Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика механической резистентности эритроцитов, напряжения кислорода и ионов йода в крови животных при интервально-ритмической гипоксии

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Динамика механической резистентности эритроцитов, напряжения кислорода и ионов йода в крови животных при интервально-ритмической гипоксии"

Ç Г S О Я / hi правах pyi*om«\

Сабаиова Рая Калировиа

аина&иха механической резисгентиосю эригроинтов, напряжения maimmâ м ионов fmâA в ярош животы;? прм янтервААьно-ритмнческой гипоксии

03.00. ! 3 - фязио'югня »еловека н жнвогч.лх

Л ВТОРЕФ Е РЛ I

диссипации на соискание ученой степелн кандидата бнолошмсских па^к

Нальчик ¡997 г.

Работа выполнена ;:а кафедре физиологии человека и животных Кабардино-Балкарского ордека Дружбы народов государственного университета

Научный руководитель: академик Международной

Академии Информатизации, доктор биологических наук, профессор М. Т.Шаов

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Г.А. Вилков (г. Ростов-на-Дону)

академик Международной Академии Информатизации и Академик Космонавтики им.К.Е.Циалковского, доктор медицинских наук, профессор Е.А.Коваленко (г.Москва)

Ведущая организация: Кабардино-Балкарский научный центр.

Российская академик наук

Зацита состоится '___"______1997г. в _час на заседании

диссертационного Совета Д 053.52.08 в Ростовском государственном университете по адресу: г.Ростоз-на-Дону, ул. Б.Садовая, 105, зуд.304.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ (344006.

г. Ростов-на-Дону. ул.Пушкинская.148). Автореферат разослан "___"_1997г.

/■'еный секретарь днссертаи^с.^ого Совета доктор биологических наук

Т. И.Бондаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема гипоксии в настоящее время выдвинулась в число ведущих проблем современной физиологии и медицины. имеющих фундаментальное общебиологическое значение.

Внимание ученых, занимающихся фундаментальными проблемами гипоксии, сосредоточено на изучении механизмов адаптации к кислородному голоданию, а также на разработке способов коррекции дефицита кислорода в организме и повышения его общего адаптационного потенциала. Все это придает исследованиям в области гипоксии еще и практическую направленность, т.к. при этом открываются большие возможности применения их результатов к нуждам здравоохранения и хозяйственной деятельности в высокогорных районах.

Особенно перспективным в этой области оказался метод ин-тервально-ритмических тренировок гипоксией, который мало изучен в плане физиолого-биохимических механизмов - его действия на организм, т.к. интервально-ритмическая гипоксия (ИРГ) является новш видом тренировок гипоксией.

Так. при детальном изучении напряжения кислорода (Рог ) в тканях ученые обратили внимание на часто наблюдаемую ритмику Ро2, которая имела довольно резкие и весьма большие изменения. Когда же изучение Ро2 проводилось на клеточном уровне, то обнаружилось, что его колебания в ряде случаев могли происходить даже от нуля до уровня Рог в артериях, т.е. до 70-80 мм рт.ст. (М.Т.Шаов. 1981; М.Т.Шаов, Е.А.Коваленко. 1993. 1995). На эту же закономерность колебаний Рог в тканях указывали и другие авторы (R.Fred, У/. Stosseck, 1975 и др.). Причина этих колебаний Рог в тканях в наличии своеобразного периодического спазмирования капилляров и

резкого изменения микроциркуляции на тканевом уровне (Т.Е. Шумилова, 1991).

Было сделано предположение, что эти периодические колебания кровотока и резкие колебания Ро2 в тканях (Е.А.Коваленко, 1979. 1981, 1985, 1995) и на клетках - нейронах коры головного мозга (М.Т.Шаов. 1981, 1988, 1993) - появились в ходе эволюции для своеобразной периодической тренировки ферментативных систем организма с целью его адаптации к условиям гипоксии и других экстремальных факторов.

На основании этого было решено воспроизвести этот принцип, подсказанный самой природой, в виде своеобразного импульсного метода адаптации к гипоксии. Результаты научных исследований в этом направлении позволили использовать открытый в тканях и на клетках мозга природный режим колебаний Ро2 как новый принцип резкого и быстрого повышения адаптационного потенциала человека (Е.А.Коваленко, Н.Н.Волков и др.. 1990, 1992), а также излечения его от целого ряда различных заболеваний с помощью специальной аппаратуры фирмы "Гипоксия в медицине", предназначенной для создания импульсной гипоксии в интервально-ритмическом режиме ее ге-неза (E.H.Ткачук и др. . 1989).

Проблемам импульсной гипоксии была посвящена 1-я Международная конференция "Гипоксия в медицине" (Москва, 1994), на которой ведущие ученые отметили актуальность этого нового направления в области гипоксических адаптации и необходимость глубокого изучения биохимических и биофизических механизмов действия интер-вально-ритмических сеансов гипоксии на живые организмы (Б.Г.Ляп-ков. 1994).

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы -

комплексное исследование динамики механической резистентности эритроцитов, напряжения кислорода и содержания ионов йода в крови животных в условиях нормы, интервально-ритмической гипоксии и последействия гипоксии.

' Для достижения поставленной цели проводились следующие исследования, которые и определили задачи настоящей работы:

1. Анализ качественных сдвигов в популяции эритроцитов по изменении их механической резистентности (МРЭ), являющейся объективным и интегральным показателем динамики эритрогенеза в условиях гипоксии (А.А.Ненашев. И. М. Тищенко. З.А.Шидов. 1983).

2. Определение динамики Ро2 в крови животных методом дифференциальной осциллографической полярографии, т.к. одним из важнейших параметров, характеризующих первичный механизм клеточ-но-тканевых нарушений и их адаптационных изменений при недостатке кислорода в среде обитания, является напряжения кислорода в тканях и клетках (Е. А. Коваленко. 1985, 1995; М. Т.Шаов,1988, 1995).

3. Изучение йодного статуса организма подопытных животных путем определения отрицательного иона йода (I") - гомеостатичес-кого показателя гормонального регулирования в крови - методом дифференциальной осциллографической полярографии.

4. Изучение морфофизиологических изменений в популяции эритроцитов и ткани щитовидной железы при интервально-ритмической гипоксии.

5. Испытание нового интервально-ритмического режима адаптации к кислородному голоданию, создаваемого с помощью гипобари-ческой барокамерной гипоксии.

Научная новизна. Предложен эффективный способ тренировок животных сеансами интервально-ритиических гипоксических воздейс-

твий и проведено испытание его адаптационных возможностей.

Впервые применен комплексный морфофизиолого-полярографи-ческий метод анализа - с помощью скоростной осциллографической полярографии осуществлялась одновременная регистрация Ро2 и йодид ионов (I") в крови, а препараты тканей быстро фиксировались для последующих морфофизиологических и микроморфометрических исследований.

Установлен новый "Синдром адаптации", состоящий в синхронном возрастании механической резистентности эритроцитов, напряжения кислорода и йодид-ионов в крови животных под влиянием ин-тервально-ритмических сеансов гипоксии.

Комплексный микрополялографический анализ с морфофизиоло-гическим контролем качественных сдвигов в популяции эритроцитов и ткани щитовидной железы показал, что образование "Синдрома адаптации" проходит через стадии формирования, стабилизации и нормализации его составляющих.

Основные положения, выносимые на защиту. Установлены определенные зависимости между динамикой механической резистентности эритроцитов, напряжении кислорода и ионов йода в крови экспериментальных животных в условиях нормы, в режиме интервально-ритми-ческой гипоксии и ее последействия. Под влиянием сеансов интер-вально-ритмической гипоксии в организме происходит формирование "Синдрома адаптации", важными элементами которого являются:

1. Повышение механической резистентности эритроцитов в крови, экспериментальных животных.

2. Возрастание напряжения кислорода в крови животных, тренированных в апробируемом режиме генеза ИРГ.

3. Возрастание содержания ионов йода (Г) в крови и прис-

пособительное снижение функциональной активности щитовидной железы.

Практическая значимость и пути реализации исследования. Полученные данные существенно расширяют и углубляют современные представления о механизмах адаптации к ИРГ. Они могут быть использованы при анализе механизмов надежности и работоспособности живых систем в неблагоприятных условиях среды. Результаты настоящей работы включены в цикл практических занятий студентов-биологов на кафедре физиологии человека и животных КБГУ.

Апробация работы . Материалы диссертации докладывались на Международной научной конференции, посвященной 35-летию Гродненского медицинского института (Гродно, 1993), 1-ой Международной конференции "Гипоксия в медицине" (Москва. 1994), региональной научно-практической конференции (Нальчик, 1994), Международном аэрокосмическом конгрессе (Москва, 1994), Всемирном конгрессе МФИ-93, 94 (Москва. 1993/1994) и на кафедральных и факультетских научных семинарах КБГУ (1991-1995).

Публикации.По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава I), материалов и методов (глава II), результатов работы и их обсуждения (глава III)', заключении, выводов, практических рекомендаций и списка литературы ( 192 названий, из них 75 на иностранном языке). Работа изложена на 132 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц и 25 рисунков. Общий объем диссертации - 132 стр.

- 8 -

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Условия интервально-ритмической гипоксии (ИРГ) создава-„ лись с помощью барокамеры в следующем режиме: животные поднимались на "высоту" б ООО м со скоростью 20 м/с, перерывы между "подъемами" составляли 20 мин, время экспонирования на "высоте" -5 мин, частота сеансов гипоксии - 5 раз в день, длительность тренировок 10 дней. Работа проводилась на белых лабораторных крысах Линии "Вистар". Исследования были проведены в следующем порядке: снятие показаний после 1-й, 5-й, 10-й тренировок и через 5, 10, 20 дней после 10-й тренировки.

Механическая резистентность эритроцитов определялась в следующем порядке: эритроциты в пробе крови разрушались путем вибрации с помощью специального прибора, предложенного для таких целей физиологами КБГУ (А.А.Ненашев, И.М.Тищенко, З.А.Шидов, авт. свид. N12887, 1983), количество оставшихся в крови эритроцитов определялось с пйиощью автоматического счетчика "Пикоскель" фирмы "Медикор" - Венгрия.

Кроме того, калибровка счетчика микрочастиц "Пикоскель" осуществлялась путем определения эритроцитов и гемоглобина в крови животных с помощью принятых в физиологии классических методов эритрогемометрии, под микроскопом "Ampivac" с использованием обь-ектива 90* и 100", окуляр Т и 10'.

Фиксированные эритроциты фотографировались под микроскопом МБИ-6 (увеличение 630 раз), обьектив 90". окуляр 7" с использованием фотопленки типа "Микрат-200". С негатива делали фотоотпечатки, которые приводятся в соответствующих главах диссертации.

Регистрация напряжения кислорода и уровня ионов Г в кро-

ви осуществлялась с помощью полярографического метода, сущность которого заключается в получении и анализе Еольт-амперных кривых вещества - деполяризатора, характеризующих зависимость силы тока от приложенного потенциала поляризации (Я.Гейровский, 1922), Все преимущества этого метода наилучшим образом реализуются при использовании осциллографической полярографии с линейно-меняющимся потенциалом. По этому принципу создан отечественный осциллографи-ческий полярограф П0-02 А, который имеет высокую чувствительность. до 10"7 моль/л, хорошую разрешающую способность в пределах 1:5 ООО. а также обладает большой скоростью поляризации - 16 вольт/сек.

Регистрация полярографических волн, характерных для кислорода и йодид-ионов {рис.1) осуществлялась по методике М.Т.Шао-ва. Л.К.Шауцуковой и С.Х.Урусовой (1963, 1975. 1981, 1988).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Качественные изменения эритроцитов. Результаты исследования динамики количества эритроцитов в крови экспериментальных животных в условиях нормы и в режиме ИРГ приведены в таблице (таб.1).

Структурные, функциональные и биохимические перестройки в организме в процессе интервально-ритмической гипоксии влияют на систему крови, что выражается в повышенном содержании эритроцитов и гемоглобина, а при систематической тренировке в условиях ИРГ эти изменения закрепляются (таб.1).

Из приведенных данных видно, что в условиях нормы у ин-тактных животны/. количество эритроцитов (млн. ) в крови до вибра-

ции оказалось равным в среднем 5.02+0,12, а после вибрации -4.80+0,25.

После 10-й тренировки животных количество эритроцитов в крови до вибрации составило в среднем 8.00+0,30. после вибрации -7,47+0.21.

В данном случае возрастание общего количества эритроцитов под влиянием ИРГ тренировок обеспечило повышение стойкости эритроцитов к вибрации по сравнению с 1-м днем тренировок на 55,6%.

Исходя из результатов опыта, можно говорить о том. что значительное повышение количества эритроцитов наблюдается после 10 дней тренировок, т.к. на 20 день, после окончания тренировок, количество эритроцитов в крови тренированных животных приближается к норме, хотя его численное значение остается достоверно выше, чем у интактных животных.

Следовательно, результаты опытов говорят о положительном тренирующем эффекте гипоксии в режиме ИРГ. Механизм этого явления можно обьяснить с помощью МРЭ - физиологического показателя качественного состава популяции эритроцитов в крови, свидетельствующего об увеличении доли молодых эритроцитов в крови животных под влиянием действующего фактора.

Данные по динамике популяций эритроцитов подтверждаются таюсе результатами морфофизиологического анализа. Так. например, в условиях нормы эритроциты представлены в форме двояковогнутого диска, встречаются единичные ретикулоциты, а также и сфероциты. После 10-й тренировки в крови животных наблюдается ретикулоцитоз. Об усилении функции костного мозга в режиме ИРГ свидетельствует образование в большом количестве молодых эритроцитов - ретикуло-

ЭЛ&шй _

_____

ШЯНЯИНб^

""зпвпинвивБЗ Л/шнцрш?

__________________ашш__________„_^

Баявмаявж------------------

'^Ешияаа; -¿г.яинняея

ЭГ _

ээз; шз®; __азэь

1 иэнесззё яаааааная гзЕшгаэиаоза! вяа ашаяшаиаэ шШшгавнвд!! явяш1ВЕааяа вавявмввгш яввяшввгег! нвеэвнвлвзо?

Рис.1 Дифференциальные осциллополярографические пслярограмны йодид-иона (б) и кислорода (а).

ТАБЛИЦА 1

Механическая резистентность эритроцитов (млн.) в крови экспериментальных животных в условиях нормы и в режиме интервально - ритмической гипоксии.

Стадии определения МРЭ Фон (интактные) Ма±ш п=15 ОПЫТНЫЕ (тренированные) ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ

после 1 тренировки Ма±т п=15 после 5-ой тренировки Ма±га п=15 после 10-ой тренировки Мапп п=15 ЧЕРЕЗ 5 ДНЕЙ Malm N=15 ЧЕРЕЗ 10 ДНЕЙ Maim N=15 ЧЕРЕЗ 20 ДНЕЙ Ма±ш Н=15

До вибрации 5.0210.12 5.1510.19 7.4410,18 8,00±0,30 7,15+0,14 7.09+0.ie 5.46+0.17

После вибрации 4,8010^25 4.85+0,21 6,1910,21 7,4710,21 6,75+0,15 6,46+0,11 4,99+0,28

МРЭ в % - 1,04 29.0 55,6 40,6 34.5 3.96

Ьо - 1,07 6.00 4.20 3.50 3.40 2,30

Р> < - >0,05 <0,001 <0,001 <0,01 <0.01 <0.05

цитов.

Следовательно, результаты наших опытов говорят о том, что под влиянием гипоксических тренировок в режиме ИРГ в крови животных за короткий промежуток времени (5-10 дней) происходят положительные сдвиги адаптационного характера, механизмами которых являются увеличение общего количества переносчиков кислорода -эритроцитов, а также значительное возрастание уровня функционально активных молодых эритроцитов, о чем свидетельствует динамика МРЭ (табл.1).

Кроме того, в пользу этого говорят и данные синхронного определения содержания гемоглобина в крови животных. Так, например, у интактных крыс в условиях нормы среднее значение гемоглобина (г/л) равнялась 140±1,31, а у тренированных в режиме ИРГ -157+2.42 на 10 день тренировок.

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ ЙОДА (Г) В КРОВИ.

К числу высокоактивных химических элементов, влияющих на физиологические функции клеток и тканей относится йод. так как ионы йода обладают значительным сродством к различным компонентам протоплазматической мембраны (Р.Р.Рачев, Н.Д.Ещенко, 1975: М.Т.Шаов, 1985, 1990).

Из приведенных данных (табл.2) видно, что в условиях нормы у интактных животных Еысота полярографической волны, соответствующей содержанию ионов йода в крови составила в среднем 50.4i0.96 мкг%.

После 10-й тренировки, как видно из таблицы (табл.2), содержание ионов Г в кроЕИ остается повышенным по сравнению с ин-тактной группой крыс.

- 14 -

Далее через 5. 10, 20 дней, после 10-й тренировки, произошло достоверное уменьшение концентрации Г по сравнению с дан-' ными 1-й тренировки, т.е. через 20 дней этот показатель возвращается к норне.

Обнаруженное в наших опытах возрастание йодид-иона в крови тренированных ИРГ крыс свидетельствует об адаптационных изменениях определенных физиологических функций организма животного. Так. например, в фундаментальных исследованиях В.0.Мохнача (1968) доказано, что биологической активностью обладает только положительный ион йода (Г), который синтезируется в организме животного путем биохимической трансформации отрицательного иона йода (Г) в ткани щитовидной железы. Таким образом, в организме животного йодат производится только в щитовидной железе в результате поступления йодида из крови.

Следовательно, с учетом результатов наших исследований и данных литературы (В.0.Мохнач, 1968, 1974), установленный в настоящей работе факт возрастания уровня йодидов говорит об адаптационном "подавлении" физиологических функций щитовидной железы у тренированных к интерзально-ритмической гипоксии крыс.

Действительно, прямое измерение уровня йодидов и йодатов в ткани щитовидной железы (М.Т.Шаов, 1987; М.Т.Шаов, Х.И.Шерхо-ва,Р.К.Сабанова, Л.О.Шаова. 1995) контрольных и тренированных в условиях импульсной гипоксии животных показало, что при этом происходит достоверное возрастание концентрации йодид-иона на фоне такого же снижения содержания йодат-иона.

Итак, данные литературы и прямого определения концентрации ионов йода в ткани щитовидной железы и результаты настоящего

ТАБЛИЦА 2

Динамика ионов (Г) йода (мкг%) в крови животных в норме, при действии ИРГ и в условиях последействия.

Вероятностно- статистические показатели ФОН (интактные) п=15 ОПЫТНЫЕ (ТРЕНИРОВАННЫЕ) ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ

после 1 тренировки п=15 после 5-ой тренировки п=15 после 10-ой тренировки п=15 ЧЕРЕЗ 5 ДНЕЙ п=15 ЧЕРЕЗ 10 ДНЕЙ п=15 ЧЕРЕЗ 20 ДНЕЙ п=15

Ма 50.4 61,2 78.0 153 73.3 73,6 50.5

т 0,96 3.79 4.63 6,39 6.63 2,61 1.68

Ц 2.76 5.87 16.0 3,42 8.34 0,05

Р< > < 0.05 <0.05 <0.001 <0.001 <0,05 >0.05

исследования свидетельствуют о том, что под влиянием сеансов ритмической гипоксии физиологические функции организма, прежде всего щитовидной железы, претерпевают адаптационные изменения, способствующие повышению надежности и работоспособности животного в экстремальных условиях кислородного голодания.

Одновременно с полярографическими исследованиями для более глубокого изучения функционального состояния щитовидной железы использовали морфометрический метод. О функциональном состоянии щитовидной железы судили по ее гистологической структуре и индексу Брауна - отношения диаметра фолликулов к высоте тиреоци-тов. Индекс Брауна, как известно, является показателем функционального состояния щитовидной железы - чем ниже функциональная активность щитовидной железы, тем выше его значения и наоборот.

После Ю-й тренировки в условиях гипоксии в гистологической картине щитовидной железы наблюдалось "угнетение" ее йодт-рансформационной функции, т. к. при этом значение индекса Брауна составляло в среднем 10,8±0,07 при 1;0=17.6 и р<0,001 (в норме 8,10±0.11).

Следовательно, признаками адаптации животных к интерваль-но-ритмической гипоксии в условиях наших опытов, можно считать снижение активности йодпероксидазной системы щитовидной железы. Далее через 5. 10, 20 дней после 10-й тренировки (последействие) отмечалось постепенное снижение среднего диаметра фолликулов и относительное повышение высоты тиреоцитов, т.е. начиналась стабилизация функциональной активности щитовидной железы. Спустя 20 дней восстанавливалась исходная гистологическая картина щитовидной железы.

Таким образом, отмечается взаимосвязь между динамикой ио-

нов йода, установленной осциллополярографическим методом и гистологической картиной щитовидной железы.

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА В КРОВИ

У контрольных животных Ро2 в крови в условиях нормы составило в среднем 73,412,40 мм рт. ст. На 5-й день тренировок начиналось повышение уровня Ро2 в крови до 76,9±4,37 мм рт. ст. На 10-й день тренировок ИРГ напряжение кислорода достигало своего максимального значения а потом происходило постепенное снижение до 69.7+4.61 мм рт. ст. в условиях последействия (табл.3)

Следовательно, достоверное увеличение содержания Ро2 в крови при интервально-ритмической гипоксии является компенсаторно-приспособительной реакцией, обеспечивающей тканям необходимый уровень метаболизма. Действительно, в параллельных опытах измерение Ро2 в нервно-мышечных тканях (работы 1 и 2.1 в списке опубликованных работ)показало значительное его повышение, совпадающее по времени с началом возрастания Ро2 в крови, а также особенно с периодом его стабилизации в условиях последействия ИРГ.

Итак, изменения ИРЭ, ионов I". напряжения кислорода, происходящие в крови экспериментальных животных направлены на активацию процесса формирования механизмов адаптации клеточно-ткане-вого метаболизма к условиям ИРГ.

В пользу этого положения свидетельствуют данные по динамике электрофизиологических показателей ЭКГ животных, тренированных в режиме ИРГ. Так, например, в параллельных исследованиях по изучению динамики частоты ЭКГ (З.А.Шидов, О.В.Пшикова, А.А.Жиля-сова, 1995), импульсной электрической активности и Рог нейронов

Изменение напряжения кислорода (Ро2, мм рт.ст.) в кропи животных.

Вероятностно- статистические показатели Фон (интактные) п=15 ОПЫТНЫЕ (ТРЕНИРОВАННЫЕ) ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ

1 тренировка п=15 5-ая тренировка п=15 10-ая тренировка п=15 ЧЕРЕЗ 5 ДНЕЙ п=15 ЧЕРЕЗ 10 ДНЕЙ П=15 ЧЕРЕЗ 20 ДНЕЙ п=15

На 73.4 64,1 76.9 116,5 98,2 84.9 69,7

т 2.40 2.99 4,37 4,06 4,50 3.21 4,61

2,44 0.70 9,17 4.87 2,87 0,71

Р> ч - < 0.05 > 0.05 <0,001 <0,001 <0,05 >0,05

мозга (М. Т.Шаов, Е.А.Коваленко, Л.Г.Шаова, 1990; О.В.Пшикова. М.Т.Шаов, Т.Ш.Хапажев, 1995) в условиях интервально-ритмической гипоксия получены достоверные! результаты, свидетельствующие о резком возрастании надежности и работоспособности этих жизненно важных' органов в условиях глубоких степеней гипоксии у животных, тренированных в испытываемом нами режиме ИРГ. Так например, под действием ИРГ надежность сердечной деятельности возрастает в 4,67, импульсной электрической активности - в 2,58, а Ро2 нейронов - в 1,83 раза. Эти сведения, полученные на основе экспериментальных данных однозначно показывают, что наблюдаемые нами ион-но-молекулярные и морфофизиологические изменения в крови и тканях тренированных ИРГ животных носят адаптационный характер.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Определение цели настоящего исследования продиктовано тем, что одним из главнейших и наименее изученных вопросов в области гипоксии, особенно в новом интервально-ритмическом режиме ее генеза, остается вскрытие физико-химических и структурно-метаболических механизмов реакции организма на недостаток кислорода {Б.Г.Ляпков. 1994; А.З.Колчинская. 1993; Е.А.Коваленко, М.Т.Шаов. 1994, 1995).

Выполнение настоящей работы с помощью комплексного морфо-физиологополярографического метода позволило одновременно определять напряжения кислорода и содержания ионов йода в крови, а также контролировать изменения в популяциях эритроцитов и тиреоцитах щитовидной железы в условиях быстрой фиксации объекта в известном функциональном состоянии, заданном режимом тренировок животных интервально-ритмической гипоксией.

Большое значение для достижения поставленной цели имело также применение метода определения механической резистентности эритроцитов, т.к. при этом мы получаем весьма важную информацию о внутрипопуляционных изменениях в эритроцитах крови.

Выбор исследуемых показателей не случаен. Например, при выборе напряжения кислорода мы исходили из того, что Ро2 является интегральным показателем доставки и потребления кислорода в тканях (Е.А.Коваленко. 1985; 1993) и клетках (М.Т.Шаов, 1988; 1995).

Ионы йода, особенно йодид-ионы (I") играют ключевую роль в осуществлении множества физиологических функций, среди которых заслуживают пристального внимания следующие:

1. Содержание йода в плазме служит гомеостатическим регу-

лятором функции щитовидной железы и высокие концентрации йодидов в плазме ингибируют образование тиреоидных гормонов. Синтез последних начинается лишь тогда, когда концентрация йода (I") в плазме падает ниже критических пределов -20 -34 мкг% (Croughs et al., 1963).

2. Тиреоидине гормоны регулируют транспорт веществ через мембранные образования.

3. Велика роль тиреоидных гормонов в осуществлении электрогенных. энергосинтезных физиологических функций плазматических и митохондриальных мембран (P.P.Рачев. 1975: Г.Г.Габараев. 1981: М.Т.Шаов. 1988).

Значение эритроцитов очевидно, т.к. только они служат для транспортировки молекул кислорода к конечным их потребителям -нервным, мышечным и другим клеткам организма.

Таким образом, исследуя динамику напряжения кислорода (Ро2). ионов йода (Г) и популяции эритроцитов в комплексе, в настоящей работе впервые удалось получить результаты, способствующие пониманию интимных физико-химических и структурно-метаболических механизмов адаптации животных к интервально-ритмической гипоксии.

Результаты исследования позволяют высказать предположение. что одним из физиологических механизмов универсального принципа (В.В.Хаскин. 1973) экономии и оптимизации энерготраг организма при гипоксии являются Обнаруженные нами изменения в динамике Ро2. ионов йода и МРЭ в крови тренированных ИРГ жиботных, названные "Синдромом адаптации".

Физиологический же смысл эти/, изменений, как нам представляется, состоит в стремлении организма к сохранению своего го-

меостазиса путем снижения "энтропии" биоэнергетичеких и регуля-торных процессов в клетках и тканях, что в конечном итоге дает организму необходимую возможность для оптимизации и согласования ритмов энергопродукции и энергопотребеления.

Таким образом, установленный настоящим исследованием факт синхронного возрастания МРЭ, Ро2 и йодидов (I") в крови тренированных ИРГ животных является своеобразным интегральным синдромом адаптации организма к интервально-ритмической гипоксии. Интересно также отметить, что обнаруженные наш при ИРГ изменения в крови и тканях не вызывают стойкого отклонения от их значений в условиях нормы, о чем свидетельствуют данные последействия ИРГ. Действительно, все показатели, изученные нами, примерно за 20 дней возвращаются или приближаются к норме. Такое развитие событий полностью соответствует общебиологическим и термодинамическим принципам аутостабилизации в биосистемах (Э.Бауэр, 1935; Г.Николис, И.Пригожин, 1990 и др.). В обратном случае параметры системы постоянно отклонялись бы от нормы и вместо адаптации получилась бы переадаптация, сопряженная с большими энерготратами, несовместимыми с жизнью.

Однако не следует полагать, что относительно быстрое восстановление нормоксических значений исследуемых в крови величин означает такую же быструю потерю организмом состояние адаптации, т.к. информация о временной организации адаптационных процессов и их энергетической параметризации хранится в "тканевой памяти" (3. Л.Загускин, Л.Д.Загускина, 1995) достаточно долго. Срок действия "тканевой памяти" может достигать в зависимости от вида генеза гипоксии от трех месяцев до 1,5 лет (В.К.Банников, 1994: И.А.Алешин, 1994)

ВЫВОДЫ

1. Отличительными особенностями,интервально-ритмических тренировок гипоксией являются ускоренное достижение состояние адаптации организмом и значительное повышение его общего адаптационного потенциала.

2. Ионно-молекулярные и морфофизиологические сдвиги, вызванные интервалъно-ритмическими сеансами гипоксии, не нарушают механизмов физиологического гомеостаза. т.к. они обладают большой динамичностью и способностью спонтанно возвращаться к норме.

3. Интервально-ритмические сеансы гипоксии вызывают изменения на ионно-молекулярном уровне, выражающиеся в синхронном увеличении напряжения кислорода и йодид-ионов в крови тренированных животных.

4. Под влиянием интервально-ритмической гипоксии происходит возрастание дискоцитов в популяции эритроцитов, о чем свидетельствует динамика их механической резистентности.

5. Действие интервально-ритмической гипоксии способствует активации эритропоэза, увеличению ретикулоцитов и усилению функции костного мозга.

6. Тренировки в режиме интервально-ритмической гипоксии снижают активность тиреоцитов щитовидной железы, о чем говорят возрастание индекса Брауна и снижение их йодтрансформационной функции.

7. Одновременное возрастание механической резистентности эритроцитов. напряжения кислорода и уровня йодид-ионов в крови тренированных животных может быть своеобразным интегральным синдромом адаптации организма к интервально-ритмической гипоксии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Испытанный в настоящей работе способ тренировок гипоксией в интервально-ритмическом режиме ее генеза рекомендуется к применению в области здравоохранения, спорта и животноводства для быстрого повышения адаптационного потенциала организма человека и животных.

2. Установленный нами "синдром адаптации", составными компонентами которого являются синхронное возрастание Ро2, йодид-ионов и механической резистентности эритроцитов может применяться в качестве критерия эффективности гипоксических адаптаций.

3. Метод определения Ро2 и ионов йода в тканях на основе скоростной дифференциально-осциллографической полярографии подлежит широкому внедрению в научно-исследовательских, клинико-физиологи-ческих. диагностических лабораториях, т.к. он обладает высокой чувствительностью ч( 10"1 моль/л), разрешающей способностью до 1:5000 и малой инертностью (время анализа секунды).

4. Наряду с традиционным количественным анализом эритроцитов предлагается ввести в научно-исследовательских и клинико-физиоло-гических лабораториях методы анализа качественных сдвигов в популяциях эритроцитов на основе примененной в настоящей работе методики определения механической резистентности эритроцитов.

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ДИССЕРТАЦИИ.

ч

1. Влияние гипобарической гипоксии на оксигенотопографию сен-сомоторной коры.- Материалы Международной научной конференции. Часть I. Гродно, 1993, с.59-60. (Соавт. М.Т.Шаов, 0.В.Пшикова).

2.1. Напряжение кислорода на поверхности нейронов соматосен-сорной коры головного мозга при нормаксии и гипоксии. Ж.-л. "Hypoxia Medical", М., 1993, N4, с.4-8. (Соавт. М.Т.Шаов, Л.Г.Шао-ва).

2.2. Oxygen tension on the neuron surface of the somatosensory brain cortex in normoxia and hypoxia. "Hypoxia Medical", M., 1993. N4, p.5-8 (M.T.Shaov, L.G.Shaova).

3.1. Изменение механической резистентности эритроцитов (МРЭ) животных при интервальной ритмической гипоксии (ИРГ). Ж.-л. "Hypoxia Medical", М., 1994, N2., с.16-17 (Соавт. 3. А.Шидов.М. Т. Ша-ов).

3.2. Changes in mechanical resistance of animal red cells (MRRC) in interval rhythmic hypoxia (IRH), "Hypoxia Medical", M..1994, N2, p.16-17. (Z.A.Shidov. M.T.Shaov).

4. Влияние интервалъно-ритмичесхой гипоксии на содержание йода в крови животных. Материалы научно-практической конференции КБГСА. гл. I, Нальчик. 1995. с.191-192. (Соавт. М.Т.Шаов, Е.Р.Шо-махова. С.Х.Урусова).

5. Изменение механической резистентности эритроцитов животных при интервально-ритнической гипоксии. Сб. научн.тр. "Актуальные проблемы гипоксии", Москва-Нальчик, 1995, с.56-57. (Соавт. М.Т.Шаов. С.Х.Урусова).

6. Изменение напряжения кислорода и анионов йода в крови жи-

вотных при интервально-ритмической гипоксии. Сб. научн.тр. "Актуальные проблемы гипоксии", Москва-Нальчик, 1995, с.67-73. (Соавт. М.Т.Шаов. С.Х.Урусова).

7. Изменение ионов йода в щитовидной железе при импульсной гипоксии в интервально-ритмическом режиме ее генеза. Сб.научн.тр. "Актуальные проблемы гипоксии", Москва-Нальчик. 1995, с. 106-109. (Соавт. М.Т.Шаов, X.Н.Шерхова).