Eagles и соавт. [24], введение хо-
лодного раствора Локка (0°С) негибернирующим
животным в состоянии наркоза вызывает падение
ТТ, но не влияет на активность сердца. Следует
отметить, что в наших экспериментах выраженная
аритмия у части хомяков может быть подтверж-
дением предположения, высказанного C.P. Lyman
и R.C. O’Brien [31], об «утомлении» миокарда и
«неожиданном» снижении симпатической актив-
ности при пробуждении животных от зимней
спячки. Кроме того, сердце хомяка, обладая рядом
специфических особенностей проводящей системы
миокарда [18], может реализовывать наиболее
«простой» компенсаторный механизм адаптации
при усиленной его работе (фаза активного разог-
рева) – удлинение фазы диастолы [9]. К таким осо-
бенностям относят отсутствие симпатической ин-
нервации вентрикулярного миокарда, при этом
синаптические терминали миокарда хомяков огра-
ничены проводящими волокнами и кровеносными
in cardiac activity. For example, in big hibernators (mar-
mot) during arousal there was found the plateau on
the temperature curve, reflecting the cold blood ente-
ring from the periphery, not typical for small hibernators
[28]. However, as shown in researches of D.A. Eagles
et al. [13], the injection of cold Locke’s solution (0°C)
to non-hibernating animals under anesthesia caused
the TB fall, but does not affect the heart activity. It
should be noted, that in our experiments a severe ar-
rhythmia in some hamsters may confirm the assumption
of C.P. Lyman and R.C. O’Brien [23] about the
‘fatigue’ of myocardium and ‘unexpected’ reduction
of sympathetic activity during animal arousal from
hibernation. In addition, the hamster heart, having a
number of specific features of the conduction system
of myocardium [7] can implement the most ‘simple’
compensatory adaptation mechanism under its intense
functioning (phase of active rewarming): diastolic phase
prolongation [29]. These features include the lack of
sympathetic innervation of ventricular myocardium,
herewith the synaptic terminals of hamster myocardium
are limited by conductive fibers and blood vessels [18,
27]. In hamster heart ‘the sinoatrial node itself contains
Purkinje fibers, which are otherwise absent in the atria;
the atrioventricular node contains fibers which ap-
proach the Purkinje type in size and general appea-
rance; and finally there is no Purkinje tissue in the right
ventricle and only a limited amount in the left’ (cited
by P.O. Chatfield and C.P. Lyman [7]).
The heart rate is known to affect the coronary blood
flow, to determine myocardial oxygen demand and its
functional activity in the whole, being thereby an impor-
tant diagnostic criterion. The clinical and experimental
findings confirmed the relationship between HR
changes and a wide range of adaptive, structural and
functional changes in myocardium [31].
We hypothesized that these features of heart func-
tion under artificial (hypothermia at the background of
increasing hypoxia-hypercapnia) and natural hypo-
metabolism might be reflected in corresponding
changes in myocardial tissue structure.
Analysis of histological pattern in myocardium of
hetero- and homeothermic animals under natural
and artificial hypometabolism revealed the similar and
significant changes (Figs. 1–3). For example, in rats
and hamsters we found the hyperemia of vessels with
different diameter (veins, arteries, capillaries), which
might indicate circulatory disturbance, manifested in
its deceleration and disordered blood flow. The in-
creased perivascular and interstitial spaces, more pro-
nounced in hamsters under NHM, were noted; the
signs of granular, moderate hydropic and hyaline-drop
dystrophies such as: white granular inclusions, lumps
and drops in cardiomyocytes, were revealed (Figs. 1–
3). Dystrophies are referred to degenerative changes
in cells. Granular dystrophy is common for proteins
312 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
313
сосудами [29, 34]. В сердце хомяка «сино-атриаль-
ный узел содержит волокна Пуркинье, но в предсер-
дии они отсутствуют; в атрио-вентрикулярном узле
имеются волокна, которые приближаются к типу
волокон Пуркинье только размером и общим видом;
волокон Пуркинье нет в правом желудочке, а в
левом – их количество очень ограничено» (цити-
руется по P.O. Chatfield и C.P. Lyman [18]).
Известно, что ЧСС влияет на коронарный кро-
воток, определяет потребность миокарда в кис-
лороде и его функциональную активность в целом
и является важным диагностическим критерием.
Результаты клинических и экспериментальных
исследований подтвердили связь между изме-
нениями ЧСС и широким диапазоном адапта-
ционных и структурно-функциональных перестроек
в миокарде [35].
Мы предположили, что такие особенности функ-
ционирования сердца в условиях искусственного
(гипотермия на фоне нарастающей гипоксии-гипер-
капнии) и естественного гипометаболизма могут
найти отражение в соответствующих изменениях
в структуре ткани миокарда.
Анализ гистологической картины в миокарде
гетеро- и гомойотермных животных при естест-
венном и искусственном гипометаболизме выявил
сходные и значительные изменения (рис. 1–3).
Так, у крыс и у хомяков выявлена гиперемия сосудов
разного диаметра (вен, артерий, капилляров), что
может указывать на расстройства кровообраще-
ния, проявляющиеся в его замедлении и нарушении
оттока крови. Отмечалось увеличение периваску-
лярных и интерстициальных пространств, более
выраженное у хомяков при ЕГМ; обнаружены
признаки зернистой, умеренной гидропической и
гиалиново-капельной дистрофий – белые зернис-
тые включения, глыбки и капли в кардиомиоцитах
(рис. 1–3). Дистрофии относятся к дегенеративным
изменениям в клетках. Зернистая дистрофия –
наиболее часто встречающийся вид протеиновой
дистрофии, характеризующаяся нарушением
коллоидных свойств цитоплазмы клеток с выяв-
лением в ней протеина в виде зерен. Причинами,
вызывающими ее, являются, в частности, рас-
стройства крово- и лимфообращения, а также
гипоксия. Такая дистрофия наиболее выражена
в печени, почках, миокарде, а также в скелетных
мышцах, проявляется в изменении метаболизма
протеинов в клетке и энзимопатии. После прекра-
щения действия индуцирующего ее фактора дист-
рофия обратима, но в некоторых случаях может
перейти в гидропическую, гиалиново-капельную
или жировую дистрофию и некроз.
Гидропическая дистрофия – одно из самых
распространенных дегенеративных изменений, как
правило, развивающихся в результате нарастаю-
Рис. 1. Ткань миокарда крысы при ИГМ: D – признаки
дистрофии; стрелками указаны ядра кардиомиоцитов
на различных стадия некробиоза (кариопикноз, кариорек-
сис, кариолизис). Окраска гематоксилином и эозином.
Fig. 1. Myocardial tissue of rat at AHM: D is dystrophy signs;
arrows indicate cardiomyocyte nuclei at different necro-
biosis stages (karyopyknosis, karyorhexis, karyolysis).
H&E staining.
and is characterized by disordered colloidal properties
of cell cytoplasm and appearance of proteins as grains.
It may be caused by disorders, particularly, in blood
and lymph circulations, and by hypoxia too. Such a
dystrophy is characteristic for liver, kidney, myocar-
dium and skeletal muscles as well, it is manifested in a
changed protein metabolism in cell and enzymopathy.
The distrophy could be reversible after disappearance
of its inducing factor, but in some cases it can transit
into either hydropic, hyaline-drop or fatty dystrophy
and necrosis.
Hydropic dystrophy is one of the most common
degenerative changes, resulting, as a rule, from growing
energy deficit at the background of hypoxia; the function
of K-Na-ATPase is primarily disrupted, leading to cell
hydration. Moderate intracellular edema is thereat a
paranecrotic (reversible) process.
Hyaline-drop dystrophy is one of proteinosis types,
based on cytoplasmic protein coagulation with pronoun-
ced destruction of ultrastructural cell elements, being
extremely rare in myocardium; it is reversible and
occurs during tissue dehydration, but can end in either
focal or total necrosis.
In hamster cardiomyocytes under AHM we also
observed the emergence of a large number of nuclei,
being at different necrobiosis stages (Fig. 2): karyo-
pyknosis (shrinkage of nucleus, accompanied by chro-
matin condensation, due to water loss), karyorhexis
(disintegration of cell nucleus into pieces) and karyolysis
(complete dissolution of nucleus: the last stage of
necrobiosis). The emergence of these nuclei is a
microscopic sign of necrosis. Normally structured
щего энергодефицита на фоне гипоксии; в первую
очередь нарушается функция K-Na-АТФазы, что
приводит к гидратации клетки. Умеренный внутри-
клеточный отек при этом является паранекроти-
ческим (обратимым) процессом.
Гиалиново-капельная дистрофия – один из видов
диспротеинозов, в основе дистрофии лежит коа-
гуляция протеинов цитоплазмы с выраженной
деструкцией ультраструктурных элементов клетки,
в миокарде встречается крайне редко; является
обратимой и наблюдается при обезвоживании
ткани, но может заканчиваться фокальным либо
тотальным некрозом.
У хомяков при ИГМ в кардиомиоцитах мы
также наблюдали появление большого количества
ядер, находящихся на разных стадиях некробиоза
(см. рис. 2): кариопикноза (сморщивание ядра,
сопровождающееся конденсацией хроматина, из-
за потери воды), кариорексиса (распад клеточного
ядра на части) и кариолизиса (полное растворение
ядра – последний этап некробиоза). Появление
таких ядер является микроскопическим признаком
некроза. Нормальное ядро кардиомиоцита (иногда
их два) имеет овальную форму и расположено
в центральной части клетки.
Следует отметить, что замедление скорости
кровообращения, изменение вязкости и сверты-
ваемости крови, согласно триаде Вирхова, явля-
ются одними из причин тромбообразования [22].
В организме ежеминутно образуются и расса-
сываются микротромбы, предохраняющие от
постоянно возникающих микрогеморрагий и не
Рис. 2. Ткань миокарда хомяка при ИГМ: D – признаки
дистрофии; стрелками указаны ядра кардиомиоцитов
на различных стадия некробиоза (кариопикноз, карио-
рексис, кариолизис). Окраска гематоксилином и эозином.
Fig. 2. Myocardial tissue of hamster at AHM: D is dystrophy
signs; arrows indicate cardiomyocyte nuclei at different
necrobiosis stages (karyopyknosis, karyorhexis, karyo-
lysis). H&E staining.
Рис. 3. Ткань миокарда хомяка при ЕГМ: D – признаки
дистрофии; PS – периваскулярное пространство; IS –
интерстициальное пространство; стрелками указаны
ядра кардиомиоцитов на различных стадия некро-
биоза (кариопикноз, кариорексис, кариолизис). Окрас-
ка гематоксилином и эозином.
Fig. 3. Myocardial tissue of hamster at NHM: D is dystrophy
signs; PS is perivascular space; IS defines interstitial
space; arrows indicate cardiomyocyte nuclei at different
necrobiosis stages (karyopyknosis, karyorhexis, karyo-
lysis). H&E staining.
cardiomyocyte nucleus (sometimes two) has an oval
shape, locating in the central part of a cell.
It should be noted that the deceleration of circula-
tion velocity, changes in viscosity and blood clotting
are the causes of thrombosis according to the Virchow’s
triad [10]. In an organism there are continually formed
and resolved the microthrombi, protecting from recurring
microhemorrhages and causing no obturation of non-
capillary vessels. White blood thrombus can be formed
in a fast circulation, being efficient only to stop capillary
bleeding. Red (coagulation) blood thrombus occurs
when a polymer fibrin is excessive and it is formed
under slower blood flow, quite rapidly to stop bleeding
from large vessels. Consequently, the hypometabolic
states, characterized by long periods of immobility,
decreased rate of respiration and HR, low blood flow
velocity and repeated cycles of torpor-rewarming (in
hibernating animal) should facilitate the activation of
procoagulation processes owing to their specificity.
However, as discussed by K.L. Drew et al. [12], in
true hibernators (ground squirrels), being in natural
hibernation, the blood clot is formed extremely rare in
vitro, but even if it is formed though, its structure is
much worse, the size and density are less than in cold-
adapted euthermic ground squirrels. Red blood thrombus
results from a drastic predominance of coagulation over
agglutination, under rapid blood coagulation and slow
blood flow, for example, under stasis, or if no new blood
platelets come into blood. A massive platelet clearance
from blood-stream (up to 96%) prevents a pronounced
314 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
вызывающие обтурации некапиллярных сосудов.
Белый тромб может образовываться при быстром
кровотоке и эффективен только для остановки
капиллярного кровотечения. Красный (коагуля-
ционный) тромб образуется при избытке полимер-
ного фибрина и формируется при более медленном
кровотоке довольно быстро (для прекращения
кровотечения из крупных сосудов). Следовательно,
гипометаболические состояния, для которых ха-
рактерны длительные периоды неподвижности,
сниженного ритма дыхания и ЧСС, низкой скорости
кровотока и повторяющиеся циклы торпор-отогрев
(у гибернирующих животных) в силу своей спе-
цифичности должны способствовать активации
прокоагуляционных процессов. Однако, как обсуж-
дается в работе K.L. Drew и соавт. [23], у истинных
гибернаторов (сусликов), находящихся в состоянии
естественной гибернации, in vitro сгусток (clot)
крови образуется крайне редко, однако, если он все-
же сформировался, то он значительно хуже струк-
турирован, его размер и плотность меньше, чем у
эутермных cусликов, адаптированных к холоду.
Красный тромб образуется в результате резкого
преобладания коагуляции над агглютинацией, при
быстром свертывании крови и медленном кро-
вотоке, например, при стазе или если в кровь не
поступают новые тромбоциты. При гибернации
выраженному тромбообразованию препятствует
массированный выход тромбоцитов из кровяно-
го русла (до 96%), но оставшиеся в крови тром-
боциты сохраняют свои свойства. Такая тром-
бопения обратима и, как полагают E.L. de Vrij и
соавт. [19], связана с падением ТТ и не является
следствием снижения метаболической активности.
Кроме того, В.Ф Козлова и Т.Н. Юрченко [4] у
гибернирующих сусликов также отмечают сниже-
ние свертываемости крови и замедление кровооб-
ращения, редукцию гемомикроциркуляторного
русла миокарда. На структурном уровне установ-
лены сходные с выявленными нами в миокарде
у крыс и хомяков при гипометаболических сос-
тояниях особенности, а именно: дегенеративно-
дистрофические изменения ткани миокарда; гипере-
мия крупных сосудов с характерным центральным
расположением эритроцитов; кардиомиоциты с
крупными светлыми ядрами (вероятно, стадии
кариорексиса и кариолизиса).
Через 2 ч после выхода из ИГМ в миокарде у
хомяков и крыс (рис. 4 и 5) выявлены артериальная
и венозная гиперемия, тромбы в сосудах, ядра
кардиомиоцитов на разных стадиях разрушения;
признаки дистрофических изменений; увеличение
периваскулярных и интерстициальных пространств.
На этом этапе в ткани миокарда крыс также опре-
делялись безъядерная зона (зона некроза) и призна-
ки, вероятно, альтеративного и интерстициального
thrombosis during hibernation, but remained in blood
platelets preserve their properties. This thrombocy-
topenia is reversible and E.L. de Vrij et al. [8] believe
it to be associated with the Tb fall and not result from
reduced metabolic activity.
In addition, V.F. Kozlova and T.N. Yurchenko [20]
also noted a decrease in blood coagulability and blood
flow deceleration, reduction of myocardial hemo-
microvascular bed in hibernating ground squirrels.
At structural level we revealed the similar peculiarities
in rat and hamster myocardium under hypometabolic
states, such as: degenerative and dystrophic changes
in myocardial tissue; hyperemia of large vessels with
a distinctive central location of erythrocytes; cardio-
myocytes with large light nuclei (karyorhexis and
karyolysis stages, probably).
Two hours later arousal from AHM in hamster and
rat myocardium (Figs. 4 and 5) we revealed arterial
and venous hyperemia, blood thrombi in vessels, nuclei
of cardiomyocytes at different stages of destruction;
signs of dystrophic changes; increased perivascular
and interstitial spaces. At this stage in rat myocardial
tissue we have also found a nuclear-free zone (necrosis
zone), and the signs of probably alterative and interstitial
inflammation (Fig. 5), cardiomyocytes with large nuclei,
being the sign of myocardial hypertrophy. This fact
may be confirmed by the revealed by us increased
content of total protein in rat heart tissue 2 hrs later
arousal from AHM (Table). Of note is the fact that
the total protein content in tissues correlated well with
corresponding changes at a structural level. A similar
feature was also observed when studying histological
pattern in rat and hamster neocortex and hypothalamus
under hypometabolic states [22]. D. Devici et al. [9]
demonstrated the response to cooling in rats to be
formed by hypertrophic type, and in hamsters by
atrophic one. Myocardial hypertrophy is a compen-
satory-adaptive response, associated with a prog-
rammed response of all cell types, including cardio-
myocytes. In histogenesis of cardiac muscle tissue no
cambium occurs, therefore the regeneration of tissue
proceeds on the basis of intracellular hyperplastic
processes. The cardiomyocytes are known to be ter-
minally-differentiated cells with an extremely limited
capability to mitosis. However, the mammalian, primate
and human cardiomyocytes are often polyploid. In
addition, various kinds of stress, as well as the effect
of extreme factors may stimulate both hypertrophy and
proliferation of cardiomyocytes. Herewith the activation
of DNA synthesis in cardiomyocytes may result in
multinuclear cell formation [14, 32].
It should be noted that the found by us white gra-
nulation in cardiomyocytes 2 hrs after arousal from
AHM (Figs. 4 and 5), except granular dystrophy signs,
when the protein exchange and enzyme functioning
are disordered, may also testify to the accumula-
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
315
воспаления (рис. 5), кардиомиоциты с большими
ядрами, что является признаком гипертрофии
миокарда. Подтверждением этому может быть
выявленное нами увеличение содержания общего
протеина в ткани сердца у крыс через 2 ч после
выхода из ИГМ (таблица). Следует отметить, что
содержание общего протеина в тканях хорошо
коррелирует с соответствующими изменениями на
структурном уровне. Сходная особенность была
отмечена и при исследовании гистологической
картины в неокортексе и гипоталамусе крыс и
хомяков при гипометаболических состояниях [6].
В работе D. Devici и соавт. [20] было показано,
что ответная реакция на охлаждение у крыс фор-
мируется по гипертрофическому типу, а у хомяков –
по атрофическому. Гипертрофия миокарда – это
компенсаторно-приспособительная реакция, свя-
занная с запрограммированным ответом всех типов
клеток, включая кардиомиоциты. В гистогенезе
сердечной мышечной ткани камбий не возникает,
поэтому регенерация ткани протекает на основе
внутриклеточных гиперпластических процессов.
Известно, что кардиомиоциты являются терми-
нально-дифференцированными клетками с крайне
ограниченной способностью к митозу. Вместе
с тем для кардиомиоцитов млекопитающих, при-
матов и человека характерен процесс полиплои-
дизации. Кроме того, различные виды стресса, а
также влияние экстремальных факторов могут
стимулировать как гипертрофию, так и пролифе-
рацию кардиомиоцитов. При этом активация син-
теза ДНК в кардиомиоцитах может приводить к
образованию многоядерной клетки [12, 25].
Следует отметить, что выявленная нами белая
зернистость в кардиомиоцитах через 2 ч после
выхода из ИГМ (рис. 4, 5), кроме признаков зернис-
той дистрофии, когда нарушается обмен протеинов
и функционирование энзимов, может также ука-
зывать на накопление протеинов при физиологи-
ческом их синтезе. Так, Г.Ф. Жегуновым [3] было
установлено, что интенсивность синтеза протеина
у гибернирующих сусликов снижается на два
порядка, но уже на начальных этапах выхода из
спячки по мере восстановления ТТ скорость синтеза
протеинов увеличивается в разы. Кроме того, во
время гибернации и особенно при пробуждении в
миоцитах сердца сусликов наряду с основными
протеинами активируется синтез и некоторых
специфических протеинов. При исследовании
уровня общего протеина в ткани миокарда живот-
ных при ГМ нами не было выявлено значимых
изменений, что, возможно, объясняется сбалан-
сированностью процессов синтеза и распада. Одна-
ко на раннем этапе восстановления после ИГМ
(через 2 ч) данный показатель был повышен как у
крыс (на 50%), так и у хомяков (на 35%) (таблица).
Рис. 4. Ткань миокарда хомяка через 2 ч после ИГМ:
D – признаки дистрофии; Т – тромб; стрелками указаны
ядра кардиомиоцитов на различных стадия некро-
биоза (кариопикноз, кариорексис, кариолизис). Окрас-
ка гематоксилином и эозином.
Fig. 4. Myocardial tissue of hamster 2 hrs after AHM: D is
dystrophy signs; T is blood thrombus; arrows indicate
cardiomyocyte nuclei at different necrobiosis stages
(karyopyknosis, karyorhexis, karyolysis). H&E staining.
Рис. 5. Ткань миокарда крысы через 2 ч после ИГМ:
D – признаки дистрофии; Т – тромб; стрелками указаны
ядра кардиомиоцитов на различных стадия некро-
биоза (кариопикноз, кариорексис, кариолизис). Белым
контуром обведены крупные ядра в кардиомиоцитах).
Окраска гематоксилином и эозином.
Fig. 5. Myocardial tissue of rat 2 hrs after AHM: D is dys-
trophy signs; T is blood thrombus; arrows indicate cardio-
myocyte nuclei at different necrobiosis stages (karyo-
pyknosis, karyorhexis, karyolysis). White outlined large
nuclei in cardiomyocytes. H&E staining.
tion of proteins under their physiological synthesis.
For example, G.F. Zhegunov [39] established the fact
that the intensity of protein synthesis in hibernating
ground squirrels reduced by two orders, but even
at the early arousal stages with the recovery of TB,
316 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
Ранее нами установлено, что как при ИГМ, так и
на этапах восстановления (через 2 и 24 ч после
выхода из гипометаболического состояния) в
ткани сердца крыс происходит активация реакций
ограниченного протеолиза – повышение общей
протеолитической активности в разы (особенно че-
рез 2 ч) [11]. Вероятно, такая активация протеиназ
способствует осуществлению необходимых пере-
строек в ткани миокарда крыс при ИГМ, поскольку
сердце при входе и выходе из гипометаболи-
ческого состояния претерпевает максимальные
нагрузки. В то же время у хомяков при гиберна-
ции активация протеиназ в ткани сердца не наблю-
далась [5].
Через 24 ч у хомяков после выхода из искусст-
венного и естественного гипометаболизма (рис. 6, 7)
в миокарде сохраняются гиперемия сосудов, уве-
личение периваскулярных и интерстициальных
пространств, признаки дистрофии кардиомиоцитов,
большое количество ядер на всех стадиях некро-
биоза. У хомяков через 24 ч после ЕГМ обнару-
жены тромбы в сосудах, безъядерные зоны некро-
за (рис. 7). У крыс через 24 ч после ИГМ гиперемия
сосудов была более выражена, увеличение пери-
васкулярных пространств и признаки дистрофии
сохранялись, наблюдался стаз в капиллярах, тромбы
в сосудах (рис. 8).
Таким образом, на всех этапах наблюдения у
гетеро- и гомойотермных животных в гипометабо-
лическом состоянии в структуре миокарда выяв-
ляются существенные изменения, проявляющие-
ся в увеличении в кардиомиоцитах количества
ядер, находящихся на разных стадиях некробиоза,
the rate of protein synthesis increased significantly.
Moreover, during hibernation and especially arousal
in ground squirrel heart myocytes along with the main
proteins the synthesis of certain specific proteins is
activated as well. When studying the total protein level
in myocardial tissue of animals at HM we have not
found any significant changes that might be due to a
balanced state of synthesis and decay. However, at
an early recovery stage after AHM (2 hrs later), this
index was increased both in rats (50%) and hamsters
(35%) (Table).
Previously, we established the fact, that both under
AHM, and at the recovery stages (2 and 24 hrs after
arousal from hypometabolic state) in rat heart tissue
there was occurred the activation of limited proteolysis
reactions: a multifold increase in total proteolytic acti-
vity (especially 2 hrs after AHM) [33]. This activation
of proteases probably contributes to implement the
necessary rearrangements in rat myocardial tissue
under AHM, since the heart undergoes the maximum
loads when entering and arousal from the hypome-
tabolic states. At the same time in hamsters during
hibernation no proteinase activation in cardiac tissue
was observed [21].
In hamsters 24 hrs after arousal from artificial and
natural hypometabolism (Figs. 6 and 7) the vascular
hype-remia, increased perivascular and interstitial
spaces, signs of cardiomyocyte dystrophy, a large
number of nuclei at all the stages of necrobiosis, are
Рис. 6. Ткань миокарда хомяка через 24 ч после ИГМ:
PS – периваскулярное пространство; IS – интер-
стициальное пространство; Т – тромб; стрелками
указаны ядра кардиомиоцитов на различных стадия
некробиоза (кариопикноз, кариорексис, кариолизис).
Окраска гематоксилином и эозином.
Fig. 6. Myocardial tissue of hamster 24 hrs after AHM: PS
is perivascular space, IS defines interstitial space; T is
blood thrombus; arrows indicate cardiomyocyte nuclei at
different necrobiosis stages (karyopyknosis, karyorhexis,
karyolysis). H&E staining.
Примечание: * – различия значимы по сравнению с конт-
ролем, р < 0,05.
Note: * – differences are significant as compared to the control,
p < 0.05.
Уровень общего протеина (мкг/мл) в ткани сердца
при искусственном гипометаболизме, (M ± m)
Total protein level (µg/ml) in heart tissue at artificial
hypometabolism, (M ± m)
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
317
атнемирепскэяиволсУ
snoitidnoclatnemirepxE
огонтовиждиВ
laminA
асырK
taR
кямоХ
retsmaH
ьлортноK
lortnoC 139,0±966,2 690,0±942,1
МГИ
MHA 19,0±215,2 193,0±414,1
ч2МГИ
srh2MHA *529,0±310,4 *831,0±896,1
ч42МГИ
srh42MHA 59,0±418,2 281,1±10,2
появлении дегенеративно-дистрофических измене-
ний в кардиомиоцитах, гиперемии сосудов и обра-
зовании в них тромбов.
Известно, что для обеспечения гомеостаза и
нормальной жизнедеятельности организма процес-
сы некробиоза и апоптоза протекают в клетках
непрерывно, а их активация способствует стиму-
ляции физиологической регенерации.
По-видимому, выявленные нами изменения
могут отражать различные фазы функциональной
активности сердца, структурных перестроек и
метаболических процессов в ткани миокарда и
кардиомиоцитах крыс и хомяков при гипомета-
болических состояниях, что в конечном итоге
обеспечивает выживаемость организма в целом.
Поскольку известно, что у гетеро- и у гомойотермных
животных сердце претерпевает максимальные
нагрузки при погружении в гипометаболизм, а
также на этапе восстановления ЧСС и ТТ для нор-
мализации своей функциональной активности после
выхода из гипометаболического состояния (через
2 и 24 ч).
Однако следует отметить, что указанные деструк-
тивные изменения в ткани миокарда и через 24 ч
сохранялись в полном объеме. Большая часть
выявленных изменений после восстановления ТТ
и нормализации кровообращения обратимы и носят
компенсаторно-приспособительный характер.
Рис. 7. Ткань миокарда хомяка через 24 ч после ЕГМ:
D – признаки дистрофии; Т – тромб; IS – интерсти-
циальное пространство; стрелками указаны ядра
кардиомиоцитов на различных стадия некробиоза
(кариопикноз, кариорексис, кариолизис). Окраска
гематоксилином и эозином.
Fig. 7. Myocardial tissue of hamster 24 hrs after NHM: D is
dystrophy signs; T is blood thrombus; IS defines interstitial
space; arrows indicate cardiomyocyte nuclei at different
necrobiosis stages (karyopyknosis, karyorhexis, karyolysis).
H&E staining.
Рис. 8. Ткань миокарда крысы через 24 ч после ИГМ:
Т – тромб; IS – интерстициальное пространство;
стрелками указаны ядра кардиомиоцитов на раз-
личных стадия некробиоза (кариопикноз, карио-
рексис, кариолизис). Окраска гематоксилином и
эозином.
Fig. 8. Myocardial tissue of rat 24 hrs after AHM: T is blood
thrombus, IS defines interstitial space, arrows indicate
cardiomyocytes nuclei at different necrobiosis stages
(karyopyknosis, karyorhexis, karyolysis). H&E staining.
preserved in myocardium. In hamsters 24 hrs after
NHM we revealed blood thrombus in vessels, nuclear-
free zones of necrosis (Fig. 7). In rats 24 hrs after
AHM the vascular hyperemia was more pronounced,
increased perivascular spaces and signs of dystrophy
were kept, stasis in capillaries, thrombi in blood vessels
were observed (Fig. 8).
Thus, at all the observation stages in hetero- and
homeothermic animals under hypometabolic states
there were revealed significant changes in myocardial
structure, manifested by an increased number of nuclei
in cardiomyocytes, being at different stages of necro-
biosis, the appearance of degenerative and dystrophic
changes in cardiomyocytes, vascular hyperemia and
blood thrombus formation in them.
It is known that to provide homeostasis and a bo-
dy’s normal vital activity the necrobiosis and apoptosis
proceed in cells continuously, and their activation
contributes to a stimulation of physiological regene-
ration.
The changes we revealed might apparently reflect
different phases of functional activity of heart, struc-
tural rearrangements and metabolic processes in myo-
cardial tissue and cardiomyocytes in rats and hamsters
under hypometabolic states, that finally provides an
organism’s survival in a whole. Since in hetero- and
homeothermic animals the heart undergoes the maxi-
mum loads during entering hypometabolism and at the
318 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
Выводы
При достижении состояния ИГМ значительно
снижалась ТТ (у крыс до (17 ± 1)°С, у хомяков до
(16 ± 1)°С) и замедлялась ЧСС (у крыс до (99 ± 20)
ударов/мин, у хомяков до (66 ± 16) ударов/мин).
При ЕГМ у хомяков ТТ снижалась до (8 ± 1)°С,
ЧСС – до 5–13 ударов/мин.
На структурном уровне в ткани миокарда при
развитии как естественного, так и искусственного
гипометаболизма отмечались сходные изменения:
гиперемия вен, артерий и капилляров, тромбы в
крупных сосудах, увеличение периваскулярных и
интерстициальных пространств, признаки зернис-
той, гидропической и гиалиново-капельной дистро-
фий, появление в кардиомиоцитах большого
количества ядер на разных стадиях некробиоза
(кариопикноза, кариорексиса и кариолизиса). Кроме
того, у крыс через 2 ч после выхода из ИГМ обна-
руживались кардиомиоциты с большими ядрами,
что является признаком гипертрофии миокарда.
Отмеченные изменения сохранялись и через 24 ч
после выхода животных из гипометаболизма.
Дальнейшие исследования будут направлены на
изучение структурных изменений в тканях ЦНС и
периферических органов при искусственном и ес-
тественном гипометаболизме у гетеро- и гомойо-
термных животных.
Авторы выражают благодарность ст.н.с., к.м.н.
И.И. Кондакову за консультативную помощь при
идентификации структурных изменений в ткани
миокарда.
HR and TB recovery stage as well to normalize its
functional activity after arousal from hypometabolic
state (2 and 24 hrs later). However, it should be noted
that the mentioned destructive changes in myocardial
tissue even 24 hrs after hypometabolism were comple-
tely preserved. Most of the revealed changes after
TB recovery and blood circulation normalization are
reversible, having compensatory and adaptive nature.
Conclusions
When achieving the AHM state the TB signifi-
cantly reduced (in rats and hamsters down to (17 ± 1)
and (16 ± 1)°C, respectively), and HR decelerated (in
rats and hamsters down to (99 ± 20) and (66 ± 16)
beats/min, respectively). Under NHM in hamsters the
TB and HR decreased down to (8 ± 1)°C and 5–
13 beats/min.
At a structural level in myocardial tissue under
development of both natural and artificial hypometa-
bolism there were noted the similar changes such as:
hyperemia of veins, arteries and capillaries, blood
thrombi in large vessels, increased perivascular and
interstitial spaces, features of granular, hydropic and
hyaline-drop dystrophies, the appearance in cardio-
myocytes of a large number of nuclei at different stages
of necrobiosis (karyopyknosis, karyorhexis and karyo-
lysis). In addition, in rats 2 hrs later AHM there were
revealed the cardiomyocytes with large nuclei, being
a sign of myocardial hypertrophy. The noted changes
persisted 24 hrs after animal arousal from hypome-
tabolism.
Further researches will be directed to study the
structural changes in tissues of CNS and peripheral
organs under artificial and natural hypometabolisms in
hetero- and homeothermic animals.
The authors gratefully acknowledge I.I. Kondakov,
senior research fellow, Ph.D. for assisting in identification
of structural changes in myocardial tissue.
Литература
1. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного
ритма: теоретические аспекты и возможности клиничес-
кого применения. – М., 2000. – 240 с.
2. Волкова О.В., Елецкий Ю.К. Основы гистологии и гистоло-
гической техники. – М.: Медицина, 1982. – 304 с.
3. Жегунов Г.Ф. Особенности адаптации сердца зимоспящих
животных // Проблемы криобиологии. – 1993. – №3. – С. 21–33.
4. Козлова В.Ф., Юрченко Т.Н. Структурные аспекты адап-
тации зимнеспящих животных // Проблемы криобиологии. –
1996. – №3. – С. 44–51.
5. Ломако В.В., Самохіна Л.М., Шило О.В. Вплив природного і
різних видів штучного гіпометаболізму на активність сис-
теми протеїназа-інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів //
Проблемы криобиологии. – 2011. – Т. 21, №3. – С. 280–290.
6. Ломако В.В., Шило А.В. Гистологическая картина в неoкор-
тексе и гипоталамусе гетеро- и гомойотермных животных при
искусственном и естественном гипометаболизме // Проблемы
криобиологии и криомедицины. – 2015. – Т. 25, №2. – С. 93–103.
7. Мельничук С.Д., Мельничук Д.О. Гіпобіоз тварин (моле-
кулярні механізми та практичне значення для сільського
господарства і медицини). – К., 2007. – 220 с.
8. Тимофеев Н.Н., Прокофьева Л.П. Нейрохимия гипобиоза и
пределы криорезистентности организма. – М.: Медицина,
1997. – 208 с.
References
1. Bayevsky R.M., Ivanov G.G. Heart rate variability: theoretical
aspects and clinical application. Moscow; 2000.
2. Barros R.C. H., Abe A.S., Carnio E.C., Branco L.G.S. Regulation
of breathing and body temperature of a burrowing rodent during
hypoxic-hypercapnia. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol.
2004; 138(1): 97–104.
3. Blackstone E., Morrison M., Roth M.B. H2S induces a suspended
animation-like state in mice. Science 2005: 308(5721): 518.
4. Bouna H.R., Verhaag E.M., Otis J.P. et al. Induction of torpor:
mimicking natural metabolic suppression for biomedical applications.
J Cell Physiol 2012; 227(4): 1285–1290.
5. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of
microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-
dye binding. Anal Biochem 1976; 72(7): 248–254.
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
319
6. Carey H.V., Andrews M.T., Martin S.L. Mammalian hibernation:
cellular and molecular responses to depressed metabolism and
low temperature. Physiol Rev 2003; 83(4): 1153–1181.
7. Chatfield P.O., Lyman C.P. Circulatory changes during process of
arousal in the hibernating hamsters. Am J Physiol 1950; 163(3):
566–574.
8. de Vrij E.L., Vogelaar P.C., Goris M. et al. Platelet dynamics during
natural and pharmacologically induced torpor and forced
hypothermia. PLoS One 2014; 9(4): e93218.
9. Deveci D., Egginton S. Differing mechanisms of cold-induced
changes in capillary supply in m. tibialis anterior of rats and
hamsters. J Experim Biology 2002; 205(6): 829–840.
10.Dickson B.A. Venous thrombosis: on the history of Virchow's
triad. University of Toronto Medical Journal 2004; 81(3): 166–171.
11.Dikic D., Heldmaier G., Meyer C.W. Induced torpor in different
strains of laboratory mice. In: Lovegrove B.G., McKechnie A.E.,
editors. Hypometabolism in animals: torpor, hibernation and
cryobiology. Pietermaritzburg: University of KwaZulu-Natal; 2008.
p. 223–230.
12.Drew K.L., Rice M.E., Kuhn T.B., Smith M.A. Neuroprotective
adapatations in hibernation: therapeutic implications for ischemia-
reperfusion, traumatic brain injury and neurodegenerative di-
seases. Free Radic Biol Med 2001; 31(5): 563–573.
13.Eagles D.A., Jacques L.B., Taboada J. et al. Cardiac arrhythmias
during arousal from hibernation in three species of rodents. Am
J Physiol 1988: 254(1): 102–108.
14.Field L. Modulation of the cardiomyocyte cell cycle in genetically
altered animals. Ann N Y Acad Sci 2004; 1015: 160–170.
15.Heldmaier G., Ortmann S., Elvert R. Natural hypometabolism during
hibernation and daily torpor in mammals. Respir Physiol Neurobiol
2004; 141(3): 317–329.
16.Horwitz B.A., Chau S.M., Hamilton J.S. et al. Temporal relationships
of blood pressure, heart rate, baroreflex function, and body
temperature change over a hibernation bout in Syrian hamsters.
Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2013; 305(7): R759–R768.
17.Jarsky T.M., Stephenson R. Effects of hypoxia and hypercapnia
on circadian rhythms in the golden hamster (Mesocricetus
auratus). J Appl Physiol 2000; 89(6): 2130–2138.
18.Johansson B.W. The hibernator heart-nature's model of resis-tance
to ventricular fibrillation. Cardiovasc Res 1996; 31: 826–832.
19.Kuhnen G., Wloch B., Wunnenberg W. Effects of acute hypoxia
and/or hypercapnia on body temperatures and cold induced
thermogenesis in the golden hamster. J Therm Biol 1987; 12(2):
103–107.
20.Kоzlova V.F., Yurchenko Т.N. Structural aspects of adaptation in
hibernators. Problems of cryobiology 1996; (3): 44–51.
21. Lomako V.V., Samokhina L.M., Shylo O.V. Effect of natural and
various artificial hypometabolism on activity of protease-protease
inhibitor system in hamsters and rats. Problems of Cryobiology
2011; 21(3): 280–290.
22.Lomako V.V., Shylo A.V. Histological picture in neocortex and
hypothalamus of homoio- and heterothermal animals under
artificial and natural hipometabolism. Probl Cryobiol Cryomed 2015;
(2): 93-103.
23.Lyman C.P., O'Brien R.C. Autonomic control of circulation during
the hibernating cycle in ground squirrels. J Physiol (Lond) 1963;
168(3): 477–499.
24.Melnichuk С.D., Меlnichuk D.О. Hypobiosis of animals (molecular
mechanisms and practical implications for agriculture and
medicine). Kyiv: Publishing Center NAU; 2007.
25. Mertens A., Stiedl O., Steinlechner S., Meyer M. Cardiac dynamics
during daily torpor in the Djungarian hamster (Phodopus
sungorus). Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2008; 294
(2): R639–R650.
26.Milsom W.K., Zimmer M.B., Harris M.B. Regulation of cardiac
rhythm in hibernating mammals. Comp Biochem Physiol 1999;
124(4): 383–391.
27.Nielsen K., Owman C. Difference in cardiac adrenergic innervation
between hibernators and non-hibernating mammals. Acta Physiol
Scand Suppl 1968; 316: 1–30.
9. Физиология кровообращения. Физиология крови. Серия:
«Руководство по физиологии». – Л.: Наука, 1980. – 598 с.
10.Шило О.В. Зміна активності серця при штучному гіпо-
метаболічному стані і виході з нього у гібернуючих і
негібернуючих тварин // Науковий вісник НАУ. – 2008. –
№126. – С. 81–87.
11.Шило А.В., Ломако В.В., Самохина Л.М., Бабийчук Г.А.
Активность протеиназ и их ингибиторов при искусствен-
ном гипометаболическом состоянии у крыс // Проблемы
криобиологии. – 2004. – №2. – С. 17–27.
12.Шляхто Е.В., Бокерия Л.А., Рыбакова М.Г. и др. Клеточные
аспекты патогенеза гипертрофической кардиомиопатии:
роль полиплоидии кардиомиоцитов и активации в мио-
карде ядерного антигена пролиферирующей клетки // Ци-
тология. – 2007. – Т. 49, №10. – С. 817–823.
13.Barros R.C.H., Abe A.S., Carnio E.C., Branco L.G.S. Regulation
of breathing and body temperature of a burrowing rodent
during hypoxic-hypercapnia // Comp. Biochem. Physiol. Part
A: Molecular & Integrative Physiology. – 2004. – Vol. 138, №1. –
P. 97–104.
14.Blackstone E., Morrison M., Roth M.B. H2S induces a suspended
animation-like state in mice // Science. – 2005. – Vol. 308,
№5721. – P. 518.
15. Bouna H. R., Verhaag E. M., Otis J. P. et al. Induction of Torpor:
Mimicking Natural Metabolic Suppression for Biomedical Appli-
cations // J. Cell. Physiol. – 2012. – Vol. 227, Issue. 4. – P. 1285–1290.
16.Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation
of microgram quantities of protein utilizing the principle of
protein-dye binding // Anal. Biochem. – 1976. – Vol. 72, №7. –
P. 248–254.
17.Carey H.V., Andrews M.T., Martin S.L. Mammalian hiber-nation:
Cellular and molecular responses to depressed meta-bolism
and low temperature // Physiol Rev. – 2003. – Vol. 83, №4. –
P. 1153–1181.
18.Chatfield P.O., Lyman C.P. Circulatory changes during process
of arousal in the hibernating hamsters // Am. J. Physiol. –
1950. – Vol. 163, №3. – P. 566–574.
19.de Vrij E. L., Vogelaar P. C., Goris M. et al. Platelet Dynamics
during Natural and Pharmacologically Induced Torpor and Forced
Hypothermia // PLoS One. – 2014. – Vol. 9, №4. – e93218.
20.Deveci D., Egginton S. Differing mechanisms of cold-induced
changes in capillary supply in m. tibialis anterior of rats and
hamsters // J. Experim. Biology. – 2002. – Vol. 205, №6. –
P. 829–840.
21.Dikic D., Heldmaier G., Meyer C.W. Induced torpor in different
strains of laboratory mice. In: Hypometabolism in Animals:
Torpor, Hibernation and Cryobiology / Ed. by B.G. Lovegrove,
A.E. McKechnie. – Pietermaritzburg: University of KwaZulu-
Natal, 2008. – P. 223–230.
22.Dickson B.A. Venous Thrombosis: On the History of Virchow’s
Triad // University of Toronto Medical Journal. – 2004. – Vol. 81,
№3. – P. 166–171.
23.Drew K.L., Rice M.E., Kuhn T.B., Smith M.A. Neuroprotective
adapatations in hibernation: therapeutic implications for ische-
mia-reperfusion, traumatic brain injury and neurodegenerative
diseases // Free Radic. Biol. Med. – 2001. – Vol. 31, №5. –
P. 563–573.
24.Eagles D.A., Jacques L.B., Taboada J. et al. Cardiac arrhy-
thmias during arousal from hibernation in three species of ro-
dents // Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. –
1988. -– Vol. 254, №1. – P. 102–108.
25.Field L. Modulation of the cardiomyocyte cell cycle in ge-
netically altered animals // Ann. N.-Y. Acad. Sci. – 2004. –
Vol. 1015. – P. 160–170.
26.Heldmaier G., Ortmann S., Elvert R. Natural hypometabolism
during hibernation and daily torpor in mammals // Respir. Physiol.
Neurobiol. – 2004. – Vol. 141, №3. – P. 317–329.
27.Horwitz B.A., Chau S.M., Hamilton J.S. et al. Temporal
relationships of blood pressure, heart rate, baroreflex function,
and body temperature change over a hibernation bout in Syrian
320 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
28.Phillips P.K., Heath J.E. Comparison of surface temperature in 13-
lined ground squirrel (Spermophilus tridecimlineatus) and yellow-
bellied marmot (Marmota flaviventris) during arousal from
hibernation. Comparative Biochemistry and Physiology. Part A,
Molecular & Integrative Physiology 2004; 138(4): 451–457.
29.Physiology of circulation. Physiology of blood. In a series:
Physiology Guide. Leningrad: Nauka; 1980.
30.Polderman K.H., Herold I. Therapeutic hypothermia and controlled
normothermia in the intensive care unit: practical considerations,
side effects, and cooling methods. Crit Care Med 2009; 37(3):
R1101–R1120.
31.Reil J.-C., Custodis F., Swedberg K. et al. Heart rate reduction in
cardiovascular disease and therapy. Clin Res Cardiol 2011; 100(1):
11–19.
32.Shlyakhto E.V., Bokeria L.A., Rybakova M.G. et al. Cellular aspects
of pathogenesis of hypertrophic cardiomyopathy: the role of
cardiomyocyte polyploidy and activation of proliferating cell
nuclear antigen in the myocardium. Tsitologiya 2007; 49(10):
817–823.
33.Shylo A.V., Lomako V.V., Samokhina L.M., Babijchuk G.A.
Proteinases and its inhibitors activity at artificial hypometabolic
state in rats. Problems of Cryobiology 2004; (2): 17–27.
34.Shylo O.V. Change of heart activity at artificial hypometabolic
state and in the course of arousal in hibernators and non-
hibernators. Naukovyy Visnyk NAU 2008: (126): 81–87.
35.Shylo O.V., Lomako V.V., Babiychuk G.O. Artificial hibernation-
caused cardiac arrhythmia in homoio- and heterothermal animals.
Cardiology of Uzbekistan 2016: 1–2 (39–40): 271–272.
36.Swoap S.J., Gutilla M.J. Cardiovascular changes during daily
torpor in the laboratory mouse. Am J Physiol Regul Integr Comp
Physiol 2009; 297 (Issue 3): R769–R774.
37.Timofeyev N.N., Prokof`eva L.P. Neurochemistry of hypobiosis
and limits of organism cryoresistance. Мoscow: Meditsina; 1997.
38.Volkova О.V., Eletskiy Yu.K. Fundamentals of histology and
histological techniques. Moscow: Meditsina; 1982.
39.Zhegunov G.F. Adaptation peculiarities of hibernators' heart.
Problems of Cryobiology 1993; (3): 21–33.
hamsters // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. –
2013. – Vol. 305, №7. – P. R759–R768.
28.Jarsky T.M., Stephenson R. Effects of hypoxia and hyper-
capnia on circadian rhythms in the golden hamster (Meso-
cricetus auratus) // J. Appl. Physiol. – 2000. – Vol. 89, №6. –
P. 2130–2138.
29.Johansson B.W. The hibernator heart-nature's model of
resistance to ventricular fibrillation // Cardiovasc. Res. – 1996. –
Vol. 31. – P. 826–832.
30. Kuhnen G., Wloch B., Wunnenberg W. Effects of acute hypoxia
and/or hypercapnia on body temperatures and cold induced
thermogenesis in the golden hamster // J. Therm. Biol. – 1987. –
Vol. 12, №2. – P. 103–107.
31.Lyman C.P., O'Brien R.C. Autonomic control of circulation during
the hibernating cycle in ground squirrels // J. Physiol. (Lond).
– 1963. – Vol. 168, №3. – P. 477–499.
32.Mertens A., Stiedl O., Steinlechner S., Meyer M. Cardiac
dynamics during daily torpor in the Djungarian hamster (Pho-
dopus sungorus) // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. –
2008. – Vol. 294, №2. – P. R639–R650.
33.Milsom W.K., Zimmer M.B., Harris M.B. Regulation of cardiac
rhythm in hibernating mammals // Comp. Biochem. Physiol. –
1999. – Vol. 124, №4. – P. 383–391.
34.Nielsen K., Owman C. Difference in cardiac adrenergic inner-
vation between hibernators and non-hibernating mammals //
Acta Physiol Scand Suppl. – 1968. – Vol. 316. – P. 1–30.
35.Reil J.-C., Custodis F., Swedberg K. et al. Heart rate reduction
in cardiovascular disease and therapy // Clin. Res. Cardiol. –
2011. – Vol. 100, №1. – P. 11–19.
36.Phillips P.K., Heath J.E. Comparison of surface temperature in
13-lined ground squirrel (Spermophilus tridecimlineatus) and
yellow-bellied marmot (Marmota flaviventris) during arousal
from hibernation // Comp. Biochem. Physiol. – P.A: Molecular &
Integrative Physiology. – 2004. – Vol. 138, Issue 4. – P. 451–
457.
37.Polderman K.H., Herold I. Therapeutic hypothermia and cont-
rolled normothermia in the intensive care unit: practical
considerations, side effects, and cooling methods // Crit. Care
Med. – 2009. – Vol. 37, №3. – P. R1101–R1120.
38.Shylo O.V., Lomako V.V., Babiychuk G.O. Artificial hibernation-
caused cardiac arrhythmia in homoio- and heterothermal
animals // Кардиология Узбекистана. – 2016. – №1–2 (39–
40). – С. 271–272.
39.Swoap S.J., Gutilla M.J. Cardiovascular changes during daily
torpor in the laboratory mouse // Am. J. Physiol. Regul. Integr.
Comp. Physiol. – 2009. – Vol. 297, Issue 3. – P. R769–R774.
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 26, №/issue 4, 2016
321
|