Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние длительной гипокинезии на морфометрические показатели и содержание нуклеиновых кислот в органах и тканях теплокровных животных на разных этапах онтогенеза

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние длительной гипокинезии на морфометрические показатели и содержание нуклеиновых кислот в органах и тканях теплокровных животных на разных этапах онтогенеза"

г ~~

о:\

На правах рукописи

Соколова Татьяна Леонидовна

Влияние длительной гипокинезии на морфометрические показатели и содержание нуклеиновых кислот в органах и тканях теплокровных животных на разных этапах онтогенеза.

03.00.13- "Физиология человека и животных"

Ав торе фер ат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.

Челябинск - 1996

Работа выполнена на кафедре анатомии, физиологии, валеологии Челябинского

дека "Знак Почета" государственного педагогического университета. Научные руководители:

Заслуженный деятель пауки России, член корреспондент МАИ, доктор биологических наук, профессор Фомин Н. А.

кандидат биологических паук, доцент Шибкова Д. 3.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Хоружев А. Г. доктор биологических наук, профессор Исаев А. П.

Ведущая организация - Уральский государственный педагогический университет.

Защита диссертации состоится "28" ноября 1996г., в 12 часов па заседании диссертационного совета КПЗ. 13.04 в Челябинском ордена "Знак Почета" государственном педагогическом университете (454080, г. Челябинск, пр. Ленина,

69).

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки университета. Автореферат разослан "26" октября 1996г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д.З. Шибкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Гипокинезия, как фактор вызывающий серьезные морфофункциональные и биохимические сдвиги в организме, изучается на протяжении трех последних десятилетий. Однако, в последние годы возрос интерес к изучению влияния гипокинезии на организм интенсивно растущих неполовозрелых животных. Исследование такого показателя как нуклеиновые кис.югы встречается в едиш-гшых раСкггах (В.В. Климович (1991): A.B. Серова, H.A. Челная(1992)).

Гипокинезия на ранних этапах возрастного развития является наиболее опасным фактором, ведущий к изменению содержания РНК и ДНК -генетических субстратов определяющих темпы возрастного развития и становления физиологических функций. У половозрелых теплокровных животных, даже при достаточно длительной гипокинезии, сдвиги в обмене нуклеиновых кислот и в изменении морфофункциональных показателей являются обратимыми (Ф. 3. Меерсон и др.( 1983); Н. А. Фомин, В. И. Павлова, Д. 3. Шибкова(1987)). Динамика и направленность возрастных изменений содержания и концентрации ДНК и РНК, а также инициируемых ими процессов биосинтеза при гипокинезии представляет особый интерес для возрастной физиологии. В период интенсивного роста и развития теплокровных животных на ранних этапах онтогенеза, гипокинезия, как не запрограммированное геномом состояние, может оказать серьезное повреждающее влияние на организм животного. Анализ доступных нам источников свидетельствует о сравнительно ограниченном количестве специальных исследований возрастных изменений содержания и концентрации ДНК и РНК в органах и тканях теплокровных животных при гипокинезии.

В постановке рабочей гипотезы мы исходили из представления о единстве биохимических и физиологических механизмов адаптации к условиям гипокинезии. Предполагалось, что длительная гипокинезия сопровождается различными по степени выраженности изменениями в содержании нуклеиновых кислот и морфофункциональных показателей в органах и тканях

теплокровных животных разного возраста. Это обусловленно этапом постнатального онтогенеза, на котором гипокинезия действует как фактор, угнетающий рост и развитие организма.

Цель и задачи исследования.

Цель настоящего исследования заключается в установлении эффектов повреждающего воздействия 60-ти суточной гипокинезии по морфометрическим показателям и содержанию нуклеиновых кислот в органах теплокровных животных на разных этапах индивидуального развития.

Задачи исследования:

1. Определить константу скорости объемного роста организма и отдельных органов в условиях гипокинезии у животных препубертатного и поздне-молочного периода развития.

2. Определить концентрацию и содержание нуклеиновых кислот в икроножной мышце, сердце, печени, тимусе, селезенке и полушариях большого мозга экспериментальных животных на 30-е и 60-е сутки гипокинезии.

3. Установить особенности постнатального развития животных, родившихся от самок, перенесших 30-ти суточную гипокинезию.

4. Изучить возможности восстановительных процессов у экспериментальных животных в зависимости от стадии развития, на шторой они подвергались воздействию угнетающего рост фактора.

Научная новизна.

1. Впервые, в практике подобного рода исследований, выявлена зависимость между этапом онтогенетического развития, на котором животные подвергались воздействию тормозящего рост фактора, скоростью объемного роста экспериментальных животных, и темпами восстановления при переходе на обычный двигательный режим.

2. Установлено, что длительная гипокинезия сопровождалась разной степенью снижения содержания нуклеиновых кислот в органах животных препубертатного и поздне-молочного периода развития.

3. Показано, что гипокинезия, перенесенная самкой, создает

неблагоприятные условия для внутриутробного развития и ведет к снижению темпов роста и общего развития потомства в постнатальном периоде.

Теоретическая и практическая значимость.

Тема исследования является составной частью научной проблемы кафедры "Анатомии, физиологии, валеологии" ЧГПУ "Физиологические и биохимические механизмы адаптации к гипокинезии", пошедшие в программу "Адаптация" НИИ общей патологии и патологической физиологии РАМН. Теоретическая значимость работы заключается в установлении зависимости между глубиной повреждающего действия длительной гипокинезии и этапом онтогенетического развития, на котором начинается воздействие угнетающего рост фактора.

Практическая ценность работы заключается в создании элементов целостной морфофункциональной картины гипокинезии воздействующей на ранних этапах онтогенеза, и позволяющей выявить наиболее уязвимые для нее периоды возрастного развития.

Внедрение.

Результаты исследования включены в лекционные курсы "Основы анатомии, физиологии, гигиены детей и подростков"; "Школьная гигиена и валеология"; в учебное пособие "Морфофункциональные основы адаптации школьников к физическим нагрузкам"'; а также в программы по анатомии и физиологии для общеобразовательных школ г. Челябинска, чш подтверждено актом о внедрении.

Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались и обсулсдались на 2 съезде физиологов Уральского региона (Екатеринбург, 1990); на международной конференции "Растущий организм: адаптация к физическим и умственным нагрузкам" (Казань, 1996); на ежегодных научных конференциях по итогам НИИР в ЧГПУ(1990, 1992, 1995, 1996).

На защиту диссертации выносятся следующие основные положения:

1. Торможение скорости объемного роста живот ных зависит от этапа

онтогенетического развития, на котором начиналось действие угнетающего рост фактора.

2. Длительная гипокинезия сопровождается разной степенью снижения содержания нуклеиновых кислот в исследуемых органах животных разных этапов возрастного развития.

3. Глубина повреждающего воздействия гипокинезии определяет темпы компенсаторного роста и возрастного накопления нуклеиновых кислот.

Структура и объем диссертации.

Работа изложена на 125 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы описания материалов и методов исследования, собственных результатов и их обсуждения, заключения и выводов. Библиографический список включает 200 литературных источника, из которых 160 отечественных и 40 зарубежных. Диссертация содержит 18 таблиц и 14 рисунков.

Материал и методы исследования.

Исследования были проведены на белых крысах линии Вистар, выращенных в питомнике "Столбовая" АМН России. В эксперименте использовались животные трех возрастных групп. При подборе экспериментальных групп руководствовались возрастной периодизацией белых крыс, предложенной В.Н. Махинько, В.Н. Никитиным (1975) и И.А. Аршавским (1982). Первая возрастная группа - самцы в возрасте 42 дней (препубертатный период развития). Вторая возрастная группа - самцы в возрасте 22 дней (поздне-молочный период развития). Третья возрастная группа - самцы и самки в возрасте 3 месяцев (половозрелые животные). Всего в эксперименте было использовано 300 животных.

Животные были разделены на группы в соответствии с задачами эксперимента. Крысы содержались в закрытом помещении при температуре воздух 24-25°С. Контрольные и опытные группы получали стандартный брикетированный корм с добавлением свежих овощей и воды.

Гипокинезия создавалась помещением животных в клетки-пеналы из органического стекла, размеры которых изменялись в соответствии с массой

ела животных. Модель гипокинезии разработана в институте медико-иологичсских проблем Коваленко Е.А. и Гуровским H.H./1970/ и одифицирована Абзаловы.м P.A. (1987). Контрольные животные содержались обычных виварных клетках по 5 особей. Клетки-пеналы тщательно ычищались 2 раза в сугки. В течение вссго эксперимента каждые 10-е сутки сивотных опытной и контрольной серии взвешивали утром в одно и то же ремя до кормления.

Определение интенсивности роста животных проводили по метод) LM. Шмальгаузена (1935). Для вычисления константы роста использовали юрмулу:

_ IntV, - \пЩ mtt + t, Г. — Г, 2 '

где W и W - масса тела животных (или органов) в момент времени 1 2

и t: I - измеряли в сутках.

2

Декапитащпо крыс проводили под наркозом в рефрижераторной амере при t=0-4°C. Извлекаемые органы тщательно промывались изиологическим раствором, освобождались от крови, сухожилий, ггоневрозов. Сырая их масса определялась на торсионных весах с точностью о 1.0 мг. Брали навеску 500 мг или весь орган, ткани гомогенизировали в геклянном гомогенизаторе с тефлоновым пестиком.

Извлечение и разделение нуклеиновых кислот проводили по методу chmidt. Tannhauser, (1945), в модификации 1еоргиева(1968).

Содержание нуклеиновых кислот определяли спекгрофсггометрически о A.C. Спирину (1958) на спектрофотометре СФ-16. Количество нуклеиновых нслот выражали в мг на один грамм ткани и в мг на целый орган.

При постановке специального эксперимента по изучению влияния шокинезии на исход беременности и постнаталыюе развитие потомства пределяли: продолжительность беременности, число крысят в помете, процент ертворожденности, процент ранней постнатальной смертности, :ггропометрииеские параметры (масса тела, длина туловища, окружность эуцной клетки), темпы общего развития.

Для изучения влияния длтельной гипокинезии на показатели высшей

нервной деятельности вырабатывали у животных условный рефлекс "активного избегания" по методике "избегания плавании", исследовали врожденные поведенческие реакции методом неврологического тестирования.

Результаты исследования обработаны методами вариационной статистики с определением средней арифметической (М) и её ошибки (т). Достоверность различий оценивали при помощи критерия Стьюдента (1).

Результаты исследования и их обсуждение.

Результаты исследования показывают, что изменения, возникающие в организме матери при 30-ти суточной гипокинезии, создают неблагоприятные условия для внутриутробного развития плодов и ведут к изменению темпов роста и общего развития потомства в постнатальном онтогенезе. Продолжительность беременности у экспериментальных животных увеличивалась в среднем на 2 дня. Количество крысят в помете самок перенесших гипокинезию было на 28% меньше чем в контроле вес крысят был на 21% (р < 0,05) ниже показателя контроля, длина туловища и окружность груди были меньше в среднем на 10% (р < 0,05). Только 44% родившихся крысят полностью сохранились и выросли. Темпы их общего развития задерживались: волосяной покров появился с разницей на 3 дня, глаза открывались на 2 дня позднее. Потомство штатных экспериментальной группы проявляло значительно меньшую двигательную активность, чем контрольные крысята.

Таким образом, гипокинезия, перенесенная самкой до спаривания, является сильным неблагоприятным фактором для функциональной системы "мать - плод", который определяет задержку возрастного развития потомства на ранних этапах онтогенеза.

Константа скорости объемного роста животных. Исследование влияния гипокинезии, воздействующей на организм животных препубертатного и поздне-молочного периода развития, показали, что физиологический рост животных обеих возрастных групп практически остановился. К 60-м суткам гипокинезии константа скорости объёмного роста у животных препубертатного периода развития была в 7 раз ниже показателя одновозрастного контроля, у животных поздне-молочного периода развития

Рис.1. Константа скорости объемного роста(А) и масса тела крыс(Б) первой группы и второй группы при 60-ти суточной гипокинезии и в восстановительном периоде, М±т

По оси абсцисс - время в сутках: по оси ординат - масса в граммах I - контроль первой группы: II - опыт первой группы III - контроль второй группы: IV - опыт второй группы

она имела отрицательное 'значение, отражая полную остановку физиологического роста организма. /Рис. 1ЛУ Выход животных из состояния гипокинезии сопровождался скачкообразным увеличением константы скорости объемного роста. В обеих сериях эксперимента данный показатель превышал уровень одновозрастного контроля: в первой 1руппе в 3 раза, во второй - в 1,8 раза. К концу периода реадаптации различия в массе тела одновозрастных контрольных и гипокинегическнх крыс сохранялись: в старшей возрастной группе оно составляло 26% (р < 0.001), в младшей возрастной группе 61% (р < 0,001) /Ркс. 1Б/. Ограничение двигательной активности животных поздне-молочнош периода развили вызвало более значительное торможение скорости объемного рост а, чем у животных препубертатного периода. Различия между возрастными группами были достоверны (р < 0,001).

Реализация наследственной программы становления форм и функций целостного организма в ходе индивидуального развития оказалась в зависимости от уровня двигательной активности.

Масса органов при гипокинезии и в восстановительном периоде. Увеличение массы полушарий головного мозга во время гипокинезии продолжалось, обнаруживая лишь тенденцию к замедлению. Статистически значимых различий содержания нуклеиновых кислот между контрольными и экспериментальными животными не наблюдалось. Гипокинезия, в большей мере, отразилась на показателях высшей нервной деятельности животных. Нами было установлено, что для выработки условных рефлексов у обездвиженных животных требовалось в 2 раза больше времени, чем у контрольных, при значительном увеличении числа сочетаний. Ответные реакции на раздражители становились более вялыми, при этом латентный период рефлексов увеличивался в 4 раза.

Таким образом, гипокинезия отрицательно сказывается на состоянии высшей нервной деятельности животных, что является следствием общих нарушений в организме при ограничении двигательной активности, а также результатом непосредственного влияния на мозг резкого уменьшения и искажения афферентной импульсации от скелетной мускулатуры.

Ограничение двигательной активности в течение 60-ти суток

сопровождалось значительным снижением массы икроножной мышцы в обеих возрастных группах. Она составляла в первой группе 47%(р < 0,001). а во второй лишь 26%(р < 0.001) от уровня контроля. (Рис. 2 Л и Б)

Изменение массы сердца отличалась от динамики массы икроножной мышцы. 30-ти суточная гипокинезия вызвала снижение массы сердца ниже исходного уровня в старшей экспериментальной группе.(Рис. 2 В и Г) Дальнейшее ограничение двигательной активности сопровождалось ростом массы сердца. У животных младшей возрастной группы падение массы органа ниже исходного уровня наблюдалось только на 60-е сутки. К завершению гипокинезии различие с одновозрастным контролем составляло в старшей возрастной группе 29% (р<0,001), во второй - 52% (р<0,001).

Масса печени животных обеих возрастных групп в ходе гипокинезии уменьшалась к 30-м суткам, затем возрастала и находилась на уровне исходных данных. Гипокинезия затормозила, но не полностью остановила рост печени.

Масса селезёнки подопытных животных обеих групп на всех сроках гипокинезии была ниже исходного уровня, ее физиологический рост прекратился. Потеря массы тимуса по сравнению с селезёнкой была более значительной как у животных поздне-молочного возраста, так и у животных препубертатного периода развития.

Восстановление обычного двигательного режима сопровождалось резким увеличением темпов роста всех исследуемых органов. Самые высокие темпы прироста .массы отмечались в печени, селезёнке и тимусе. Масса сердца у животных младшей возрастной группы к концу периода восстановления не достигала уровня контроля. Различие составило 23% (р<0.001). У животных сгаршей возрастной группы достоверно значимых различий с одновозрастным контролем не наблюдалось. Восстановительный период сопровождался увеличением массы икроножной мышцы у животных обеих возрастных групп, но, тем не менее, она не достигла кошрольных величин. Различие составляло в первой группе 16% (р<0,001), а во второй 40% (р<0,001).

Таким образом, процессы адаптации к гипокинезии и реадаптации в разных системах организма проходят разнонаправлено. Разнонаправленность адаптивных реакций прослеживается в зависимости от этапа онтогенеза, на

300 250 200 150 100 50

60 40 20-, 0 ■

60

В

зо

30

ш

30

о

200

150

100

50

30

И Контроль и Опыт

30

60 г

ш

30

30

Рис. 2. Масса икроножной мышцы и сердца крыс при гипокинеции и в восстановительном периоде, в % от

исходного уровня; * - различия с контролем достоверны А - марса икроножной мышцы первой группы Б - масса икроножной мышцы второй группы В - масса сердца крыс первой группы Г - масса сердца крыс второй группы

А

*

о

*

который приходилось начало действия гипокинезии, как угнетающего рост фактора. Сохранение морфофункционалъного состояния полушарий головного мозга достигается более высокими темпами дезадаптации селезёнки, печени, тимуса, мышечной ткани и сердца.

Содержание и концентрация нуклеиновых кислот при гипокинезии и в восстановительном периоде. Нуклеиновые кислоты являются генетическими субстратами, определяющими темпы возрастного развития и становления физиологических функций в организме. Отсутствие прироста нуклеиновых кислот указывает на задержку или полную остановку клеточного деления; падение количества ДНК в органе ниже исходного лровня свидетельствует о гибели клеток. (Семенова, 1985) Содержание РНК обычно тем выше, чем быстрее идет рост и процесс биосинтеза белка. (Никитин, 1987)

Следовательно, по изменению концентрации и содержания нуклеиновых кислот можно говорить о глубине деструктивных процессов в исследуемых органах и об их чувствительности к гипокинезии. Данные по концентрации и содержанию ДНК и РНК в икроножной мышце, сердце, селезёнке и тимусе животных поздне-молочного и препубертатного возраста представлены в табл. 1.

Ограничение двигательной активности не вызвало существенных изменений в содержании и концентрации нуклеиновых кислот в полушариях головного мозга. Возрастное накопление количества ДНК и РНК в органе лишь затормозилось.

Концентрация ДНК в икроножной мышце подопытных животных обеих возрастных серий превышала показатели одновозрастного контроля. Особенно значительным было увеличение её у животных поздне-молочного возраста на 60-е сутки гипокинезии - в 2,2 раза. Концентрация РНК в исследуемой мышце животных обеих групп имела тенденцию к увеличению. Двухмесячная гипокинезия существенно затормозила процесс возрастного накопления нуклеиновых кислот в икроножной мышце животных экспериментальных групп. Прирост содержания ДНК в икроножной мышце животных старшей возрастной группы составил 15%, тогда как в контроле -53%. Резко затормозилось накопление ДНК в мышце подопытных крыс

Таблица 1

Концентрация и содержание нуклеиновых кислот в органах животных в процессе адаптации к гипокинезии и в восстановительном периоде

СО а Селезенка Ти.мус

и с: Р Е ДНК РНК Д НК РНК

о с £ ^ Я о 1 серия II серия 1 серия II серия 1 серия II серия 1 серия II серия

Н £ конц. сод- конц. сод- конц. сод- конц сод- конц. сод- КОНЦ.|КОНЦ. сод- конц. сод- конц.

0 м 1,65 0,84 1,70 0,66 1,98 1,01 2,30 0,90 0,64 0,62 0,88 0,48 1,45 1,41 1,98 1,07

о 111 0,08 0,04 0,10 0,01 0,13 0,09 0,37 0,19 0,03 0,10 0,04 0,09 0,11 0,24 0,05 0,15

II 0-30 м 1,61 1,12 1,67 0,90 2,07 1,45 2,18 1,18 0,59 0,81 0,67 0,65 1,31 1,79 1,40 1,35

I) 111 0,10 0,08 0,04 0,01 0,09 0,10 0,21 0,11 0,07 0,03 0,08 0,05 0,12 021 0,29 0,07

о о. 30-60 м 1,64 1,36 1,66 1,17 2,15 1,79 2,02 1,43 0,59 0,95 0,65 0,88 1,32 2,08 1,25 1,70

X о т 0,08 0,03 0.09 0,05 0,01 0,09 0,08 0,24 0,05 0,03 0,18 0,08 0,12 0,15 0,09 0.24

60-90 М 1,59 1,52 1,67 1,45 2,20 2,12 2,08 1,81 0,60 1,08 0,61 0,98 1,25 2,28 1,18 1,91

т 0,02 0,05 0,09 0,09 0,12 0,14 0,12 0,02 0,05 0,11 0,09 0,17 0,04 0,10 0,24 0,14

ее

о 0-30 М 1,82 0,81* 2,00 0,80* 1,88 0,85* 2,20 0,88* 0,99* 0,69* 1,30* 0,51* 1,56 1,08* 1,94 0,79*

х 5 И т 0,13 0,01 0,18 0,04 0,12 0,07 0,11 0,09 0,09 0,01 0,18 0,01 0,09 0,13 0,12 0,01

О £ С 30-60 м 1,73 1,02* 2,07 0,70* 2,00 1,19* 2,00 0,68* 0,94* 0,71* 1,42* 0,50* 1,64 1,23* 1,82* 0,64*

и. 111 0,07 0,10 0,14 0,08 0,10 0,04 0,04 0,06 0,07 0,09 0,07 0,07 0,10 0,19 0,23 0,08

* е 60-90 м 1,51 1,47 1,59 1,06 2,14 2,10 2,07 1,39* 0,56 0,87 0,60 0,59* 1,50 2,30 1,26 1,24*

5 с о -О т 0,08 0,08 0,01 0,01 0^1 0,17 0,11 0,17 0,01 0,05 0,09 0,03 0,09 0,16 0,10 0,17

03

* - различия с одновозрастным контролем достоверны

продолжение Таблицы 1

Тип опыта еа ~ X — сз 1 1 1° £ £ Селезенка Тимус

ДНК РНК ДНК РНК

1 серия II серия 1 серия II серия 1 серия II серия I серия II серия

конц. сод-е конц. сод-е конц. сод-е конц. сод-е конц. сод-е конц. конц. сод-е конц. сод-е конц.

контроль(п= 10) 0 0-30 30-60 60-90 М т М т М т М т 10,28 6,07 10,56 5,08 8,33 4,92 8,37 4,02 21,17 9,94 23,64 9,22 6,55 3,08 7,23 2,82

0,09 0,11 0,01 1 034 033 0,48 0,27 0,18 0,14 0,01 0,72 ; 0,76 0,29 0,19 0,43 0,74

11,16 8,15 11,71 7,03 8,45 6,17 8,53 5,12 20,86 8,86 23,37,10,52 6,34 2,73 6,91 3,11

0,76 0,15 023 0,13 036 0,70 0,09 0,11 0,48 0,46 0,54 : 0,08 0,07 0,23 0,12 0,17

11,69 10,06 10,89 8,61 8,18 7,04 8,83 6,98 20,02 7,80 22,95 8,41 6,43 2,51 7,46 3,06

035 0,48 0,41 035 0.17 0,65 0,10 0,51 0,75 0,47 0,13 0,05 0,18 0,21 0,41 0,09

10,05 11,94 10,38 10,18 7,87 7,86 7,69 7,54 19,98 6,99 21,63 7,78 5,94 2,80 7,58 2,73

0,51 0,17 0,05 032 0,04 0,59 0,17 0,19 034 032 0,14 034 0,16 0,17 0,09 021

К £ а 5 § 1 с о е £ 0-30 30-60 М т М т

9,26* 4,63* 9,70* 3,88* 5,46* 2,73* 5,00* 2,04* 2,56 4,02* 6,39 3,77* 3,71* 1,18* 4,21* 0,97*

0,14 036 0,19 0,09 0,12 0,13 0,42 0,52 0,01 0.11 031 035 0,13 0,04 0,16 0,17

9,76* 4,58* 8,69* 4,00* 5,72* 2,69* 4,71* 2,17* 5,24 3,81* 4,58 4,23* 4,06* 1,01* 4,51* 1,31*

0,08 0,20 0,16 0,11 0,09 032 0,19 0,17 0,27 0,09 0,46 0,46 0,09 0,10 0,23 0,67

а? 5 о V О с о С- э а 60-90 М т

10,49 3,94 10,20 2,96 7,86 0,14 6,68 8,49 0,97 9,44* 23,59 9,42* 6,13 2,76 8,12 3,25

0,31 0,09 1,09 : 031 0,21 0,76 0,73 0,18 0,17 0,21 0,97 0,23 034 033 0,54 029

* - различия о однозозр::с:ным контролем достоверны

младшей возрастной группы. Прирост составил лишь 4%, а у одновозрастного контроля - 60%. Шестидесяти суточное ограничение двигательной активности привело к тому, что количество суммарной РНК в исследуемой мышце подопытных животных было ниже исходного уровня: в первой группе на 13%, а во второй - 40%.

Таким образом, снижение содержания нуклеиновых кислот в скелетной мышце животных поздне-молочного периода развития было более выраженным, чем у животных препубертатного периода: различие между группами в содержании ДНК составляло 20% (р<0,05); РНК - 48% (р<0,001).

В сердце подопытных животных обеих возрастных серий количество ДНК на единицу массы имело тенденцию к увеличению, концентрация РНК существенно не отличалась от контрольных показателей. У животных с обычным двигательным режимом содержание ДНК за двухмесячный период эксперимента увеличилось практически в 2 раза. Гипокинезия вызвала остановку возрастного накопления ДНК в сердце старшей возрастной группы на уровне исходных показателей. Различие с одновозрастным контролем к 60-м суткам эксперимента составляло 25%(р<0,01).

Динамика содержания ДНК в сердечной мышце подопытных животных младшей возрастной группы имела несколько другую направленность. Первый месяц гипокинезии сопровождался увеличением данного показателя на 21% от исходного уров!£я. к тому же он достоверно отличался от величины одновозрастного контроля. К 60-м суткам содержание ДНК снизилось и составляло 60% (р<0,001) от величины контроля.

Содержание РНК в сердечной мышце животных младшей возрастной группы снижалось более значительно. На 60-е сутки эксперимента различие с одновозрастным контролем у них составило 52% (р<0,01), тогда как у животных старшей возрастной группы оно было на уровне 34% (р<0,001)

Также как и скелетной мышце, содержание нуклеиновых кислот в сердце животных поздне-молочного периода было значительно ниже, чем у животных препубертатного периода: ДНК на 32% (р<0,05), РНК на 43% (р<0,001).

Существенное снижение общего содержания ДНК и РНК в печени

экспериментальных животных обеих возрастных групп отмечалось на фоне сохранения их концентрации. Возрастное накопление количества ДНК в печени контрольных животных за два месяца эксперимента составило 68% и 74%, соответственно в старшей и младшей возрастной группе. У экспериментальных животных к 60-м суткам гипокинезии содержание ДНК оставалось на уровне исходных показателей. Различие с одновозрастным контролем было практически одинаковым в старшей и младшей возрастной группе и составило, соответственно 40% (р<0,001) и 38% (р<0,001).

Содержание суммарной РНК в исследуемом органе экспериментальных животных обеих групп при 60-ти суточной гипокинезии было ниже как исходных, так и контрольных показателей. Возрастной прирост РНК у контрольных животных старшей возрастной группы составил 52%, младшей возрастной группы - 64%. У животных, двигательная активность которых была ограничена, различия с исходным уровнем к концу гипокинезии составили 22% в старшей группе и 8% в младшей возрастной группы. Различие с одновозрастным контролем было на уровне 50% (р<0,001) и 43% (р<0,001), соответственно, в старшей и младшей возрастной группе.

Гипокинезия существенно отразилась как на концентрации, так и на содержании нуклеиновых кислот в селезёнке животных обеих возрастных групп. Концентрация ДНК была достверно ниже показателя одновозрастного контроля. Прирост содержания ДНК на весь орган у контрольных животных за два месяца эксперимента составил в старшей возрастной группе 65%, в младшей возрастной группе 69%. У экспериментальных животных возрастного накопления ДНК в селезенке не происходило. К 60-м суткам различие с одновозрастным контролем составляло 55% (р<0,001) и 54% (р<0,001), соответственно в старшей и младшей возрастной группе.

В ходе двухмесячного ограничения двигательной активности концентрация и содержание РНК в селезёнке подопытных животных были достоверно ниже исходного уровня и показателей контроля. К 60-м суткам эксперимента различия с одновозрастным контролем в содержании РНК было на уровне 62% (р<0,001) в старшей возрастной группе и 69% (р<0,001) в младшей возрастной группе.

Концентрация и содержание нуклеиновых кислот в тимусе подопытных животных обеих возрастных групп были достоверно ниже исходного уровня и контрольных величин. Содержание ДНК в тимусе животных старшей возрастной группы к концу эксперимента составляло 48% (р<0,001), РНК составляло 40% (р<0,001) от контрольного уровня. У животных младшей возрастной группы различие с одновозрастным контролем по содержанию ДНК составляло 50% (р<0,001). по РНК - 43% (р<0,05).

Скорость транскрипции с генетических матриц ДНК отражается отношен нем РНК к ДНК. В процесс адаптации к гипокинезии оно менялось неоднозначно как в разных органах, так и в разных возрастных группах. В мозге достоверных различий с контролем не наблюдалось. В скелетной и сердечной мышцах отношение РНК/ДНК было достоверно ниже, чем в контроле. Различие с одновозрастным контролем у животных младшей возрастной группы от 30-х к 60-м суткам гипокинезии увеличивалось, а в старшей возрастной группе - сокращалось.

Динамика отношений РНК/ДНК в селезёнке и печени экспериментальных животных была однонаправленной. В период с 30-х по 60-е сутки гипокинезии отношение РНК к ДНК было ниже уровня контроля на 22-28% и оставалось неизменным.

Скорость транскрибирования с генетических матриц ДНК в тимусе подопытных животных двух возрастных групп на 60-е сутки эксперимента была различной. В старшей возрастной группе отношение РНК/ДНК оставалось ниже уровня одновозрастного контроля до конца эксперимента. В младшей возрастной группе оно от 30-х к 60-м суткам резко возрастало и концу эксперимента достигало контрольных показателей.

В период восстановления содержание нуклеиновых кислот в печени, селезенке и тимусе животных обеих возрастных групп резко возрастало и к 30-м суткам превышало показатели контроля. В икроножной мышце и сердце животных препубертатного возраста активация биосинтеза ДНК и РНК привела к тому; что достоверно значимых различий с одновозрастных различий не наблюдалось, тогда как у животных поздне-молочного периода восстановление содержания нуклеиновых кислот не происходило. Различие в

одержании ДНК в икроножной мыище в опыте и контроле у животных ноздне-юлочного периода составляло 40% (р<0,05). в сердце 27% (р<0,001): в »держании РНК. соответственно 35% (р<0,001) и 23% (р<0,05).

Результаты исследований позволяют заключить, что ограничение шигателыюй активности различно отразилось на содержании нуклеиновых сислот в исследуемых органах животных, находящихся на разных этапах юзрастнош развития. Самые значительные потери содержания нуклеиновых сислот наблюдались в селезенке, тимусе, печени животных обеих возрастных ■рупп. В скелетной и сердечной мышцах животных поздне-молочною периода развития снижение содержания РНК и ДНК было более выражено, чем у животных препубертатного периода развития.

Результаты, полученные в ходе исследования, позволяют заключить, что реактивность организма и отдельных органов на гипокинезию длительностью 60 суток зависела от этапа онтогенеза животных, на который приходилось воздействие гипокинезии. Ограничение двигательной активности сопровождалось нарушением возрастного накопления нуклеиновых кислот, что обусловило особенности формирования органов и рост организма в целом.

Восстановление, в течение 30 суток, сопровождалось компенсаторно-приспособительными реакциями, обеспечившими нормализацию исследуемых показателей в печени, селезенке и тимусе. Однако, в сердце и скелетной мышце животных поздне-молочного периода развития различия с контролем сохранялись на высоком уровне до конца восстановления. Этот факт указывает, что данный этап онтогенеза является наиболее чувствительным к ограничению двигательной активности.

Следовательно, при вынужденном снижении уровня двигательной активности особенно у детей на ранних этапах онтогенеза необходимо принимать меры профилактического воздействия, которые могли бы предотвратить дальнейшее развитие деструктивных изменений и биохимических сдвигов в организме.

Выводы

1. Шестидесяти суточная гипокинезия сопровождается однонаправленным комплексом структурных и биохимических изменений в органах и тканях теплокровных животных различных возрастных групп сопровождающихся остановкой их физиологического роста.

2. Торможение скорости объемного роста животных зависит от этапа онтогенетического развития. Полная остановка объемного роста наблюдается у животных позднс-молочного периода развития. У животных препубертатного периода развития наблюдается семикратное снижение константы скорости роста по сравнению с контрольной группой.

3. Наиболее выраженное снижение содержания нуклеиновых кислот при длительной гипокинезии наблюдается в сердечной и скелетной мышцах животных позднс-молочного периода (различия между возрастными группами были статистически достоверными). В печени, тимусе и селезенке изменения в содержании нуклеиновых кислот носили однонаправленный характер у животных обеих возрастных групп.

4. Масса полушарий большого мозга и содержание нуклеиновых кислот в ходе 60-ти суточной гипокинезии статистически значимых изменештй не претерпевает. Однако, выявлены изменения функциональных свойств центральной нервной системы: у экспериментальных животных условные рефлексы формируется медленнее в 2 раза, чем в контроле и требует большего числа сочетаний, увеличивается латентный период рефлекса более чем в 4 раза.

5. Темпы компенсаторного роста и возрастного накопления нуклеиновых кислот определяются глубиной повреждающего воздействия гипокинезии.

6. Гипокинезия, перенесенная самкой, создает неблагоприятные условия для внутриутробного развития и ведет к снижению темпов роста потомства в постнатальном онтогенезе.

Список опубликованных работ.

1. Изменения опорно-двигательного аппарата в условиях гипокинезии и в период реадаптации.// Физиологические механизмы адаптации человека и животных: (Тезисы докладов и выступлений ко II съезду физиологов Уральского региона). - Екатеринбург. 1990. - С. 206. (Соавт. РФ. Чучкина, Д.З. Шибкова).

2. Влияние гипокинезии на ход беременности и постнатальное развитие потомства у белых крыс.// Материалы по итогам НИР ЧГПУ. - 1995г. - С. 37-42. (Соавт. Д.З. Шибкова, О.Г. Андреева).

3. Изменение содержания нуклеиновых кислот в скелетных мышцах при гипокинезии и в восстановительном периоде.// Материалы по итогам НИР ЧГПУ, - 1996г. - С. 23-25. (Соавт. H.A. Фомин).

4. Ограничение двигательной активности как фактор угнетающий возрастное развитие оганизма.// Материалы научной конференции "Растущий организм: адаптация к физическим и умственным нагрузкам". - Казань, 1996. - С. 45-46.

5. Рост и развитие в условиях гипокинезии и в период реадаптации./ / Тезисы докладов научно-практической конференции. - Курган, 1996. - С. 37. (Соавт. H.A. Фомин).

6. Влияние гипокинезии на показатели высшей нервной деятельности крыс в постнатальном онтогенезе.// Материалы докладов научно-практической конференции молодых ученых. - Челябинск, 1995. -С. 25-31. (Соавт. Д.З. Шибкова, О.Г. Андреева).

7. О механизме влияния двигательной активности на рост организма./ / Вестник Челябинского государственного педагогического университета. - 1996. Серия 4. - вып. 1. - С. 236-237. (Соавт. Д.З. Шибкова).