kurskvestЧеловек и его здоровьеHumans and their health1998-57461998-5754Kursk State Medical University10.21626/vestnik/2023-4/07KEYOHBkurskvest-1237Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИMEDICOBIOLOGICAL SCIENCESВзаимосвязь вариабельности сердечного ритма и поведенческих показателей крыс ВистарCorrelation of heart rate variability and behavioural indicators in Wistar ratshttps://orcid.org/0000-0001-7745-2599БобынцевИгорь ИвановичBobyntsevIgor I.

д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой патофизиологии, директор НИИ общей патологии, КГМУ, г. Курск

Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Pathophysiology, Head of the Research Institute of General Pathology, KSMU, Kursk, Russian Federation

bobig@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2737-3435КоробоваВиктория НиколаевнаKorobovaVictoria N.

канд. мед. наук, доцент кафедры патофизиологии, зав. лабораторией патофизиологии сердца НИИ общей патологии, КГМУ, г. Курск

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor at the Department of Pathophysiology, Head of the Laboratory of Heart Pathophysiology of the Research Institute of General Pathology, KSMU, Kursk, Russian Federation

viktoria.korobova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1529-6014ВорвульАнтон ОлеговичVorvulAnton O.

ассистент кафедры патофизиологии, мл. науч. сотрудник НИИ общей патологии, КГМУ, г. Курск

Assistant lecturer at the Department of Pathophysiology, Junior Researcher at the Research Institute of General Pathology, KSMU, Kursk, Russian Federation

БобынцевЯрослав ИгоревичBobyntsevYaroslav I.

ассистент кафедры внутренних болезней № 1, мл. науч. сотрудник НИИ общей патологии, КГМУ, г. Курск

Assistant lecturer at the Department of Internal Diseases No.1, , Junior Researcher at the Research Institute of General Pathology, KSMU, Kursk, Russian Federation

bobfocus@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0007-2441-2033СтепановаАнастасия ВладимировнаStepanovaAnastasia V.

студент, КГМУ, г. Курск

Student, KSMU, Kursk, Russian Federation

nastyusha.stepanova@list.ruКурский государственный медицинский университет (КГМУ)РоссияKursk State Medical University (KSMU)Russian Federation2023291220232647287Copyright © Бобынцев И.И., Коробова В.Н., Ворвуль А.О., Бобынцев Я.И., Степанова А.В., 20242024Бобынцев И.И., Коробова В.Н., Ворвуль А.О., Бобынцев Я.И., Степанова А.В.Bobyntsev I.I., Korobova V.N., Vorvul A.O., Bobyntsev Y.I., Stepanova A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.kursk-vestnik.ru/jour/article/view/1237

Цель исследования - изучение корреляционных взаимоотношений между параметрами вариабельности сердечного ритма и поведенческими показателями тревожности, эмоциональности и болевой чувствительности у крыс Вистар. Материалы и методы исследования. Исследование выполнено на 25 самцах и 25 самках крыс Вистар массой 180-300 г. Методы оценки функционального состояния животных включали анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), тесты «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) и «открытое поле» (ОП), «горячая пластина» и отдергивание хвоста. Результаты. Установлено, что для комплексной оценки функционального состояния крыс Вистар по данным ВСР необходимо учитывать исходный уровень спектральных характеристик (низкое или высокое значение спектра - НЗС и ВЗС), а для поведенческих показателей - пол животного. В связи с чем были выделены следующие группы: общая группа (самцы и самки), общая группа с НЗС, общая группа с ВЗС, общая группа самцов (с НЗС и ВЗС), группа самцов с НЗС, группа самцов с ВЗС, общая группа самок (с НЗС и ВЗС), группа самок с НЗС, группа самок с ВЗС. Корреляционный анализ между показателями ВСР, ПКЛ, ОП и болевой чувствительности позволил выделить наиболее значимые взаимосвязи в каждой группе. Наиболее универсальными для оценки тревожности, локомоторной и исследовательской активности, а также болевой чувствительности являются SDNN, RMSSD, pNN3, CV, Мо, HF и LF. Заключение. Таким образом, доказана взаимосвязь ВСР с поведенческими показателями и перспективность дальнейшего изучения исследуемых параметров в качестве прогностических критериев.

The aim - to study the correlation relationship between the parameters of heart rate variability and behavioural indicators of anxiety, emotionality and pain sensitivity in Wistar rats. Materials and methods. The study was carried out on 25 male and 25 female Wistar rats weighing 180-300 g. Methods for assessing the functional state of animals included analysis of heart rate variability (HRV), elevated plus-maze (EPM) and open field (OF), hot plate, and tail-flick tests. Results. It was found that for a comprehensive assessment of the functional state of Wistar rats according to HRV data, it is necessary to take into account the initial level of spectral characteristics (low or high spectral values - LSV and HSV), and for behavioural indicators - the sex of the animal. In this connection, the following groups were identified: a common group (males and females), a common group with LSV, a common group with HSV, a common group of males (with LSV and HSV), a group of males with LSV, a group of males with HSV, a common group of females (with LSV and HSV), a group of females with LSV, a group of females with HSV. Correlation analysis between HRV, EPM, OF and pain sensitivity indicators allowed us to identify the most significant relationships in each group. The most versatile for assessing anxiety, locomotor and research activity, as well as pain sensitivity are SDNN, RMSSD, pNN3, CV, Mo, HF and LF. Conclusion. Thus, the relationship of HRV with behavioural indicators has been proved and the prospects for further study of the studied parameters as prognostic criteria.

вариабельность сердечного ритмаповедениебольтревожностькрысы Вистарheart rate variabilitybehaviourpainanxietyWistar ratsReferencesБеляков В.И., Громова Д.С., Попова Н.Р., Мякишева Ю.В. Современные методы изучения поведения грызунов в модельных биомедицинских исследованиях (обзор проблемы). Современные вопросы биомедицины. 2022;6(4):1. DOI: 10.51871/2588-0500_2022_06_04_1. EDN: VHTVBE.Belyakov V.I., Gromova D.S., Popova N.R., Myakisheva U.V. Modern methods for studying rodent behavior in model biomedical studies (problem review). Sovremennyye voprosy biomeditsiny. 2022;6(4):1 (in Russ.). DOI: 10.51871/2588-0500_2022_06_04_1. EDN: VHTVBE.Чудова А.С., Алехина Н.А., Гладышева А.О., Коверзнева Ю.А., Суханов К.О. Определение индивидуально-типологических особенностей поведения у крыс линии Wistar в тесте «Открытое поле». Тенденции развития науки и образования. 2022;(88-1):130-133. DOI: 10.18411/trnio-08-2022-38. EDN: NHDQHI.Chudova A.S., Alekhina N.A., Gladysheva A.O., Koverzneva Yu.A., Sukhanov K.O. Determination of individual typological features of behavior in Wistar rats in the "Open Field" test. Tendentsii razvitiya nauki i obrazovaniya. 2022; (88-1):130-133 (in Russ.). DOI: 10.18411/trnio-08-2022-38. EDN: NHDQHI.Кузьменко Н.В., Плисс М.Г., Цырлин В.А. Инвазивные и неинвазивные методы регистрации параметров гемодинамики у крыс линии Wistar в модели реноваскулярной гипертензии (2 почки, 1 зажим). Трансляционная медицина. 2016;3(2):61-69. DOI: 10.18705/2311-4495-2016-3-2-61-69. EDN: XBHQST.Kuzmenko N.V., Pliss M.G., Tsyrlin V.A. Invasive and non-invasive methods of hemodynamic parameters registration in Wistar rats in renovaskular hypertension model (2 kidney, 1 clip). Translational Medicine. 2016;3(2):61-69 (in Russ.). DOI: 10.18705/2311-4495-2016-3-2-61-69. EDN: XBHQST.Michaelides A., Zis P. Depression, anxiety and acute pain: links and management challenges. Postgrad Med. 2019;131(7):438-444. DOI: 10.1080/00325481.2019.1663705.Michaelides A., Zis P. Depression, anxiety and acute pain: links and management challenges. Postgrad Med. 2019;131(7):438-444. DOI: 10.1080/00325481.2019.1663705.Arango-Dávila C.A., Rincón-Hoyos H.G. Depressive Disorder, Anxiety Disorder and Chronic Pain: Multiple Manifestations of a Common Clinical and Pathophysiological Core. Rev Colomb Psiquiatr (Engl Ed). 2018;47(1):46-55. DOI: 10.1016/j.rcp.2016.10.007.Arango-Dávila C.A., Rincón-Hoyos H.G. Depressive Disorder, Anxiety Disorder and Chronic Pain: Multiple Manifestations of a Common Clinical and Pathophysiological Core. Rev Colomb Psiquiatr (Engl Ed). 2018;47(1):46-55. DOI: 10.1016/j.rcp.2016.10.007.Mullins P.M., Yong R.J., Bhattacharyya N. Associations between chronic pain, anxiety, and depression among adults in the United States. Pain Pract. 2023;23(6):589-594. DOI: 10.1111/papr.13220.Mullins P.M., Yong R.J., Bhattacharyya N. Associations between chronic pain, anxiety, and depression among adults in the United States. Pain Pract. 2023;23(6):589-594. DOI: 10.1111/papr.13220.Hayano J., Yuda E. Assessment of autonomic function by long-term heart rate variability: beyond the classical framework of LF and HF measurements. J Physiol Anthropol. 2021;40(1):21. DOI: 10.1186/s40101-021-00272-y.Hayano J., Yuda E. Assessment of autonomic function by long-term heart rate variability: beyond the classical framework of LF and HF measurements. J Physiol Anthropol. 2021;40(1):21. DOI: 10.1186/s40101-021-00272-y.Švorc P. Jr., Grešová S., Švorc P. Heart rate variability in male rats. Physiol Rep. 2023;11(18):e15827. DOI: 10.14814/phy2.15827.Švorc P. Jr., Grešová S., Švorc P. Heart rate variability in male rats. Physiol Rep. 2023;11(18):e15827. DOI: 10.14814/phy2.15827.Ковалёв Г.И., Васильева Е.В., Салимов Р.М. Сравнение поведения мышей в тестах открытого поля, закрытого и приподнятого крестообразных лабиринтов с помощью факторного анализа. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2019;69(1):123-130. DOI: 10.1134/S0044467719010064. EDN: YTIRDV.Kovalev G.I., Vasileva E.V., Salimov R.M.Comparison of mouse behavior in the open field, closed and elevated cross-maze tests by the use of factor analysis. Zhurnal vysshey nervnoy deyatel’nosti im. I.P. Pavlova. 2019;69(1):123-130 (in Russ.). DOI: 10.1134/S0044467719010064. EDN: YTIRDV.Чайка А.В., Черетаев И.В., Хусаинов Д.Р. Методы экспериментального доклинического тестирования анальгетического действия различных факторов на лабораторных крысах и мышах. Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2015;1(1):161-173. EDN: VBOJXV.Chayka A.V., Cheretayev I.V., Khusainov D.R. Methods of experimental preclinical testing of the analgesic effect of various factors on laboratory rats and mice. Uchenyye zapiski Krymskogo federal’nogo universiteta imeni V. I. Vernadskogo. Biologiya. Khimiya. 2015;1(1):161-173 (in Russ.). EDN: VBOJXV.Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуцкий Д.А., Семенов А.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации). Вестник аритмологии. 2002;(24):65-86. EDN: HSPLXF.Bayevskiy R.M., Ivanov G.G., Gavrilushkin A.P., Dovgalevskiy P.Ya., Kukushkin Yu.A., Mironova T.F., Prilutskiy D.A., Semenov A.V., et al. Analysis of heart rate variability using various electrocardiographic systems (guidelines). Journal of arrhythmology. 2002;(24):65-87 (in Russ.). EDN: HSPLXF.Морозова М.П., Лукошкова Е.В., Гаврилова С.А. Особенности оценки вариабельности ритма сердца у крыс. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2015;101(3):291-307. EDN: TLUJNH.Morozova M.P., Lukoshkova E.V., Gavrilova S.A. Some aspects of heart rate variability estimation in rats.Russian journal of physiology. 2015;101(3):291307 (in Russ.). EDN: TLUJNH.Drury R.L., Porges S., Thayer J., Ginsberg J.P. Editorial: Heart Rate Variability, Health and Well-Being: A Systems Perspective. Front Public Health. 2019;7:323. DOI: 10.3389/fpubh.2019.00323.Drury R.L., Porges S., Thayer J., Ginsberg J.P. Editorial: Heart Rate Variability, Health and Well-Being: A Systems Perspective. Front Public Health. 2019;7:323. DOI: 10.3389/fpubh.2019.00323.Миронов А.Н., под ред. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Том I. Москва: Гриф и К; 2012. 944 с. EDN: SDEWMP.Mironov A.N., editor. Guidelines for conducting pre-clinical studies of medicines. Volume I. Moscow: Grif I K, 2012. 944 p. (in Russ.). EDN: SDEWMP.Коробова В.Н., Бобынцев И.И., Ворвуль А.О. Особенности вариабельности ритма сердца самцов и самок крыс Wistar. Биомедицина. 2023;19(1):22-33. DOI 10.33647/2074-5982-19-1-22-33. EDN QUVBMO.Korobova V.N., Bobyntsev I.I., Vorvul A.O. Features of heart rate variability in male and female Wistar rats. Journal Biomed. 2023;19(1):22-33 (in Russ.). DOI 10.33647/2074-5982-19-1-22-33. EDN QUVBMO.Korobova V.N., Vorvul A.O., Bobyntsev I.I. Parameters of Heart Rate Variability in Male Wistar Rats under Conditions of Different Motor Activity. Bull Exp Biol Med. 2023;175(1):20-22. DOI: 10.1007/s10517-023-05802-5.Korobova V.N., Vorvul A.O., Bobyntsev I.I. Parameters of Heart Rate Variability in Male Wistar Rats under Conditions of Different Motor Activity. Bull Exp Biol Med. 2023;175(1):20-22. DOI: 10.1007/s10517-023-05802-5.Коробова В.Н., Ворвуль А.О., Бобынцев И.И., Хабибулин Р.Р., Костюнин И.Н. Вариабельность сердечного ритма крыс-самок Вистар в условиях различной физической активности. Человек и его здоровье. 2022;25(3):32-41. DOI: 10.21626/vestnik/2022-3/04. EDN: ARQOJW.Korobova V.N., Vorvul A.O., Bobyntsev I.I., Khabibulin R.R., Kostiunin I.N. Heart rate variability in female Wistar rats under conditions of different physical activity. Humans and their health. 2022;25(3):32-41 (in Russ.). DOI: 10.21626/vestnik/2022-3/04. EDN: ARQOJW.Bourgeois J.R., Feustel P.J., Kopec A.M. Sex differences in choice-based thermal nociceptive tests in adult rats. Behav Brain Res. 2022;429:113919. DOI: 10.1016/j.bbr.2022.113919.Bourgeois J.R., Feustel P.J., Kopec A.M. Sex differences in choice-based thermal nociceptive tests in adult rats. Behav Brain Res. 2022;429:113919. DOI: 10.1016/j.bbr.2022.113919.Joe H. Ward Jr. Hierarchical Grouping to Optimize an Objective Function. Journal of the American Statistical Association. 1963;58:236-244. DOI: 10.1080/01621459.1963.10500845.Joe H. Ward Jr. Hierarchical Grouping to Optimize an Objective Function. Journal of the American Statistical Association. 1963;58:236-244. DOI: 10.1080/01621459.1963.10500845.Lebedeva N.N., Karimova E.D., Vekhov A.V., Milovanova G.B. Correlation between Measures of Anxiety and Heart Rate Variability in Men and Women with Affective Disorders. Neurosci Behav Physi. 2019;50(6):743-749. DOI: 10.1007/s11055-020-00961-8.Lebedeva N.N., Karimova E.D., Vekhov A.V., Milovanova G.B. Correlation between Measures of Anxiety and Heart Rate Variability in Men and Women with Affective Disorders. Neurosci Behav Physi. 2019;50(6):743-749. DOI: 10.1007/s11055-020-00961-8.Alekseeva I.V., Abramova A.Y., Pertsov S.S. Correlation of Physiological Parameters in Rats after Stress Exposure under Conditions of Antigenic Stimulation with Lipopolysaccharide Administration. Bull Exp Biol Med. 2021;172(1):9-13. DOI: 10.1007/s10517-021-05320-2.Alekseeva I.V., Abramova A.Y., Pertsov S.S. Correlation of Physiological Parameters in Rats after Stress Exposure under Conditions of Antigenic Stimulation with Lipopolysaccharide Administration. Bull Exp Biol Med. 2021;172(1):9-13. DOI: 10.1007/s10517-021-05320-2.Abramova A.Y., Pertsov S.S. Correlation dependencies between nociceptive sensitivity and cytokine level in biological fluids of rats after administration of lipopolysaccharide. Bull Exp Biol Med. 2014;157(5):539-544. DOI: 10.1007/s10517-014-2609-7.Abramova A.Y., Pertsov S.S. Correlation dependencies between nociceptive sensitivity and cytokine level in biological fluids of rats after administration of lipopolysaccharide. Bull Exp Biol Med. 2014;157(5):539-544. DOI: 10.1007/s10517-014-2609-7.Крупина Н.А., Хлебникова Н.Н., Орлова И.Н., Попкова Е.В., Родина В.И., Крыжановский Г.Н. Эффекты хронического мягкого стресса у крыс Вистар и Август: поведение и содержание моноаминов в стриатуме. Патогенез. 2012;10(2):50-58. EDN: QIVMWP.Krupina N.A., Khlebnikova N.N., Orlova I.N., Popkova E.V., Rodina V.I., Kryzhanovsky G.N. Effects of chronic mild stress in Wistar and August rats: behavior and monoamine content in the striatum. Pathogenesis. 2012;10(2):50-58 (in Russ.). EDN: QIVMWP.Vorvul A.O., Bobyntsev I.I., Medvedeva O.A., Mukhina A.Y., Svishcheva M.V., Azarova I.E., Andreeva L.A., Myasoedov N.F. ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro ameliorates anxiety-like and depressive-like behaviour and gut mucosal microbiota composition in rats under conditions of chronic restraint stress. Neuropeptides. 2022;93:102247. DOI: 10.1016/j.npep.2022.102247.Vorvul A.O., Bobyntsev I.I., Medvedeva O.A., Mukhina A.Y., Svishcheva M.V., Azarova I.E., Andreeva L.A., Myasoedov N.F. ACTH(6-9)-Pro-Gly-Pro ameliorates anxiety-like and depressive-like behaviour and gut mucosal microbiota composition in rats under conditions of chronic restraint stress. Neuropeptides. 2022;93:102247. DOI: 10.1016/j.npep.2022.102247.

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