Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
ผลของการได้รับความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังต่อระบบกาบาในพาราเวนทริคูลานิวเคลียสของไฮโปทาลามัสและการเปลี่ยนแปลงที่หัวใจในหนูแรทเพศผู้
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
Sarinee Kalandakanond Thongsong
Second Advisor
Anusak Kijtawornrat
Faculty/College
Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)
Degree Name
Doctor of Philosophy
Degree Level
Doctoral Degree
Degree Discipline
Physiology
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.1486
Abstract
Stress is associated with cardiovascular diseases, and it is the number one cause of death in the world. The high sympathetic activity is a known trigger for the cardiac syndrome, and it can be implied by the reduction of heart rate variability (HRV). However, it is not known whether chronic mild stress (CMS) animal model, developed to mimic daily life stress in human could induce any cardiac alterations or cardiac autonomic control. Therefore, the present study aimed to investigate the effects of CMS on cardiac autonomic activity, cardiac indices and GABAergic system in the PVN. It was hypothesized that CMS might attenuate the GABAergic function in the PVN, alter the cardiac autonomic activity and cardiac structure. In order to test this hypothesis, adult male Sprague-Dawley (SD) rats were randomly assigned into control or CMS. Control rats were left undisturbed in their home cage, while CMS rats were exposed to mild stress protocol for 4 weeks. To obtain HRV parameters, ECG recording was done before the CMS period and then every week. The cardiac alterations were determined by the alterations of heart weight, cardiomyocyte cross-sectional area, the mRNA expressions of ANP and BNP and the plasma BNP. The alterations of GABAergic system at the PVN were also determined from GABA levels, the mRNA expressions of GABA synthesizing enzymes, GABA transporter and delta GABAA receptor subunit. The results showed that CMS rats had significantly lower body weight, thymus gland and brain weight. For HRV, LF and HF powers at week 4 were higher in CMS indicating that both sympathetic and parasympathetic activities were increased; however, autonomic activity was still in balance as LF/HF ratio was unaffected. Moreover, the VLF at week 4 was lower in CMS rats, suggesting that the renin-angiotensin aldosterone system (RAAS) activity was increased. These were consistent with alterations in cardiac structure as shown by increased relative heart weight with tended to increase the average cardiomyocyte cross-sectional area in the CMS rats. Interestingly, the ANP and BNP mRNA expressions, and plasma BNP concentrations were not differed. For GABAergic system, CMS decreased GABA synthesizing enzyme; GAD-65 mRNA expression, without change in GABA level. These may be because GAD-67 was predominating over GAD-65 on GABA synthesis in the PVN as shown by positive correlation between GAD-67 and GABA concentration. In conclusion, 4-week CMS exposed to male Sprague-Dawley rats would lead to increase cardiac autonomic activity, alter cardiac structure, and attenuate GABAergic system in the PVN.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
ความเครียดมีความสัมพันธ์กับการเกิดโรคหัวใจและหลอดเลือดและเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตอันดับหนึ่งของโลก เป็นที่ทราบว่าการทำงานที่เพิ่มขึ้นของระบบประสาทซิมพาเทติกเป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดความผิดปกติของหัวใจซึ่งสามารถประเมินได้จากการลดลงของความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ (HRV) อย่างไรก็ตามยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าโมเดลของการให้ความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังในสัตว์ทดลองซึ่งเทียบได้กับภาวะเครียดในชีวิตประจำวันของคนสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่หัวใจหรือระบบประสาทออโตโนมิคที่หัวใจหรือไม่ ดังนั้นการศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังต่อระบบประสาทออโตโนมิคที่หัวใจ การเปลี่ยนแปลงของหัวใจและระบบกาบาในสมองส่วนพาราเวนทริคูลานิวเคลียสของไฮโปทาลามัส โดยมีสมมุติฐานคือ ความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังอาจส่งผลต่อการทำงานของระบบกาบาที่สมองส่วนพาราเวนทริคูลานิวเคลียส สมดุลของระบบประสาทออโตโนมิคที่หัวใจ และการเปลี่ยนแปลงที่หัวใจ เพื่อทดสอบสมมุติฐานดังกล่าวหนูเพศผู้สายพันธุ์ Sprague Dawley (SD) ถูกแบ่งเป็นกลุ่มควบคุมและกลุ่มที่ได้รับความเครียดแบบอ่อนเรื้อรัง โดยกลุ่มควบคุมแยกเลี้ยงจากกลุ่มที่ได้รับความเครียด กลุ่มที่ได้รับความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังได้รับความเครียดตามแบบแผนการทดลองเป็นเวลา 4 สัปดาห์ ในการประเมินความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ ทำการวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจก่อนให้ความเครียดและหลังจากนั้นทุกสัปดาห์ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของหัวใจประเมินจากการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักหัวใจ ขนาดพื้นที่ภาคตัดขวางของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ การแสดงออกของ mRNA ของ ANP และ BNP และระดับของ BNP ในพลาสมา การเปลี่ยนแปลงของระบบกาบาในสมองส่วนพาราเวนทริคูลานิวเคลียสโดยประเมินจากระดับกาบา การแสดงออกของ mRNA ของเอนไซม์ที่ใช้ในการสังเคราะห์ ขนส่งและหน่วยย่อยของตัวรับกาบาชนิดเดลต้า ผลการศึกษาพบว่าหนูที่ได้รับความเครียดมีน้ำหนักตัว น้ำหนักต่อมไทมัส และน้ำหนักสมองลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ในส่วนของความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจนั้นพบว่า LF และ HF ในสัปดาห์ที่ 4 มีค่าเพิ่มขึ้นในกลุ่มที่ได้รับความเครียดแสดงให้เห็นว่าการทำงานของซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติกเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามระบบประสาทออโตโนมิคยังคงรักษาสมดุลได้โดยดูจากค่าอัตราส่วนของ LF/HF ที่ไม่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ยังพบว่าค่า VLF ลดลงในกลุ่มที่ได้รับความเครียดซึ่งบ่งชี้ว่าระบบเรนิน – แองจิโอเทนซิน อัลโดสเตอโรนทำงานเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของหัวใจซึ่งเห็นได้จากน้ำหนักสัมพัทธ์ของหัวใจที่เพิ่มขึ้นและขนาดพื้นที่ภาคตัดขวางของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในกลุ่มที่ได้รับความเครียด เป็นที่น่าสนใจว่าการแสดงออกของ mRNA ของ ANP BNP และระดับ BNP ในพลาสมาไม่เปลี่ยนแปลง ในส่วนของระบบกาบานั้นพบว่าความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังลดการแสดงออกของ mRNA ของเอนไซม์ที่ใช้ในการสังเคราะห์กาบา ชนิด GAD-65 โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของระดับกาบา ทั้งนี้อาจเนื่องจาก GAD-67 มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์กาบามากกว่า GAD-65 เห็นได้จากความสัมพันธ์เชิงบวกของ GAD-67 กับระดับกาบา นอกจากนี้ยังพบว่าความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังยังมีผลเพิ่มการแสดงออกของยีนของตัวขนส่งกาบาชนิด GAT-1 แต่ไม่มีผลเปลี่ยนแปลงหน่วยย่อยของตัวรับกาบาชนิดเดลต้า จากการทดลองสรุปได้ว่าการให้ความเครียดแบบอ่อนเรื้อรังกับหนู SD เพศผู้ทำให้มีการเพิ่มขึ้นของการทำงานของระบบประสาทออโตโนมิคที่หัวใจ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของหัวใจ และมีผลเปลี่ยนแปลงระบบกาบาที่สมองส่วนพาราเวนทริคูลานิวเคลียส
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Bangsumruaj, Janpen, "The effects of chronic mild stress on GABAergic system in the paraventricular nucleus of hypothalamus and cardiac alterations in male rats" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 75292.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/75292