Механизмы регуляции дыхания и гемодинамика при постуральных воздействиях

Донина, Жанна Альбертовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Механизмы регуляции дыхания и гемодинамика при постуральных воздействиях
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Механизмы регуляции дыхания и гемодинамика при постуральных воздействиях"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ им. И.П. Г

ДОНИНА Жанна Альбертовна

МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦЦЦДЫХАНИЯ И ГЕМОДИНАМИКА ПРИ ПОСТУРАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

Специальность: 03.03.01 - физиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук

1 2 МАЙ 2011

Санкт-Петербург 2011

4845877

Работа выполнена в лаборатории физиологии дыхания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН

Научный консультант: доктор биологических наук

Александрова Нина Павловна

Официальные оппоненты: академик РАН, доктор биологических наук,

профессор

Ноздрачев Александр Данилович

Санкт-Петербургский государственный университет

доктор медицинских наук, профессор Катунцсв Владимир Петрович ГНЦ РФ - Институт медико-биологических проблем РАН

доктор биологических наук, профессор Балыкин Михаил Васильевич Институт медицины, экологии и физической культуры Ульяновского государственного университета.

Ведущая организация: Институт эволюционной физиологии и

биохимии им. И.М. Сеченова РАН

Защита состоится « (ру> и/4>НЯ 2011 г. в /3 часов на заседании диссертационного совета Д 002.020.01 при Институте физиологии им И.П. Павлова РАН (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им. И.П. Павлова РАН

Автореферат разослан (с/^ » ОН 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Ордян Н.Э.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из наиболее важных гравитационно-зависимых факторов действующих на организм человека и животных является гидростатический компонент давления крови и других биологических жидкостей, который формируется в результате проявления силы тяжести (Gauer, Henry, 1963; Пестов ¡997). Изменение положения тела в пространстве по отношению к вектору гравитации (постуральных воздействий) сопровождается перераспределением жидкостных сред организма в соответствии с направлением гидростатических сил в сосудистой системе. Важным последствием перемещения объемов крови являются взаимообусловленные реакции со стороны различных физиологических систем организма, в развитии которых существенное значение принадлежит изменению показателей общей гемодинамики, состояния сердечно-сосудистой функции н кровообращения в отдельных органах.

Поскольку перераспределение крови, возникающее при постуральных воздействиях, изменяет кровенаполнение легочных сосудов и нарушает легочную гемодинамику, то происходящие сдвиги кровообращения в легких будут непосредственным образом отражаться на функциональном состоянии и регуляторных механизмах дыхательной системы (Дворецкий, 1994; Bettinelli et al., 2002).

Влияние антиортостатического положения на реакции системы кровообращения и дыхания исследовано в гораздо меньшей степени, чем о pro ста 'га ч ее ко го. Интерес к изучению антиортостатического воздействия значительно возрос в связи с интенсивным освоением космического пространства. В практике космической медицины антиортостатическое положение используется в качестве функциональной пробы, воспроизводящей перераспределение крови в краниальном направлении, характерное для условий невесомости. Полученный к настоящему времени экспериментальный материал, позволяет провести физиологические параллели между влиянием реальной невесомости и антиортостатической моделью (Михайлов и др., 1979; Газенко, Григорьев, 1980; Газенко, Касьян, 1990; West, 1991; Генин, Пестов, 1997; White, Blomqvist, 1998; Prisk et al., 2002; Григорьев, Баранов, 2003).

Исследование функции внешнего дыхания и газообмена при моделировании физиологических эффектов невесомости и в условиях космического полета, свидетельствует об изменении структуры легочных объемов и емкостей, вязкостно-эластического сопротивления легких и паттерна дыхания (Касьян, Макаров, 1974; Paiva, Estenne, Engel, 1989; West, 1991; Баранов, 1993; West, Prisk, 1999; Wa '' ' '

1998; Prisk, 2000; Montmerle, Linnarsson, 2002; Bettinelli et.al., 2002). Это свидетельствует об ухудшении функционального состояния респираторной системы. Однако механизмы регуляции легочной вентиляции и газообмена, в этих условиях, практически не исследованы.

Немногочисленные работы по исследованию газообмена в космическом полете и модельных исследованиях, обнаружили тенденцию к развитию гипоксемии и ретенции двуокиси углерода в организме. Имеются данные о смещении кислотно-основного состояния крови в сторону ацидоза, застойной венозной ишемии и гипоксии мозга, изменении состава спинномозговой жидкости (Берри, 1975; Катков и др., 1977; Голиков и др., 1980; Матвеев, 1987; Баранов, 1993). Это дает основания предполагать о возможном изменении уровня афферентации, поступающей в дыхательный центр от центральных и периферических хеморецепторов.

Учитывая вышеизложенное, следует признать, что роль гуморальных и нейрогенных компонентов лежащих в основе формирования компенсаторных реакций системы дыхания на гравитационные воздействия окончательно не выяснена и требует дальнейшего углубленного изучения.

Большую теоретическую и практическую значимость приобретают исследования влияния изменения эластической нагрузки на дыхательный аппарат в связи с применением профилактических методов коррекции гемодинамических сдвигов, возникающих в условиях невесомости, большинство из которых основано на сдвигах внутригрудного давления и сопровождаются физиологическими изменениями дыхательной и сердечно-сосудистой системы (Геиин, Пестов, 1972; Пестов и др., 1972; Катков и др., 1983; Генин и др., 1983; Баранов, Тихонов, Дегтярев, 1991; Halliwill et al., 1998; Баранов и др., 2001; Kitano et al., 2005).

Разработка и совершенствование средств и методов профилактики, направленных на улучшение общего физического состояния и работоспособности космонавтов на начальном этапе действия невесомости, повышение ортостатической устойчивости после длительной гипокинезии или пребывания в невесомости имеет существенное практическое значение. Несмотря на большое количество теоретических обоснований применения различных профилактических средств, данная проблема в настоящее время пока еще находится в стадии развития (Генин, Пестов, 1997; Arbeille et al., 1999; Custaud et al., 2000; Millet et al., 2000). Для ее оптимального решения необходима как разработка новых средств профилактики и их технической реализации, так и инвазивная верификация в исследованиях иа животных уже известных методов,

проведение детального физиологического обоснования эффективности и адекватности способов коррекции гемодинамических сдвигов, на основании изучения межсистемных реакций дыхания и кровообращения при постуральных воздействиях. Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение механо- и хеморецепторных механизмов регуляции дыхания, резервных возможностей дыхательной системы и межсистемных соотношений дыхания и кровообращения в условиях антиортостатического воздействия. Основные задачи исследования:

1. Изучить взаимозависимые реакции внешнего дыхания и центральной гемодинамики, вызванные пассивным переходом из горизонтального в орто- и антиортостатическое положение.

2. Исследовать влияние аптиортостатического положения на объемно-временные параметры и механические характеристики аппарата внешнего дыхания.

3. Изучить механизмы регуляции и резервные возможности системы внешнего дыхания при антиортостатическом воздействии. Выявить роль афферентной системы легких в механизмах компенсации респираторных эффектов ангиортостаза.

4. Исследовать влияние аптиортостатического положения на хеморецепторные механизмы регуляции дыхания. Оценить роль центральной и периферической хеморецепции в формировании респираторных реакций на антиортостаз.

5. Изучить динамику внутригрудного и центрального венозного давления в инспираторной и экспираторной фазе при изменении механических свойств и конфигурации грудной клетки. Определить физиологическое состояние биомеханики дыхания и гемодинамики в условиях земной гравитации соответствующее невесомости.

6. Показать эффективность и привести физиологическое обоснование дискретного (ДОД) и комплексного баровоздействня (ДОД и ОДНТ) в антиортостатическом положении для снижения увеличенного кровенаполнения сосудистой системы головы и трансформации гемодинамических показателей, характерных для ортостатического положения.

7. Изучить возможность применения интервальной гипоксической тренировки для снижения интенсивности ортостатических реакций кардиореспираторной системы. Определить оптимальный диапазон и режим гипоксического воздействия для предотвращения нарушений циркуляторного гомеостаза при пассивном ортостазе.

Научная новизна исследования. Впервые было установлено, что в орто- и антиортостатическом положении возникают взаимообусловленные реакции дыхания и кровообращения, которые зависят от интенсивности и направленности применяемых воздействий. Было показано, что в антиортостатическом положении происходит увеличение резистивного и эластического компонента сопротивления дыханию, что свидетельствует об увеличении механической нагрузки на дыхательную систему. Впервые показано, что в ответ на антиортостатическое воздействие развивается компенсаторная реакция дыхательной системы, которая выражается в увеличении общего инспираторного усилия, направленного на минимизацию изменений легочной вентиляции.

Получены приоритетные данные, позволяющие сделать вывод о том, что постурапьные воздействия не только изменяют структуру легочных объемов и биомеханику дыхания, как было известно ранее, но влияют также на центральные механизмы регуляции дыхания. Впервые определено участие механо- и хеморецепторных механизмов регуляции дыхания и их относительный вклад в оптимизацию легочной вентиляции в условиях антиортостатического положения.

Впервые установлено, что снижение резервных возможностей дыхательной системы в условиях антиортостатического положения может быть связано не только с ухудшением функционального состояния дыхательных мышц, но и с изменениями хемо- и механорецепторных механизмов регуляции дыхания. Получены новые данные, указывающие на то, что в условиях антиортостатической нагрузки может происходить ослабление афферентного потока от рецепторов растяжения легких. Установлено, что легкие находятся в состоянии, которое можно охарактеризовать как «функциональную ваготомию», вызванную снижением легочных объемов и скорости инспираторного потока. Показано, что в этом состоянии, ослаблена обратная объемная связь дыхательного центра с легкими, реализующаяся посредством рефлекса Геринга-Брейера.

Впервые установлена ведущая роль центральной хеморецепции в регуляции дыхания в условиях антиортостаза. Обнаружено ослабление вклада периферических хеморецепторов в рефлекторные механизмы регуляции дыхания в антиортостатическом положении.

Исследование динамики внутригрудного и центрального венозного давления в различные фазы дыхательного цикла позволило впервые установить сходство

межсистемных соотношений биомеханики дыхания и гемодинамических сдвигов в инспираторной фазе в условиях земной гравитации и в невесомости.

Предложено техническое решение и проведено физиологическое обоснование эффективности методов коррекции негативных гемодинамических сдвигов, возникающих в условиях антиортостатического перераспределения крови в краниальном направлении. Впервые показано, что влияние дискретного баровоздействия - дыхание под отрицательным давлением (ДОД) обеспечивает в антиортостатическом положении трансформацию гемодинамических показателей до величин, соответствующих горизонтальному положению. Влияние комплексного воздействия ДОД и отрицательного давления на нижнюю часть туловища (ДОД и ОДНТ) трансформирует гемодинамические параметры к величинам, характерным для вертикального положения,

Впервые была показана возможность использования интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) в качестве метода снижения интенсивности ортостатических реакций сердечно-сосудистой системы после антиортостатического воздействия. Конструктивное воздействие ИГТ на систему кровообращения, выражалось в повышении ортостатической устойчивости в результате преимущественного вклада сосудистого, чем сердечного компонента системной реакции в компенсацию ортостатической гипогензии. Положения, выносимые на защиту.

1. Гемодинамические реакции при постуральных воздействиях вызывают сопряженные перестройки в системе внешнего дыхания: изменение структуры легочных объемов и механических характеристик дыхательного аппарата. Антиортостатическое положение приводит к снижению дыхательного объема, минутной вентиляции легких и к повышению сопротивления дыханию, что свидетельствует об увеличении механической нагрузки на дыхательную систему.

2. В антиортостатическом положении развиваются компенсаторные реакции системы дыхания, направленные на минимизацию изменений легочной вентиляции, опосредованные механо- и хеморецепторным контуром регуляции дыхания. В основе механорефлекторного механизма лежит ослабление афферентной импульсации от рецепторов растяжения легких, что приводит к повышению общего инегшраторного усилия. Хеморефлекторные механизмы компенсации осуществляются преимущественно за счет усиления роли центральной хеморецепции.

3. Антиортостатическое воздействие вызывает снижение резервных возможностей системы дыхания, обусловленное ослаблением афферентной импульсации от механорецепторов легких и снижением вклада периферической хеморецепции в механизмы регуляции дыхания.

4. В основе физиологических механизмов методов коррекции неблагоприятных гемодинамических сдвигов, вызванных антиортостатическим положением, лежат межсистемные взаимоотношения дыхания и кровообращения. Основным фактором, способствующим трансформации гемодинамических параметров к величинам, характерным для вертикального положения, является усиление присасывающего действия грудной клетки в результате снижения внутригрудного давления.

5. Применение интервальной гипоксической тренировки повышает тонус венозных сосудов, способствуя усилению роли сосудистого компонента в компенсации ортостатических реакций сердечно-сосудистой системы.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные расширяют существующие в настоящее время представления о роли центральных механизмов регуляции дыхательной системы, межсистемных соотношений дыхания и кровообращения в процессе адаптации организма человека и животных к экстремальным факторам окружающей среды. Изучение особенностей механизмов регуляции дыхания в условиях центральной гиперволемии, вызванной антиортостатическим положением, вносит существенный вклад в развитие теоретических основ физиологии. Результаты выполненного исследования могут быть полезными для теории и практики гравитационной физиологии, т.к. позволяют уточнить роль респираторной и сердечно-сосудистой системы в адаптации организма к невесомости.

Значительную теоретическую и практическую значимость представляют данные, полученные при исследовании влияния изменения эластической нагрузки на дыхательный аппарат. Подобные сдвиги трансторакального и транспульмонального давлений наблюдаются при искусственной вентиляции легких, в условиях водной иммерсии, в дыхательных аппаратах при глубоководных погружениях и аварийных ситуациях в условиях высотного полета и др.

Физиологическое обоснование способов коррекции негативных гемодинамических сдвигов возникающих в условиях моделируемой невесомости может быть полезным для практики космической физиологии и медицины в целях

применения данных методов для решения научных, экспертных, прогностических и тренировочных медико-биологических задач в космических полетах.

Полученные в работе данные о снижении интенсивности ортостатических реакции сердечно-сосудистой системы методом интервальной гнпоксической тренировки могут быть использованы в качестве средства, повышающего ортостатическую устойчивость после космических полетов и длительной гипокинезии в клинической практике.

Изучение реакций дыхания и кровообращения в антиортостатическом положении имеет большое теоретическое и прикладное значение для медицинской практики. Последние десятилетия ознаменовались интенсивным развитием лапароскопической хирургии, при которой используется положение Тренделенбурга (антиортостатическое положение пациента на хирургическом столе). Такое положение тела особенно сказывается на функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы и дыхания. Абсолютное большинство патофизиологических изменений обусловлено легочными осложнениями, возникающими в послеоперационном периоде, которые являются частой причиной летальных исходов и заболеваний, нарушающих процесс выздоровления

Совокупность представленных данных расширяет представления о возможных путях развития патологических изменений в системе дыхания вызванных центральной гиперволемией, которая сопутствует ряду заболеваний органов дыхания, таких как: бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких, синдром сонного апноэ и др.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены: на Международной Конференции "Механизмы функционирования висцеральных систем" посвященой 150-летию со дня рождения акад. И.П.Павлова. Санкт-Петербург, 1999; на Российской конференции «Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях» (Москва, 2000); на 13 конференции «Humans in space» Symposium Exploring Space (Santorini, Greece, 2000); на XVIll съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2001); на Конференции «Medizin und Mobiiitat» (Германия, 2001); на XII конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 2002); на Конгрессе «Человек в экстремальных условиях: проблемы здоровья, адаптации и работоспособности» (Москва, 2002); на конференции «Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям» (Москва, 2003); на 19 съезде Физиологического Общества

им. И.П. Павлова. (Екатеринбург, 2004); на Рабочем совещании «Биомеханика» (Санкт-Петерург, 2005); на XIII Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 2006); на VIII Мировом конгрессе ISAM (Москва, 2006); на XX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007); на V Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2007); на Рабочем совещании «Биомеханика-2007» (Санкт-Петербург, 2007); на VI Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 50-летию открытия A.M. Уголевым мембранного пищеварения. (Санкт-Петербург, 2008); на Международной конференции «Advances in Pneumology», Германия, Лейпциг, 2009; на VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 160-летию со дня рождения И.П.Павлова (С.-Петербург, 2009), на 21 Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010); на Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы регуляции физиологических систем организма в процессе адаптации к условиям среды», посвященная 85-летию со дня основания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН (Санкт-Петербург, 2010).

Публикации по теме диссертации. Основное содержание диссертации отражено в 39 публикациях в отечественной и зарубежной печати, в том числе 18 статей в рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, выводов и списка цитируемых работ. Объем диссертации составляет 304 страниц печатного текста, включая 31 рисунок и 11 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 395 названий, га которых 138 отечественных и 257 зарубежных источников.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнена в условиях острых опытов на 43 наркотизированных (уретан, 1000 мг/кг) и трахеостомированных кошках массой 3,0-3,5 кг, 25 кроликах, массой 2,53,0 кг и 120 лабораторных крысах линии Wistar, массой 250-300 г.

В процессе проведения экспериментов регистрировались следующие показатели: объемная скорость инспираторного потока (Vi), дыхательный объем (ДО), частота дыхания (ЧД), пищеводное давление (внутригрудаое) (ВГД), окклюзионное давление, трахеальное давление (Ptr), функциональная остаточная емкость (ФОЕ), систолическое и диастолическое давление в общей сонной и бедренной артерии (АДс,

АДд), давления в передней полой, наружной яремной и бедренной венах (ЦВД, Ряр.в., Рбедр.в.), частота сердечных сокращений (ЧСС), парциальное давление О2 и СОг в конечной порции выдыхаемого газа (РЕТОг, РЕТСО2). Производился расчет минутной вентиляции легких (МОД), резистивного сопротивления дыханию (R), растяжимости легких (С), давление наполнения правого предсердия (ЦВДЦп), показатели: ДМОД/АРАСОг и ДВГД/ДРАСО;, ДМОД/ДРАОг и ДВГД/ДРАОг. В качестве экспериментальных воздействий применялись постуральные пробы: ортостатическая (ОП) с углом +30°, +75° и антиортостатическая (АОП) с углом -6°, -15°, -30° относительно горизонтального положения; дыхание под отрицательным и положительным давлением, отрицательное давление на нижнюю половину тела, изменение эластической нагрузки на грудную клетку. В качестве функциональных проб использовали ингаляцию газовых смесей с различным фракционным содержанием О2 и СОг, билатеральную цервикальную ваготомию, конечно-экспираторную окклюзию дыхательных путей.

Эксперименты производились с соблюдением основных норм и правил биомедицинской этики (Авиакосмическая и экологическая медицина, 2001, т.35, с.14-20).

Метод общей плетизмографии тела. Нами была разработана и сконструирована плетизмографическая камера объемом 20 л3 , в боковые панели, которой были вмонтированы преобразователи давлений. Данный метод позволял регистрировать параметры внешнего дыхания у кошек, растяжимость легких, функциональную остаточную емкость в условиях интактного дыхания, постуральных воздействий, компрессии и декомпрессии грудной клетки.

Метод пневмотахографии. Объемно-временные параметры дыхания у крыс определяли с использованием метода пневмотахографии, основанного на регистрации объемной скорости воздушного потока. Регистрацию скорости инспираторного потока, калибровку и анализ экспериментальных данных производили с использованием аппаратно-программного комплекса "Biograph" (ГУАП, Санкт-Петербург), совмещенного с персональным компьютером IBM PC.

Метод возвратного дыхания. Этот метод с постоянным убыванием Ог или нарастанием СОг применяется для исследования реакции дыхания на хеморецепторные стимулы. Тест проводится при дыхании в «замкнутом цикле» в/из емкости, заполненной, гипоксической или гиперкапнической газовой смесью. Во время дыхания газовой смесью с измененным содержанием О2 или СОг происходит быстрое

уравновешивание этих газов в мешке, легких и крови. Дальнейший рост С02 , или снижение О: в системе обусловлен либо продукцией СОг тканями, или потреблением О2 , которое происходит в достаточной степени равномерно. В результате такого тестирования получают реакцию легочной вентиляции на нарастающий гиперкапнический или гипоксический стимул.

Масс-спектрометрический метод регистрации газового состава выдыхаемого воздуха. Регистрация газового состава выдыхаемого воздуха осуществлялась с использованием малоинерционного квадрупольного масспектрометра МС7-100 (ИАП РАН, Санкт-Петербург). До и после эксперимента проводили калибровку, используя три смеси с различным фракционным содержанием Ог и СОг. Парциальное давление О2 и СО2 рассчитывали по калибровочному графику.

Дыхание под отрицательным давлением (ЦОД). Нами был сконструирован макет устройства, позволяющий животным осуществлять дыхание под отрицательным давлением (-5 см вод. ст.). Адекватность воздействия ДОД оценивалась по градиентам давления в трахее и пищеводе. Перепад давления в трахее соответствовал (-)5,2±0,4 см вод.ст., в грудной полости (-)5,4±0,3 см вод.ст., соответственно, что свидетельствовало о снижении транспульмоналыюго давления на заданную величину.

Метод отрицательного давления на нижнюю половину тела (ОДНТ). Для проведения функциональной пробы с ОДНТ (-20 см вод.ст.) была сконструирована декомпрессионная камера, в которую помещалась задняя часть туловища животного с предварительно катетеризированными сосудами. Регистрация давлений в бедренной артерии и вене производилась относительно величины декомпрессии в камере дифференциальными манометрами.

Методика изменения трансторакального и транспульмоначьного давлений. Перепады трансторакального давления (внешнегрудного) от +5 до -5 см вод.ст. осуществляли компрессией или декомпрессией в плетизмографической камере. Отрицательное транспульмональное (внутригрудное) давление создавали дыханием под отрицательным давлением (ДОД), вдох и выдох осуществлялся из резервуара, в котором создавалось разрежение (-5 см вод.ст.).

Интервальная гипоксическая тренировка (ИГТ) осуществлялась методом возвратного дыхания. Животное через трахеостомическую трубку соединялось с замкнутой системой, вдох производился из мешка, заполненного нормоксической газовой смесью (20,6% 02), выдох производился в этот же мешок через патрон с химпоглотителем (для удаления С02). Кислород в системе уменьшался по мере его

потребления животным, постепенное снижение О2 до 12 % происходило в течение 10-минут. Содержание О2 в газовой смеси измеряли кислородным датчиком типа ДК-21 (фирма "Инсофт").

Статистическая обработка. Графическую регистрацию и первичный анализ экспериментальных данных производили с использованием аппаратно-программного комплекса "Biograph" (ГУАП, Санкт-Петербург), совмещенного с персональным компьютером IBM PC. Статистическая обработка данных производилась компьютерными средствами с использованием программы Microsoft Excel, вычисляли среднюю величину и ошибку средней регистрируемых показателей. Достоверность различий оценивали с помощью t-критерия по Стьюденту. Различия считали достоверными при р<0,05.

В двух сериях экспериментов был проведен линейный регрессионно-корреляционный анализ, позволивший выявить характерные связи между величинами исследуемых параметров и прогрессирующим приростом хеморецепторных стимулов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Динамика параметров внешнего дыхания и гс.чодинамнческнх показателей при кратковременных постуральпых воздействиях.

При исследовании зависимости функционального состояния кардиореспираторной системы от гравитационных воздействий мы исходили из предположения, что первичные сдвиги исследуемых параметров в переходном периоде постуральпых влияний являются пассивными и обусловлены механическими причинами - изменением гидростатического давления. Пусковым моментом дая развития адаптивных реакций дыхательной и сердечно-сосудистой систем в этих условиях является, по-видимому, перераспределение жидкостных сред организма и связанная с этим перестройка гемодинамики (Leach, 1987; Butler, Xing, Hughson, 1990; Convertino, 1996).

Поэтому основной задачей первого этапа исследования явилось выявление зависимости структуры легочных объемов, биомеханических характеристик дыхательного аппарата и объемно-временных показателей дыхания от гемодинамических сдвигов, вызванных пассивным, ступенчатым изменением положения тела из горизонтального в орто- и антиортостатическое.

1.1. Гемодинамика при переходе из горизонтального в орто- и антиортостатическое положение.

Как показали результаты экспериментов, пассивный переход из горизонтального положения в орто- и антиортостатическое положение, сопровождался разнонаправленными гемодинамическими сдвигами в каудальной и краниальной части туловища. Давление в бедренной артерии и вене увеличивалось при переходе в ОП тогда, как в АОП значение этих показателей снижалось. ЦВД и Ряр.в. в ОП уменьшалось, а в АОП - увеличивалось (рис. 1).

Таким образом, полученные результаты выявили разнонаправленные гемодинамические сдвиги в верхней и нижней части туловища при орто- и антиортостатическом воздействии, что свидетельствует об адекватности выбранной нами модели для исследования постуральных влияний на реакции кардио-респираторной системы.

180 160 140 120 100 ео 60 40 20 о

аоп

СМ в од. ст. в

"Т"

аоп

горизонт ОП

Рис. 1. Влияние постуральных воздействий на гемодинамические показатели в краниальной и каудальной части тела у кошек.

По оси абсцисс, горизонтальное положение, ортостатнческое положение (ОП+75"), антиортостатическое положение (АОП-ЗО"); по оси ординат: давление в бедренной артерии (А), бедренной вене (Б), в передней полой вене (В), в наружной яремной вене (Г).

1.2. Влияние постуральных воздействий на биомеханические характеристики дыхательного аппарата и структуру легочных объемов.

Для выяснения зависимости структуры легочных объемов и биомеханических характеристик дыхательного аппарата от сдвигов гемодинамики у наркотизированных кошек определяли растяжимость (С) и функциональную остаточную емкость легких (ФОЕ) в переходном периоде орто- и антиортостатического положения с различными углами наклона: АОП -6°, -15°, -30°; 011 - +30° и +75°. Длительность экспозиции на каждой ступени составляла 1 минуту.

Рис. 2, Зависимость структуры легочных объемов и биомеханических характеристик дыхательного аппарата от гемодинамических реакций при ортостатической (I) и антиортостатической (II) пробе различной интенсивности.

По осп абсцисс: ортостатическое и антиортостатическое положение с различными углами наклона тела по отношению к горизонтальному положению. По оси ординат: изменение величин регистрируемых параметров в процентах к фону (горизонтальное положение). Ряр.в. - давление в наружной яремной вене, ЦВД -

давление в передней полой вене, растяжимость легких (compliance), ФОЕ -функциональная остаточная емкость легких

Как следует из представленных графиков, динамика ФОЕ и С как в орто-, так и антиортостатическом положении имеет противоположную направленность от гемодинамических параметров. При этом выраженность сдвигов ФОЕ и С находится в линейной зависимости от степени проявления гемодинамических реакций, обусловленных изменением условий кровообращения (при различных углах наклона), что указывает на интеграцию систем кровообращения и дыхания при постуральных воздействиях.

Таким образом, установлено, что структура легочных объемов и биомеханические характеристики дыхательного аппарата зависят от степени проявления гемодинамических сдвигов, обусловленных перераспределением масс крови при изменении положения тела в пространстве.

2. Роль афферентной системы легких в механизмах компенсаторных реакций дыхательной системы на аитнортостатическое воздействие.

2.1. Реакции системы внешнего дыхания на антиортостатическую нагружу у интактных животных.

Эксперименты, проведенные на интактных крысах, показали, что изменение паттерна дыхания начинается сразу после перевода животного в АОП, достигая достоверных значений к 30-й минуте экспозиции. В АОП происходило снижение максимальной скорости инспираторного потока на 28% (р<0,05), ДО на 18 % и МОД на 14 % (р>0,05), соответственно. Отмечатась тенденция к снижению ЧД на 6% (р>0,05). При этом наблюдался резкий рост инспираторного ВГД в среднем до 216±11% (р<0.05). Снижение скорости вдоха, ДО и МОД на фоне увеличения негативности инспираторного ВГД, характерны для дыхания с повышенным сопротивлением. Расчет сопротивления дыхательных путей показал, что в АОП происходит увеличение резистивного и эластического компонентов сопротивления, на 50% и 90% (р<0,05) соответственно, по сравнению с горизонтальным положением.

Рост инспираторного ВГД в АОП свидетельствует о компенсаторном усилении сократительной активности дыхательной мускулатуры направленной на преодоление добавочного сопротивления дыханию и обеспечение адекватного уровня вентиляции легких в этих условиях.

Снижение легочных объемов, обусловленное смещением положения диафрагмы, органов грудной клетки и брюшной полости, уменьшение растяжимости легких, скорости инспираторного потока и увеличение сопротивления дыханию может явиться причиной ослабления активации рецепторов растяжения легких и интенсивности афферентной импульсации, поступающей от рецепторов растяжения легких в дыхательный центр.

Роль афферентной системы легких в механизмах компенсации респираторных эффектов антиортостаза, была исследовала в экспериментах с деафферентацией легких (билатеральная цервикальная ваготомия).

2.2. Реакции системы внешнего дыхания на антиортостатическую нагрузку у ваготомированных животных.

В горизонтальном положении у ваготомированных животных происходило снижение МОД, в основном за счет уменьшения ЧД, при этом происходило увеличение инспираторного ВГД. В АОП реакции у ваготомированных животных имели сходную направленность с вагально интактными животных. Однако у ваготомированных, пиковое инспираторное ВГД в АОП увеличивалось в меньшей степени, чем до деафферентации (рис. 3,1). ВГД возрастает не на 116% (как до ваготомии), а только на 65%. Одновременно наблюдалось более значимое уменьшение МОД и ДО. Так, после билатеральной ваготомии в АОП, ДО и МОД снижались в среднем на 30%, тогда как у животных с интактными блуждающими нервами, это падение происходило на 14 и 18%, соответственно. Полученные данные свидетельствуют об ослаблении компенсаторной реакции дыхательной системы на антиортостатическое воздействие после ваготомии: недостаточный прирост сократительной активности дыхательной мускулатуры явился причиной более значительного снижения вентиляции легких в антиортостатическом положении.

Результаты этой серии экспериментов доказывают, что афферентная система легких, обеспечивающая обратную связь между изменением объема легких и центральной инспираторной активностью, принимает непосредственное участие в компенсации респираторных эффектов антиортостаза, выполняя при этом стабилизирующую функцию, позволяющую минимизировать снижение дыхательного объема и вентиляции легких. В соответствии с полученными данными не менее 50% компенсаторного роста инспираторных колебаний ВГД в АОП обеспечивается рефлекторными влияниями с механорецепторов легких.

Л%

120

100

«0

-20

-40

Ре*

интактные вяготомнрованные

Ут

ТГГ

600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100

П - интактные И - ваготомированные

горизонт АОП горизонт АОП

Рис. 3. I - Изменения параметров дыхания в аптиортостатическом положении у интактных и ваготомированных крыс. По оси абсцисс: ВГД - внутригрудное давление; ДО - дыхательный объем, МОД - минутный объем дыхания. По оси ординат: прирост величин регистрируемых параметров в антиортостатическом положении по отношению к горизонту.

II - Максимальное инспираторное внутригрудное давление в первом окклюзионном вдохе у интактных и ваготомированных крыс. По оси ординат: внутригрудное давление, в процентах по отношению к свободному дыханию.

2.3. Влияние антиортостатической нагрузки на резервные возможности системы дыхания.

Для оценки влияния антиортостаза на резервные возможности дыхательной системы использовали конечно-экспираторную окклюзию, создающую максимальную нагрузку на дыхательный аппарат. Компенсаторная реакция оценивалась по величине прироста инспираторного ВГД в первом окклюзионном вдохе. В ответ на предъявление максимальной нагрузки интактным животным в горизонтальном положении амплитуда инспираторного ВГД возрастала в пять раз (536±50%) по сравнению со свободным дыханием, тогда как в АОП - только в три раза (320±35%). Разница в приростах составляла 200%, что указывает на снижение резервных возможностей дыхательной системы в антиортостатическом положении (рис.3,II). Причиной угнетения компенсаторного ответа в этих условиях является, по всей вероятности, ослабление вагальной объемно-зависимой связи, которая обеспечивается рефлексами с механорецепторов легких. Это подтверждается результатами, полученными на ваготомированных животных, у которых полностью отсутствовали различия в ответах на конечно-экспираторную окклюзию, как в горизонтальном, гак и в

антиортостатическом положении (рис. 3,11). Так, максимальный прирост пикового инспираторного ВГД в первом окклюзионном вдохе, и в горизонтальном, и в антиортостатическом положении соответствовал 300±20%. У вагально-интактных животных такая же величина прироста ВГД (320±35%) в ответ на окклюзию наблюдалась только в условиях антиортостаза. По-видимому, в АОП вагально опосредованная объемно-зависимая связь в системе дыхания настолько ослабевает, что развивается состояние близкое к функциональной ваготомии.

Полученные результаты подтверждают принятую нами рабочую гипотезу, согласно которой в антиортостатическом положении, происходит увеличение механической нагрузки на систему внешнего дыхания и развитие ответной компенсаторной реакции, в реализации которой принимает участие афферентная система легких. Однако полной компенсации нагрузки не происходит, что указывает на снижение резервных возможностей дыхательной системы в АОП. 3. Влияние антнортостатического воздействия на хеморенепторные механизмы регуляции дыхания.

Анализ литературных источников показывает, что гравитационные воздействия могут оказывать влияние на состояние хеморецепторного контура регуляция дыхания. Вместе с тем, единичные сведения, полученные при обследовании астронавтов в невесомости, а также при моделировании эффектов микрогравитации имеют достаточно противоречивый характер (Slutsky, Goldstein, Rebuck, 1980; Mannix et al., 1984; Prisk, Elliott, West, 2000).

В данном разделе с использованием метода возвратного дыхания на наркотизированных крысах исследована роль центральной и периферической хеморецепции в регуляции дыхания в условиях антнортостатического положения.

В обычных условиях критерием оценки системы регуляции дыхания является соотношение параметра стимула (гипоксический или гиперкапнический) и параметра ответной реакции (минутный объем дыхания), которая проводится путем определения прироста МОД, вызванного вдыханием смесей, с измененным содержанием Ог или СО г. Но для исследования регуляторных механизмов в условиях нагрузки на дыхательный аппарат, например, при повышенном сопротивлении дыханию, необходимо также учитывать параметры, характеризующие "моторный" выход системы дыхания. В нашем исследовании мы регистрировали пиковое внутригрудное инспираторное давление, которое позволяет оценить силу сокращения всех

инспираторных мышц и является косвенным отражением центральной инспираторной активности.

3.1. Влияние антиортостатической нагрузки на вентиляторную реакцию дыхательной системы на гипоксическую стимуляцию

Результаты тестирования изокапнической гипоксической смесью выявили, что МОД, как в горизонтальном, так и в АОП прогрессивно увеличивался по мере снижения РАОг. Однако в горизонтальном положении наблюдался более значительный прирост этого показателя по сравнению с АОП (рис. 4, А). По мере нарастания гипоксического стимула происходило прогрессивное увеличение ВГД, как в горизонтальном, так и в АОП, однако прирост этого показателя в АОП не отличался от значений, зарегистрированных в горизонтальном положении (рис. 4, Б).

Рис. 4. Графики зависимости минутной вентиляции легких (А) и внутригрудного давления (Б) от снижения парциального давления кислорода в альвеолярном газе в горизонтальном и антиортостатическом положении.

По оси абсцисс: парциальное давление кислорода в конечной порции выдыхаемого газа. По оси ординат: минутный объем дыхания (А); внутригрудное давление (Б).

Расчет прироста вентиляции на каждый мм рт.ст. снижения РАО2, показал, что в АОП отношение АМОД/ДРАОг снижалось на 83% (р<0,05) по сравнению с горизонтальным положением (рис.5, А), тогда как ЛВГД/АРАО2 в АОП составляло 98% от горизонтального положения, т.е. практически не изменялось (рис.5, Б).

Л Б

6 & мод дрЕТо, А 0б1 авгд /арето2

85: I Т

14; П 1°'4: г^ Я

"в 3 Т I °>3-

I : I 0,25:___■ 1 ___I

Горизонт АОП Горизонт АОП

Рис. 5. Влияние антиортостагического положения на отношение ЛМОД/ДРАСЬ (А) и ДВГД/ДРАОг (Б) в условиях нарастающей гипоксии

По оси абсцисс: горизонтальное положение (белые столбики), антиортостатическое положение (черные столбики). По оси ординат-, отношение минутного объема дыхания и внутригрудного давления к снижению РОг в альвеолярном газе.

Результаты показали, что в условиях антиортостатического воздействия происходит достоверное снижение вентиляторной реакции на изокапннческую гипоксию. Сопоставление полученных фактов с литературными данными позволяет предположить, что снижение вентиляторной реакции может быть обусловлено увеличенным сопротивлением дыханию, усилением модуляции баро- и хеморецепторов, а также изменением функционального состояния каротидных хеморецепторов, что, по всей видимости, является результатом перераспределения жидкостных сред организма в краниальном направлении и повышением давления в области каротидного синуса.

В целом полученные нами результаты свидетельствуют о снижении вентиляторной реакции и чувствительности дыхательного центра на гипоксическую стимуляцию в антиортостатическом положении. В основе данной реакции лежит не только уменьшение вклада периферической хеморегдепции в поддержание необходимого уровня легочной вентиляции, но и снижение роли механорецепторного звена регуляции дыхания, что выражалось ослаблением тормозной афферентной импульсации, поступающей в дыхательный центр от рецепторов растяжения легких, вызванное снижением легочных объемов в АОП. Уточнение роли этих механизмов в снижении вентиляторной чувствительности к гипоксическому стимулу в АОП требует проведения дальнейших исследований.

3.2. Роль гиперкапнической стимуляции в регуляции дыхания в антиортостатического положении.

Единичные исследования вентиляторной реакции, проведенные в условиях невесомости, не выявили различий в приростах легочной вентиляции на гиперкапнический стимул, по сравнению с земными условиями (Xie et al., 1993; Prisk., Elliott, West, 2000). Постуральные воздействия (переход из положения сидя - лежа) также не выявили различий в реакциях дыхательной системы на гиперкапническую стимуляцию (Weissman et al., 1982; Mannix et al., 1984). Уточнение роли центральных хеморецепторов в формировании компенсаторных реакций дыхания на антиортостатическое воздействие представляет интерес не только в теоретическом аспекте, но имеет и немаловажное практическое значение.

Как видно из рис. 6, А приросты МОД на гиперкапнический стимул в антиортостатическом и горизонтальном положении не имели достоверных различий. Так, при максимальном значении РАС02 прирост МОД в горизонтальном положении составлял 289%, а в АОП - 305 % (р>0,05), при увеличении ДО на 273% и 276% (р>0,05), соответственно. Вместе с тем, по мере роста РАСОг наблюдалось увеличение ВГД. При этом ВГД достоверно отличалось не только от исходных величин на воздухе, но было более выраженным в антиортостатическом, чем в горизонтальном положении (рис.6, Б).

Рис. 6. Зависимость минутного объема дыхания (А), внутригрудного давления (Б) от нарастающего РСО2 в горизонтальном и антиортостатическом положениях.

По оси абсцисс:- парциальное давление двуокиси углерода в конечной порции выдыхаемого воздуха. Сплошная линия - горизонтальное положение: пунктирная линия - антиортостатическое положение.

Отношение прироста МОД к прогрессирующему нарастанию гиперкапнического стимула в АОП не отличалось от уровня горизонтального положения (рис.7, А). Величина ДВГД/ДРАС02. в горизонтальном положении равнялась 0,47±0,17, а в АОП - 1,14±0,25 мм вод.ст. /мм рт.ст. (р<0.05). соответственно, (т.е. в 2,4 раза больше), что можно расценивать как усиление «моторного» выхода дыхательного центра (рис.7. Б).

Таким образом, вентиляторная реакция на гиперкапнический стимул при антиортостатическом воздействии не изменяется. Постуральная независимость вентиляторной реакции на гиперкапнический стимул в антиортостатическом положении обусловлена увеличением центральной инспираторной активности как за счет усиления афферентации от центральных хеморецепторов, так и увеличения «моторного» выхода дыхательного центра.

С 8

I 4

§ 2

А мод /дрЕТсо2

Р>0.05

1,6

112

£ 0,8

!0,4 0

авгд/аретсо2

Р<0.05

горизонт

АОП

горизонт

АОП

Рис. 7. Влияние антиортостатического положения на отношение ДМОД/ДРАСО? (А) и ДВГД/ДРАС02 (Б) в условиях нарастающего РС02 в альвеолярном газе.

По оси абсцисс: горизонтальное положение (белые столбики), антиортостатическое положение (черные столбики). По оси ординат: А - отношение прироста минутного объема дыхания к приросту парциального давления двуокиси углерода в альвеолярном газе; Б - отношение прироста внутригрудного давления к приросту парциального давления двуокиси углерода в альвеолярном газе.

4. Физиологическое обоснование методов коррекции гемодинамических сдвигов при моделировании эффектов невесомости.

Существующие в настоящее время физические средства коррекции гемодинамических сдвигов в невесомости основаны на депонировании части объема циркулирующей крови в периферическом сосудистом русле туловища, что способствует нормализации венозного возврата к правому сердцу, кровенаполнения головы, органов и сосудов грудной полости. Нами была проведена инвазивная верификация на животных метода, основанного не на ограничении притока, а на усилении оттока крови из иытракраниального сосудистого бассейна по яремным венам в грудную полость, в верхнюю полую вену и камеры сердца (Тихонов, Баранов, Дегтярев и др., 1991). Механизм метода реализуется посредством дыхания с дозированным разрежением (дыхание под отрицательным давлением, ДОД). 4.1. Влияние дыхания под отрицательным давлением (ДОД) на перераспределение региональных объемов крови в антиортостатическом положении.

Как было показано в предыдущих сериях экспериментов, в АОП происходит существенное повышение ЦВД и давления в наружной яремной вене, что является проявлением затрудненного венозного оттока из краниоцервикальных сосудов. Применение ДОД, усиливая присасывающее действие грудной клетки (сифонный эффект), приводило к увеличению венозного оттока из сосудистой системы головы, что выражалось снижением давления в яремной вене (в 3,2 раза) и передней полой вене (в 4,5 раза) до уровня, наблюдавшегося в исходном горизонтальном положении (рис.8). Применение ДОД не вызывало существенных изменений в показателях системной гемодинамики, паттерна дыхания и газообмена. Результаты исследования позволяют сделать заключение об эффективности метода ДОД для коррекции увеличенного кровенаполнения головы в АОП.

тштж ЧШШШШ1 I дЛ^^!

¡V шштт \тг { I

/V-

горизонт АОП- 30° ДОД АОП- 30°

Рис.8. Влияние дыхания под отрицательным давлением (ДОД) на гемодинамику у кошки 1 - ЭКГ; 2 - давление в трахее; 3 - внутригрудное давление; 4 - артериальное

давление; 5 - давление в передней полой вене (ЦВД); 6 — давление в наружной яремной вене (характерный опыт).

4.2. Влияние комплексного баровоздействия - дыхание под отрицательным давлением и отрицательное давление на нижнюю половину тела (ЦОД+ОДНТ) на реакции гемодинамики при моделировании физиологических эффектов невесомости.

Метод отрицательного давления на нижнюю часть туловища (ОДНТ) основан на искусственном воспроизведении эффекта гидростатического давления, приводящего к депонированию объема циркулирующей крови в периферическом сосудистом русле туловища и нижних конечностей. Учитывая, что методы ОДНТ и ДОД имеют различные механизмы действия и регионы применения, мы предположили возможность аддитивного характера их взаимодействия, способствующего повышению эффективности коррекции гемодинамических сдвигов, возникающих в результате перераспределения объемов крови в краниальном направлении. Для сравнительной оценки эффективности комплексного баровоздействия на гемодинамические сдвиги в АОП использовали ортостатическую пробу (ОП) с различными углами: +30° и +75° (5 мин). Как показали результаты исследования, при кратковременной пассивной орто- и антиортостатической пробе достоверных изменений со стороны показателей дыхательной системы выявлено не было.

Ортостатическая проба выявила значительное увеличение давления в бедренной вене: при ОП+ЗО0 в 1,6 раза (Р<0,05), а при +75° в 2,4 раза с градиентами давлений 6,3 и 13,5 см вод.ст. по сравнению с горизонтальным положением. В АОП-ЗО0 происходило снижение давления в бедренной вене в 2,5 раза (Р<0,001) с градиентом 5,8 см вод.ст; ДОД+ОДНТ приводило к увеличение давления в бедренной вене в зоне декомпрессии по сравнению с АОП-ЗО0 в 3 раза, градиент давления при этом составлял 7,9 см вод. (Р<0,001). Влияние ДОД и ОДНТ приводило к усилению оттока венозной крови из сосудистой системы головы, и смещению объемов крови из верхней в нижнюю половину тела. Об этом свидетельствовало снижение давлений в яремной и передней полой венах и одновременное повышение давления в бедренной вене. Применение (ДОД+ОДНТ) обеспечивало трансформацию исследованных гемодинамических показателей до уровней, близких к показателям при вертикальном положении тела.

Учитывая различные механизмы действия и области применения ДОД и ОДНТ, следует отметить, что усиление оттока из венозной системы головы является

результатом ДОД, а ОДНТ создает условия для перераспределения крови в нижнюю часть туловища. Сопоставление результатов, полученных в ОП и при комплексном действии ДОД и ОДНТ, показывает, что применявшийся режим баровоздействия аналогичен условиям перераспределения крови, соответствующему пассивному ортостазу.

5. Влияние иормобарическои интервальной тиноксическон тренировки (ИГТ) на ортостатические реакции сердечно-сосудистой системы животных.

Повторные гипоксические воздействия повышают устойчивость организма не только к недостатку кислорода, но и неспецифическую резистентность организма к другим экстремальным факторам (физическая нагрузка, гипо- и гипертермия, факторы космического полета). Активация функций жизненно важных звеньев газотранспортной системы гипоксическим воздействием применяется в спортивной, авиакосмической, подводной медицине и в клинической практике (Rickards C.F., Newman , 2002). В основе механизма конструктивного гипоксического действия лежат взаимообусловленные и взаимозависимые реакции сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Снижение РОг во вдыхаемом воздухе, действуя в первую очередь на хеморецепторы (каротидные и аортальные) и систему дыхания, мобилизует компенсаторные механизмы организма. Исходя из этих данных, мы предположили, что стимуляция компенсаторных реакций системы кровообращения и мышечной системы гипоксическим воздействием может способствовать увеличению венозного возврата к сердцу, предотвращению возникновения ортостатической гипотонии и снижению степени проявления сдвигов системной гемодинамики при пассивной ортостатической пробе. В качестве метода, имеющего положительный тренирующий эффект была использована нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка (ИГТ). Для решения поставленной задачи были проведены эксперименты на 15 наркотизированных кроликах. ИГТ осуществлялась методом "возвратного дыхания", при котором достигалось постепенное нарастание гипоксии до 12 % Ог в течение 10-минутного периода. Гипоксическое воздействие чередовалось с нормоксическим дыханием. Каждый эксперимент состоял из 3 этапов с интервалом в 1 час, в ходе эксперимента на каждом из трех этапов животные, находясь в антиортостатическом положении, подвергались 3-х кратному воздействию ИГТ, затем проводили ортостатическую пробу.

При сопоставлении величин АД, ЧСС и IJBfltm, зарегистрированных во время ортостатической пробы до начала первого гипоксического воздействия и после

завершения 3-го этапа обнаружено, что влияние ИГТ в целом привело к следующим результатам: АДс и АДд увеличились на 9 и 24% соответственно (рис.9).

160 155 150 -145 -140 135 130 125 120 -115 110 -105 100 95 90 85 80 -75 70 -65 -60 55 -50

АДс

После ИГТ

АДд

Горизонт АОПЛО" Ортостатическая проба

Рис. 9. Артериальное давление (систолическое и диастолическое) при ортостати ческой пробе до и после интервальной гипоксичеекой тренировки.

По оси абсцисс: постуральные воздействия; по оси ординат: артериальное давление в мм рт.ст.

Как известно, в механизмах компенсаторных реакций сердечно-сосудистой системы на ортостатическое воздействие преобладает сосудистый компонент, который выражается в рефлекторной вазоконстрикции, направленной на уменьшение емкости вен, увеличение венозного возврата, повышение ЧСС, ведущим к увеличению сердечного выброса (Осадчий, 1982). В нашем исследовании ортостатический тест после ИГТ сопровождался не увеличением, как это происходило до гипоксической экспозиции, а постепенным снижением ЧСС до контрольных значений (рис. 10). Следовательно, компенсаторная активность сердечного компонента в данном случае уменьшалась, а участие сосудистого компонента усиливалось. Влияние ИГТ на преобладание роли сосудистого компонента ортостатической реакции осуществлялось в результате циклической констрикции (при гипоксии) и дилатации (нормоксическое дыхание) венозных сосудов, что повышало веномоторный тонус и его влияние на венозный возврат к сердцу. Таким образом, тренирующее влияние ИГТ, проявившееся в увеличении тонуса венозных сосудов, можно рассматривать как адаптивную реакцию, способствующую увеличению венозного возврата к сердцу.

Я 160 1 S

g 140 ■

I 120 "

5 100-

] -ЧСС ИИИ-ЦВДЬп

80 ■

S 60 ■ Ё

О 40 ■

: 20-

ОПдоИГТ

ОП после ИГ Т

Рис. 10. Изменение частоты сердечных сокращений и давления наполнения сердца при ортостатической пробе до и после интервальной гипоксической тренировки.

ЧСС - частота сердечных сокращений, ЦВДНп - давление наполнения правого предсердия

По оси абсцисс: ОП- ортостатическая проба, ИГТ - интервальная гипоксическая тренировка; по оси ординат - изменения ЧСС и ЦВД1т в % от горизонтального положения

Выявленное в нашем исследовании менее существенное снижение ЦВД tm, чем АД, обнаруженное в ортостазс после ИГТ, позволяет предположить о большем вкладе в компенсацию ортостатической гипотензии сосудистого компонента системной реакции, чем сердечного.

Результаты экспериментов показали возможность применения ИГТ в целях предотвращения ортостатической гипотензии. Полученные факты дают основание считать, что более длительные, подобранные соответственно поставленной задаче режимы ИГТ могут быть использованы в качестве тренирующего и профилактического средства для повышения ортостатической устойчивости.

В проведенном исследовании была установлена взаимозависимость реакций дыхательной системы и гемодинамических сдвигов при постуральных воздействиях, что свидетельствует о взаимодействии этих систем организма, необходимой для адекватной компенсации гравитационного воздействия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Известно, что действие таких механических факторов, как смещение грудной клетки, диафрагмы и органов брюшной полости, отражается на легочных объемах, динамике внутригрудного давления и биомеханических характеристиках дыхательного аппарата (Paiva, Estenne, Engel, 1989: Bettinelli et al., 2002). В нашем исследовании в ортостатическом положении по мере увеличения интенсивности воздействия, происходило увеличение значений ФОЕ и С, тогда как в антиортостазе наблюдалась противоположная направленность. Выявленные сдвиги этих показателей кардиореспираторной системы в переходном периоде постуральных влияний были обусловлены увеличением объемов крови в легких и изменением их эластической тяги, зависящих от ориентации легких относительно вектора гравитации (Дьяченко, Шабельников, 1985; Дворецкий, Ткаченко, 1987; West et al., 1997). При 30-минутной экспозиции животных в антиортостатическом положении происходило снижение дыхательного объема, минутной вентиляции легких и скорости инспираторного потока. При этом увеличивались инспираторные колебания ВГД, свидетельствующие о росте сократительной активности дыхательных мышц, что указывало на включение компенсаторных механизмов дыхательной системы, способствующих минимизации изменений минутной вентиляции.

Изучение физиологических механизмов компенсаторных процессов в системе дыхания в устойчивом периоде антиортостатического воздействия, показало, что в реакциях на гравитационные воздействия важная роль принадлежит тем рефлекторным механизмам, которые реализуются через афферентную систему легких. Билатеральная ваготомия, исключающая афферентную систему легких из участия в регуляции дыхания, резко ослабляет компенсаторную реакцию на аитиортостаз. У ваготомированных животных наблюдается менее значительный прирост инспираторных колебаний ВГД и соответственно более значительное снижение дыхательного объема и минутного объема дыхания. Эти данные свидетельствуют о том, что изменение структуры легочных объемов и увеличение сопротивления дыханию в антиортостатических условиях приводит к ослаблению интенсивности афферентного потока, поступающего в дыхательный центр от механорецепторов легких. Это предположение согласуется и с результатами других авторов, которые на наркотизированных кошках показали, что при наклоне туловища на 15° происходит достоверное снижение частоты разрядов афферентных волокон блуждающего нерва, идущих от рецепторов растяжения легких (Elliot et al., 1994; Myashita, Suzuki-Inatomi, Hirai, 2003). Полученные нами данные, а также анализ литературы позволяют

предположить следующий механизм, направленный на оптимизацию дыхательной функции в условиях антиортостатического положения.

Смещение диафрагмы в грудную полость и рост сопротивления дыханию вследствие увеличения кровенаполнения легких и отека слизистой дыхательных путей в АОП, вызывает замедление скорости вдоха и уменьшение легочных объемов. В результате происходит ослабление активации рецепторов растяжения легких и уменьшение интенсивности тормозного афферентного потока, поступающего по волокнам блуждающего нерва от рецепторов растяжения легких в ДЦ, возрастает центральная инспираторная активность, т.е. реализуется дефляционный рефлекс Геринга-Брейера. Следствием этого является усиление сократительной активности дыхательных мышц, и соответствующий рост инспираторных колебаний ВГД, препятствующий резкому снижению дыхательного объема и вентиляции легких.

Кроме механорецепторов легких в компенсации респираторных эффектов антиортостаза по всей вероятности принимают участие и проприорецепторы дыхательных мышц. Увеличение сопротивления дыханию, которое наблюдается в этих условиях, не только уменьшает скорость и объем вдоха, но и активирует рецепторы растяжения межреберных мышц - мышечные веретена, которые через фузимоторную систему иннервации усиливают сокращение волокон межреберных мышц. Для реализации этого механизма не требуется усиления ЦИА, т.к. он осуществляется на более низком сегментарном и межсегментарном уровне (спинной мозг). Кроме того, смещение диафрагмы в грудную полость, и давление на неё веса органов брюшной полости не только уменьшает ФОБ, но и изменяет длину мышечных волокон диафрагмы. Они растягиваются, и их длина приближается к эффективной длине покоя. В результате за счет собственных свойств мышечных волокон даже при той же самой эфферентной активации генерируется большая сила сокращения. Таким образом, в компенсации респираторных эффектов антиортостаза принимают участие механизмы, реализующиеся на разных уровнях регуляции дыхательной функции - от центрального до периферического.

2006). Не исследована и роль ирритантных рецепторов в реакциях на антиортостатическое воздействие, которые помимо реакций на химические агенты реагируют и на резкие изменения легочных объемов.

Важно отметить также тот факт, что антиортостатическое воздействие вызывает снижение резервных возможностей системы внешнего дыхания, что показывают результаты экспериментов с предъявлением интактным животным максимальной инспираторной нагрузки, которая создавалась методом конечно-экспираторной окклюзии дыхательных путей. В горизонтальном положении максимальная инспираторная нагрузка вызывала 5-ти кратный рост общего инспираторного усилия в первом же окклюзиотюм вдохе. Та же самая нагрузка, предъявляемая, тому же животному в антиортостатнческом положении увеличивала инспираторные колебания ВГД только в 3 раза. Разница составляла 200%! Такое резкое снижение компенсаторного роста сократительной активности дыхательных мышц в АОП по всей вероятности связано с ослаблением вагальнон объемно-зависимой связи в АОП, т.к. у ваготомированных животных реакция ВГД на окклюзию в горизонтальном положении снижается в такой же степени, как и при переходе в антиортостатическое положение. По-видимому, в АОП развивается состояние близкое к функциональной ваготомии.

Не менее важным механизмом регуляции дыхания, направленным на соответствие легочной вентиляции метаболическим потребностям организма, является гуморальная (гиперкапническая и гипоксическая) стимуляция дыхательного центра. Данные, полученные в нашем исследовании, соответствуют пока еще немногочисленным литературным сведениям, указывающим, на то, что гравитационные воздействия могут оказывать существенное влияние на хеморецепторные механизмы регуляции дыхания.

Анализируя механизмы снижения вентиляторной реакции на гипоксический стимул в АОП можно предположить, что одной из причин более низкого прироста вентиляции является увеличение сопротивления дыханию что, вероятно, обусловлено увеличением кровенаполнения легких, снижением их растяжимости и сужением просвета дыхательных путей (Александрова и др., 2007). Кроме того, результаты наших исследований выявили повышение давления в общей сонной артерии в АОП (Донина и др., 2006). К тому же, известно, что вдыхание гипоксической смеси с постепенным снижением кислорода также вызывает достоверное повышение артериального давления (Малкин, 1979). Учитывая эти обстоятельства, есть основания предполагать, что снижение вентиляторного ответа и чувствительности дыхательного аппарата на

гипоксическую стимуляцию в проведенном исследовании было обусловлено усилением активности барорецепторов. Это положение подтверждается литературными данными. Установлено, что увеличение импульсации, поступающей от барорецепторов в сосудодвигателыш центр приводит не только к угнетению функции дыхания, но и снижает вентиляторную реакцию на изокапническую гипоксию (Heistad et al., 1975; Prisk, Elliott, West, 2000). Кроме того, снижение вентиляторного ответа на гипоксию в антиортостатических условиях может быть связано с изменением кровоснабжения периферических хеморецепторов (Whalen, Nair, 1975), Известно, что повышение кровотока в каротидном теле, вызывает снижение афферентной активности синусного иерва (Бреслав, 1980). В антиортостатическом положении усиление кровотока может быть вызвано увеличением давления в области каротидного синуса. Известно, что переход из вертикального в горизонтальное положение, сопровождается увеличением давления в этой области в среднем на 20-25 мм рт.ст. В антиортостатическом положении изменения направления гидростатического компонента давления в области артериальных хеморецепторов будут еще более выраженными. В работе Somers с соавторами, (Somers, Mark, Abboud, 1957) было показано, что увеличение давления на уровне каротидного синуса даже на 10 мм рт.ст. вызывает угнетение вентиляторной реакции на изокапническую гипоксию на 33%.

В отличие от вентиляторного ответа на гипоксию, вентиляторный ответ на гиперкапнию не изменяется при переходе в антиортостатическое положение. Прирост минутного объема дыхания при гиперкапнической стимуляции в антиортостатических условиях не отличается от зарегистрированного в горизонтальном положении. Анализ динамики инспираторных колебаний ВГД в условиях нарастающего гиперкапнического стимула показывает, что вентиляторная реакция на гиперкапнию не снижается благодаря тому, что в АОП происходит больший, чем в горизонтальном положении прирост общего инспираторного усилия в ответ на гиперкапническую стимуляцию. Тогда как усиления реакции ВГД на гипоксический стимул в антиортостатических условиях не наблюдается.

Таким образом, постоянство вентиляторной реакции на гиперкапнию, ее постуральная независимость, поддерживается за счет компенсаторного увеличения прироста силы сокращений дыхательных мышца в антиортостатических условиях. Механизмом такой компенсаторной реакции является, по-видимому, повышение активности центральных хеморецепторов в антиортостатическом положении. Установлено, что и в условиях реальной невесомости, и в модельных экспериментах с

антиортостатической нагрузкой наблюдается смещение кислотно-основного равновесия крови в сторону ацидоза, появляются признаки венозного застоя и затруднение оттока крови из интракраниалыюго сосудистого бассейна, изменяется состав спинномозговой жидкости (Котова, 1969; Исеев и др., 1988; Григорьев, 1997). Такие нарушения могут способствовать повышению активности центральных хеморецепторов, так как специфическим стимулом для их активации является изменение рН крови и спинномозговой жидкости. Поэтому больший прирост инспираторных колебаний внутригрудного давления («моторного» выхода дыхательного центра) при гиперкапннческой стимуляции в антиортостатическом положении может быть вызван усилением стимуляции центральных хеморецепторов.

Анализ полученных данных позволяет предположить, что увеличение прироста внутригрудного давления, на гиперкапническую стимуляцию в антиортостатическом положении связано с механизмами центральной хеморецепции и носит компенсаторный характер, позволяя поддерживать вентиляцию легких на уровне, обеспечивающем наиболее эффективную элиминацию углекислого газа из организма вне зависимости от изменения положения тела в пространстве. При гипоксической стимуляции дыхания компенсаторного прироста инспираторных колебаний внутригрудного давления, свидетельствующего об увеличении «моторного» выхода дыхательного центра, не происходит. В результате при переходе в антиортостатическое положение вентиляторная реакция на гипоксию снижается. Биологическая целесообразность различий в реакциях дыхательной системы на хеморецепторные стимулы объясняется тем обстоятельством, что у млекопитающих гиперкапнический стимул является главнейшим регулятором дыхания и легочная вентиляция управляется в основном уровнем РСОг во внутренней среде. Гнпоксический стимул играет второстепенную роль в поддержании адекватного уровня вентиляции. Поэтому поддержание постоянного уровня СОг в артериальной крови и альвеолярном газе имеет преимущественное значение н обеспечивается даже за счет повышения энергетических затрат, необходимых для усиления сократительной активности дыхательных мышц. При гипоксической стимуляции дыхания в антиортостатическом и горизонтальном положении выбор между постуральным постоянством вентиляторного ответа и энергетическими затратами на работу дыхательных мышц делается, по всей вероятности, в пользу поддержания наиболее выгодного в энергетическом отношении паттерна дыхания.

Принимая во внимание данные, полученные нами при исследовании роли афферентной системы легких в постуральных реакциях дыхательной системы (Александрова и др., 2007) можно предположить, что в основе механизма, направленного на повышение центральной инспираторной активности в антиортостатических условиях лежит совместное влияние хемо- и механорецепторного контура регуляции дыхаиия. Усиление афферентной импульсации от центральных хеморецепторов и ослабление тормозной афферентации от механорецепторов легких проявляется в виде увеличения общей компенсаторной реакции, направленной на поддержание легочной вентиляции на уровне, соответствующем горизонтальному положению.

Таким образом, в формировании компенсаторного ответа дыхательной системы на антиортостатическое воздействие можно выделить два компонента -хеморецепторный и механорецепторный.

Обращает на себя внимание тот факт, что регуляторные механизмы респираторной системы в АОП в большей степени реагируют на усиление гиперкапнического стимула, чем гипоксического, несмотря на одинаковые экспериментальные условия. В антиортостатическом положении возрастает степень участия центральных механизмов регуляции дыхания и усиливается роль центральной хеморецепции, что выражается в усилении «моторного» выхода дыхательного центра, обеспечивающего соответствие легочной вентиляции интенсивности метаболизма независимо от постуральных влияний.

ВЫВОДЫ

1. Пассивное изменение положения тела относительно вектора гравитации вызывает гемодинамические реакции, наиболее выраженные в системе низкого давления, которые сопровождаются изменениями биомеханических характеристик аппарата дыхания. Сдвиги гемодинамики и биомеханики дыхания имеют взаимосвязанный характер и находятся в линейной зависимости от интенсивности постуральных воздействий.

венозного давления и давления в яремной вене (центральная гиперволемия), с соответствующим уменьшением дыхательного объема, функциональной остаточной емкости и растяжимости легких.

3. В антиортостатическом положении происходит увеличение резистивного и эластического компонента сопротивления дыханию, что свидетельствует об увеличении механической нагрузки на дыхательную систему. Компенсация механической нагрузки достигается увеличением общего инспираторного усилия, обеспечивающего минимизацию изменений легочной вентиляции.

4. В компенсации респираторных эффектов антиортостаза участвуют механорефлекторные механизмы, реализующиеся через афферентную систему легких и обеспечивающие обратную связь между изменением объема легких и центральной ннспираторной активностью. Основным рефлекторным механизмом, вызывающим компенсаторное увеличение общего инспираторного усилия при переходе в антиортостатическое положение, является ослабление тормозной афферентной импульсацип, поступающей в дыхательный центр от рецепторов растяжения легких, вследствие снижения легочных объемов.

5. Постуральные воздействия оказывают влияние на хеморецепторные механизмы регуляции дыхания. Переход в антиортостатическое положение снижает вентиляторную чувствительность к гипоксии, но не изменяет вентиляторную чувствительность к гиперкапнии, что свидетельствует об ослаблении вклада периферической хеморецепции в рефлекторные механизмы регуляции дыхания в антиортостатических условиях.

6. Постуральная независимость вентиляторной реакции на гиперкапнию обеспечивается более интенсивным, чем в горизонтальном положении приростом общего инспираторного усилия, которое опосредовано механизмами центральной хеморецепции и носит компенсаторный характер, позволяя поддерживать вентиляцию легких на уровне, обеспечивающем эффективную элиминацию углекислого газа из организма.

7. В антиортостатических условиях происходит угнетение резервных возможностей дыхательной системы, вызванное снижением вентиляторного ответа на гипоксию и ослаблением вагальной обратной объемно-зависимой связи, опосредованной рефлексами с механорецепторов легких (рефлексы Геринга-Брейера).

8. Увеличение эластической нагрузки на дыхательную систему приводит к инверсии естественного соотношения внутригрудного и центрального венозного

давлений, которое является определяющим фактором в формировании давления наполнения правого предсердия.

Межсистемные соотношения биомеханики дыхания и гемодинамики в горизонтальном положении в инспираторной фазе наиболее полно соответствуют состоянию, характерному для невесомости.

9. Установлено, что дыхание под отрицательным давлением (ДОД) в антиортостатическом положении обеспечивает трансформацию гемодинамических показателей до величин, регистрируемых в горизонтальном положении. В основе механизма, приводящего к коррекции гемодинамических сдвигов и нормализации венозного возврата к сердцу, лежит увеличение присасывающего эффекта грудной клетки в результате повышения негативности внутригрудного давления.

10. Показана эффективность и аддитивное влияние комплексного воздействия дыхания под отрицательным давлением и отрицательного давления на нижнюю часть тела (ДОД и ОДНТ) для коррекции неблагоприятных гемодинамических эффектов антиортостаза. В основе конструктивного влияния ДОД и ОДНТ на гемодинамические показатели лежит усиление оттока венозной крови из сосудистой системы головы и последующее смещение объемов крови из верхней в нижнюю часть тела, о чем свидетельствует снижение давлений в яремной и передней полой венах при одновременном повышении давления в бедренной вене.

11. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка, повышает ортостатическую устойчивость после пребывания в антиортостатическом положении, оказывая тренирующее влияние на тонус венозных сосудов, повышая роль сосудистого компонента компенсаторной реакции, что способствует увеличению венозного возврата к сердцу и снижению интенсивности ортостатических реакций сердечнососудистой системы.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Баранов В.М., Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И., Донина Ж.А., Погодин М.А., Лаврова И.Н. О профилактике регионального распределения крови, возникающего в условиях микрогравитации, посредством дискретных и комплексных баровоздействий на центральную и периферическую гемодинамику// Тез. докл. межд. конф. Механизмы функционирования висцеральных систем. - СПб, 1999. - С.23-25.

2. Баранов В.M., Котов А.Н., Тихонов М.А., Донина Ж.А., Погодин М.А. Дыхание под отрицательным давлением — новый метод моделирования ортостатических реакций гемодинамики в условиях гипокинезии и микрогравитации// Тез. докл. конф. Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях. Москва, 2000. - С.30-31.

3. Baranov V.M. KotovA.N., Tichonov М.А., DoninaZh.A., Pogodin M.A., Lavrova I.N. Hydrostatic component of hemodynamics during microgravity// Тез. докл. конф. 13th Humans in space Symposium, Exploring Space. Santorini, Greece, 2000. - 15 p.

4. Baranov V.M. KotovA.N., Tichonov M.A., DoninaZh.A., Pogodin M.A., Lavrova I.N. Central venous pressure during microgravity: phenomena, paradoxes and hypothèses// Тез.докл. конф. 13-th" Humans in space" Symposium, Exploring Space. Santorini, Greece, 2000.-.15 p.

5. Баранов B.M., Тихонов M.A., Котов A.H., Донина Ж.А., Погодин M.A., Лаврова П.Н. Влияние дыхания под отрицательным давлением на перераспределение региональных объемов крови при антиортостатической нагрузке у животных//Авиакосмич. и экологич. медицина. - 2000. - №5. - С.20-25

6. Погодин М.А., Донина Ж.А., Лаврова И.Н., Баранов В.М., Котов А.Н., Тихонов М.А. Влияние антиортостатического положения тела на некоторые показатели кровообращения и дыхания наркотизированных кошек//Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2000. -Т.86. №12. - С.1587-1593.

7. Баранов В.М., Котов А.Н., Тихонов М.А., Домина Ж.А., Лаврова И.Н. Влияние комплексного баровоздействия на гемодинамику у животных при моделировании физиологических эффектов микрогравитации// Авиакосмич. и экологич. медицина. - 2001. - Т.35, №1. - С.55-60.

8. Донина Ж.А., Лаврова КН., Тихонов М.А., Котов АЛ, Баранов В.М. Гемодинамика наркотизированных кошек при постуральном моделировании физиологических эффектов измененной гравитации: влияние дыхания под отрицательным давлением и воздействия отрицательного давления на нижнюю (каудальную) часть тела// Сб.: Пути оптимизации функции дыхания при нагрузках, в патологии и в экстремальных состояниях. Тверь - 2001. - С. 12-18.

9. Котов А.Н., Тихонов М.А., Донина Ж.А., Лаврова И.Н. Центральное венозное давление и биомеханика дыхания в условиях микрогравитации: феномены, парадоксы и гипотезы// Тез. докл. XVIII съезда физиологического общества им. И.П. Павлова. Казань, 2001. - 585 с.

10. Тихонов М.А., Котов А.Н., Реушкин В.Н., Реушкина Г.Д., Ушаков Б.Б., Фомина Г.А., Донина Ж.А., Лаврова И.Н., Баранов В.М. Респираторные и сердечнососудистые механизмы гипобарической коррекции антиортостатического перераспределения региональных объектов крови //Авиакосмич. и экологич. медицина. - 2003. - Т.37, №2,- С.51-59.

11 .Донина Ж.А. Лаврова И.Н. Тихонов М.А. Котов А.Н. Колесников В.И. Баранов В.М. Влияние изменений внутригрудного и центрального венозного давлений на динамику наполнения сердца//Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 2003. - Т. 136.№12. - С.612-615.

12. Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И., Донина Ж.А., Лаврова И.Н. Дыхание под отрицательным давлением - новый метод коррекции изменений гемодинамики, возникающих в условиях гипокинезии и микрогравитации. Физиология мышц и мышечной деятельности// Тез. докл. II межд. конф. по физиологии мышц и мышечной деятельности. - Москва, 2003. - С. 178-179

13.Донина Ж.А., Лаврова КН., Тихонов М.А., Котов А.Н., Баранов В.М. Усовершенствованный метод тренировки сердечио-сосудистой системы в условиях космического полета.//Тез. докл. конф. Пилотируемые полеты в космос. Москва, Звездный городок, 2003. - С. 37-39

14. Донина Ж.А. Роль соотношения внутригрудного и центрального венозного давлений в формировании давления наполнения правого предсердия при дыхании с постоянным положительным или отрицательным давлением// Тез. докл. Всерос. конф. с межд. участием Достижения биологической функциологии и их место в практике образования. Самара, 2003. - 84 с.

15. Донина Ж.А. Влияние соотношений внутригрудного и центрального венозного давлений на динамику наполнения сердца// Тез. докл.Ш Всерос. конф. с межд. участием, посвященная 175-летию со дня рождения Ф.В.Овсянникова. Механизмы функционирования висцеральных систем. СПб, 2003. - С. 98-99.

16. Донина Ж.А., Лаврова И.Н., Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И., Баранов В.М. Динамика наполнения сердца при дыхании с положительным и отрицательным давлением// Тез. докл. Рос. конф. с межд. участием Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям. Москва, 2003. - 138 с.

П.Донина Ж.А., Лаврова H.H., Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И., Баранов В.М. Внутригрудная гемодинамика при дыхании с постоянным

положительным и/или отрицательным давлением// Рос.физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2004. -Т.90. №8. - С.514-515.

18. Донина Ж.А., Лаврова КН., Сегшбаева МО., Тихонов М.А., Котов А.Н., Кочанов B.C., Баранов В.М. Влияние интервальной гипоксии на функциональное состояние кардио-респираторной системы и ортостатическую устойчивость животных в условиях моделирования гемодинамических эффектов невесомости. Тез. докл. IV Межд. конф. Механизмы функционирования висцеральных систем// посвященная 80-летню Института физиологии им. И.П.Павлова РАН. СПб, 2005. - 85 с.

19. Донина Ж.А., И.Н. Лаврова, Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И., Баранов В.М. Динамика показателей биомеханики дыхания и внутригрудной гемодинамики при моделировании микрогравитации// Рос.физиол. журн.им. И.М. Сеченова. - 2005. - Т.91. №9. - С. 1091-1096.

20. Донина Ж.А., Лаврова H.H., Даниленкова Л.В. Давление наполнения правого предсердия в ходе дыхательного цикла при дыхании с постоянным положительным давлением// В сб.: Пути оптимизации функции дыхания при нагрузках, патологии и экстремальных воздействиях. Тверь, 2005. - С. 19-24.

21. Донина Ж.А, Лаврова И.Н., Тихонов М.А.,. Котов А.Н., Колесников В.И. Кардиореспираторные реакции животных на пассивный ортостаз после интервальной гипоксии в антиортостатическом положении//Рос. физиол. журн. им. ИМ. Сеченова. - 2006. - Т.92. №8. - С.997-1005

22. Тихонов М.А., Александрова Н.П., Донина Ж.А., Баранов В.М. Физиологическое обоснование критериев утомления дыхательных мышц в условиях антиортостатической гипокинезии// Тез. докл. XIII конф.по космической биологии и авиакосмической медицине. Москва, 2006. - 234 с.

23. Aleksandrova N. Р., Donina Zh. A, Danilova G.A. Effect of central hypervolemia on respiratory function //J.of Physiol, and Pharmakol. - 2007. -V.58. №4. - P.75-88.

24. .Александрова Н.П., Донина Ж.А., Данилова Г.А., Тихонов М.А., Баранов В.М. Роль афферентной системы легких в механизмах компенсаторных реакций дыхательной системы в антиортостатическом положении//Рос. физиол. журн. им.И.М.Сеченова,- 2007.Т.93. №6. - С.670-677.

25.Донина Ж.А., Сегизбаева М.О., Даниленкова Л.В. Состояние инспираторных мышц при ингаляции газовых смесей с различным содержанием кислорода на

фоне действия добавочного сопротивления// Тез. докл. XX съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова. Москва, 2007. - 214 с.

26. Александрова H.H., Донина Ж.А., Тихонов М.А., Баранов В.М. Физиологические механизмы антиортостатических реакций дыхательной системы// Тез. докл. XX съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова. Москва, 2007. - 119 с.

П.Александрова Н.П., Донина Ж.А., Данилова Г.А. Участие пульмональных механорецепторов в респираторных реакциях на постуральные воздействия// Тез. докл.У Всерос. конф. с межд. участием, посвященная 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского Механизмы функционирования висцеральных систем. СПб., 2007. - 27 с.

28. Донина Ж.А., Тихонов М.А., Баранов В.М. Физиологическое обоснование методов коррекции гемодинамических сдвигов при моделировании эффектов невесомости// Тез. докл. Всерос. конф. с межд. участием, посвященная 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского Механизмы функционирования висцеральных систем. СПб., 2007. - 109 с.

29. Александрова Н.П., Донина Ж.А., Данилова Г.А.,. Тихонов М.А., Баранов В.М. Вентиляторный ответ на изокапническую гипоксию в антиортостатических условиях// Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2008.Т.94. №12. - С.1414-1419.

30. Донина Ж.А., H.H. Лаврова, М.А. Тихонов. Влияние интервальной гипоксической тренировки на ортостатические реакции кардиореспираторной системы// Бюл. эксперим. биологии и медицины.- 2008. -Т. 145. №6. - С.604-607

31. Александрова Н.П., Донина Ж.А.,.Данилова Г.А.,.Лаврова H.H., Тихонов М.А., Баранов В.М. Роль механорецепторов легких в компенсаторных реакциях дыхательной системы на антиортостатическую нагрузку. //Вестник Тверского Государственного Университета. - 2008. - №7 вып.67. - С.9-15.

32. Донина Ж.А., Данилова Г.А., Александрова Н.П. Вентиляторная реакция на изокапническую гипоксию в антиортостатических условиях// Тез.докл. VI Всерос. конф. с межд. участием, посвященной 50-летию открытия A.M. Уголевым мембранного пищеварения. СПб, 2008. - 66 с.

33.Донина Ж.А., Данилова Г.А., Александрова Н.П. Роль гиперкапнической стимуляции в регуляции дыхания при антиортостатическом положении телаII Тез. докл. VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 160-летию со дня рождения И.П.Павлова. СПб., 2009. - 151с.

34. Donina Zh.A., Danilova G.A., Aleksandrova N.P. Effects of body position on the ventilatory response to hypcrcapnia// Eur. J. Med. Res. - 2009. V. 14, N. 12. - P.63-66.

35.Донина Ж.А., Лаврова H.H., Александрова Н.П. Влияние интервальной гипоксической тренировки на ортостатические реакции системы кровообращения у кроликов//Вестник Тверского Государственного Университета. Серия: Биология и экология. - 2009. вып. 12. №6. - С. 16-27.

36 .Донина Ж.А., Александрова Н.П. Реакции дыхания на гуморальную стимуляцию дыхательного центра в условиях антиортостатической нагрузки// Тез. докл. 21 Съезда физиологического общества им. И.П. Павлова. Калуга, 2010. - 190 с.

37. Донина Ж.А. Роль гипоксического и гиперкапнического стимула в регуляции дыхания в антиортостатическом положении //Мат. Всерос. конф. с межд. участием Механизмы регуляции физиолог ических систем организма в процессе адаптации к условиям среды, посвященной 85-летию со дня основания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН. СПб, 2010. - С.91-92.

38. Донина Ж.А., Александрова Н.П. Реакция дыхания на гиперкапнический стимул в антиортостатическом положении//Рос. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. -2010.Т.96. №11. - С.87-94.

39. Донина Ж.А. Межсистемные взаимоотношения дыхания и кровообращения. Обзор.//Физиология человека. - 2011. Т. 37. №2. - С. 117-128.

Подписано в печать 06.04.2011г. Формат 60x84/16 Пл. 2,62 Уч.-изд.л 2,62 Тир. 100 экз. Отпечатано в типографии ООО «Турусел» 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова д.38. toroussel@mail.ru Зак. № 13271 от 06.04.2011г.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Донина, Жанна Альбертовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Современные представления о механизмах регуляции дыхания.

1.1.1. Центральный регулятор дыхания.

1.1.2. Роль механорецепторов легких и воздухоносных путей в регуляции дыхания.

1.1.3. Хеморецепторные механизмы регуляции дыхания: центральные и периферические хеморецепторы.

1.1.4. Реакции дыхательной системы на хеморецепторную стимуляцию.

1.1.5. Регуляция дыхания при повышенном сопротивлении.

1.2. Межсистемные взаимоотношения дыхания и кровообращения.

1.2.1. Взаимодействие дыхательного и сосудодвигательного центров.

1.2.2. Взаимосвязь систем организма при физических нагрузках, в патологических условиях и экстремальных состояниях.

1.2.3. Роль синхронизации частоты дыхания и сердечного ритма в приспособительных реакциях организма.

1.2.4. Значение гипоксии в формировании интегративных реакций дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

1.2.5. Сопряженные реакции дыхания и гемодинамики при перепадах внутригрудного давления.

1.2.6. Реакции дыхания и кровообращения при постуральных воздействиях.

1.3. Влияние гравитации на вентиляционно-перфузионные отношения и механические свойства легких.

1.3.1. Регионарная неравномерность вентиляции легких.

1.3.2. Регионарное распределение кровотока в легких.

1.3.3. Гравитационные влияния на легочную гемодинамику.

1.4. Влияние гравитации и постуральных воздействий на систему кровообращения.

1.4.1. Гидростатически индифферентная точка (ГИТ).

1.4.2. Влияние естественной гравитации на систему кровообращения.

1.4.3. Реакции сердечно-сосудистой системы на антиортостатическое положение и невесомость.

1.4.4. Межсистемные соотношения дыхания и кровообращения в невесомости.

1.4.5. Реакции системы кровообращения на ортостатическое воздействие.

1.5. Методы моделирования эффектов перераспределения крови.

1.5.1. Воспроизведение эффектов невесомости в условиях земной гравитации.

1.5.2. Антиортостатическое положение (АОП).

1.5.3. Ортостатическое положение (ОП).

1.6. Методы коррекции негативных гемодинамических проявлений в условиях моделируемой и реальной невесомости.

1.6.1. Способы профилактики, имитирующие эффект гидростатического компонента давления крови.

1.6.2. Измененная газовая среда.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования.

2.2. Хирургическая подготовка животных.

2.3. Методы регистрации давлений.

2.3.1. Регистрация внутригрудного (внутрипищеводного) и трахеального давлений.

2.3.2. Регистрация артериального и венозного давлений.

2.4. Метод измерения сопротивления дыхательных путей.

2.5. Методы регистрации объемно-временных параметров дыхания.

2.5.1. Метод общей плетизмографии тела.

2.5.2. Метод пневмотахографии.

2.6. Оценка реакций дыхания на хеморецепторные стимулы.

2.6.1. Возвратное дыхание гипероксически-гиперкапнической газовой смесью.

2.6.2. Возвратное дыхание изокапнической гипоксической газовой смесью.

2.7. Масс-спектрометрический метод регистрации газового состава выдыхаемого воздуха.

2.8. Способы баровоздействий для коррекции перераспределения крови в антиортостатическом положении.

2.8.1. Дыхание под отрицательным давлением (ДОД).

2.8.2. Метод отрицательного давления на нижнюю половину тела (ОДНТ).

2.9. Методика изменения трансторакального и транспульмонального давлений.

2.10. Интервальная гипоксическая тренировка.

2.11. Постуральные воздействия.

2.12. Статистическая обработка.

ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ И СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ПОСТУРАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

3.1. Гемодинамика при ступенчатом переходе из горизонтального в антиортостатическое положение.

3.2. Влияние постуральных воздействий на биомеханические характеристики дыхательного аппарата и структуру легочных объемов.

3.3. Внешнее дыхание и показатели сердечно-сосудистой системы при ступенчатом переходе из горизонтального в антиортостатическое положение.

3.4. Внешнее дыхание и показатели сердечно-сосудистой системы при ступенчатом переходе из горизонтального в ортостатическое положение.

3.5. Обсуждение.

ГЛАВА 4. РОЛЬ АФФЕРЕНТНОЙ СИСТЕМЫ ЛЕГКИХ В МЕХАНИЗМАХ КОМПЕНСАТОРНЫХ РЕАКЦИЙ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НА АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ.

4.1. Реакции системы внешнего дыхания на антиортостатическую нагрузку у интактных животных.

4.2. Реакции системы внешнего дыхания на антиортостатическую нагрузку у ваготомированных животных.

4.3. Влияние антиортостатической нагрузки на резервные возможности системы дыхания.

4.4. Обсуждение.

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА ХЕМОРЕЦЕПТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ

5.1. Влияние антиортостатической нагрузки на вентиляторную реакцию дыхательной системы на гипоксическую стимуляцию.

5.2. Роль гиперкапнической стимуляции в регуляции дыхания в антиортостатическом положении.

5.2.1. Вентиляторная реакция дыхательной системы на гиперкапнический стимул.

5.3. Обсуждение.

ГЛАВА 6. МЕЖСИСТЕМНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЫХАНИЯ И ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЭЛАСТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

НА АППАРАТ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ.

6.1. Гемодинамика и биомеханика дыхания при изменении эластической нагрузки на дыхательный аппарат.

6.2. Обсуждение.

ГЛАВА 7. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ КОРРЕКЦИИ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ СДВИГОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ЭФФЕКТОВ НЕВЕСОМОСТИ.

7.1. Влияние дыхания под отрицательным давлением (ДОД) на перераспределение региональных объемов крови в антиортостатическом положении.

7.2. Влияние комплексного баровоздействия — дыхание под отрицательным давлением и отрицательное давление на нижнюю половину тела (ДОД+ОДНТ) на реакции гемодинамики при моделировании физиологических эффектов невесомости.

7.3. Обсуждение.

ГЛАВА 8. ВЛИЯНИЕ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ИНТЕРВАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ НА ОРТОСТАТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ.

8.1. Исследование влияния ИГТ на кардиореспираторные реакции при пассивном переходе из антиортостатического в ортостатическое положение.

8.2. Обсуждение.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Механизмы регуляции дыхания и гемодинамика при постуральных воздействиях"

Актуальность проблемы.

Гравитация является постоянно действующим фактором окружающей среды, который остается неизменным с момента зарождения жизни на Земле. Вопрос о влиянии естественной гравитации на жизнедеятельность организмов неоднократно привлекал внимание классиков физиологии: И.М. Сеченова, И.П. Павлова, В.И. Вернадского, Н.О. Цибульского, В.В. Пашутина.

Одним из наиболее важных гравитационно-зависимых факторов действующих на организм человека и животных является гидростатический компонент давления крови и других биологических жидкостей, который формируется в результате проявления силы тяжести (Gauer, Henry, 1963; Пестов, Гератеволь, 1975). Различная ориентация тела в гравитационном поле Земли сопровождается перераспределением жидкостных сред организма в соответствии с направлением гидростатических сил в сосудистой системе. Важным последствием перемещения объемов крови являются взаимообусловленные функциональные реакции со стороны различных физиологических систем организма, в развитии которых существенное значение принадлежит изменению показателей общей гемодинамики, состояния сердечнососудистой функции и кровообращения в отдельных органах.

Многочисленные данные свидетельствуют, что при изменении положения тела в пространстве по отношению к вектору гравитации (постуральных воздействиях) функциональные сдвиги затрагивают в первую очередь, систему кровообращения и дыхания, которые являются едиными звеньями газотранспортной системы организма (Бреслав, Глебовский, 1981; Сергиевский и др., 1993; Дворецкий, 1994; Колчинская, 1994; Сафонов, Миняев, Полунин, 2000). Тем не менее, до сих пор нет общей картины развития взаимозависимых реакций дыхания и кровообращения на постуральные воздействия, которая позволила бы наиболее полно представить механизмы регуляции респираторной системы в условиях измененной гемодинамики. Поскольку регионарное перераспределение крови, возникающее при постуральных воздействиях, изменяет кровенаполнение легочных сосудов и нарушает легочную гемодинамику (Дворецкий, 1994; Bettinelli et al., 2002,а), логично предположить, что происходящие сдвиги кровообращения в легких будут непосредственным образом отражаться на функциональном состоянии и регуляторных механизмах дыхательной системы. Однако в большинстве работ функция сердечно-сосудистой и дыхательной системы исследуется раздельно, а полученные результаты впоследствии обобщаются и рассматриваются как целостные реакции организма на влияние гравитационного фактора.

Кроме того, следует отметить, что наиболее полно физиологические реакции сердечно-сосудистой системы были изучены на ортостатическое воздействие (при переходе из горизонтального в вертикальное положение) (Осадчий, 1982; Buckey et al., 1996). Влияние антиортостатического положения на реакции систем кровообращения и особенно дыхания исследовано в гораздо меньшей степени. Вместе с тем, в последние десятилетия интерес к изучению реакций живого организма на антиортостатическое воздействие значительно возрос в связи с освоением космического пространства. Поскольку воспроизведение невесомости в лабораторных условиях не представляется возможным, в практике космической медицины для исследования влияния на системы организма перераспределения крови, характерного для невесомости, используется антиортостатическое воздействие. Имеющийся к настоящему времени значительный экспериментальный материал, позволяет провести физиологические параллели между влиянием реальной невесомости и антиортостатической моделью (Михайлов и др., 1979; Газенко, Григорьев, 1980; Газенко, Касьян, 1990; West, 1991; Генин, Пестов, 1997; White, Blomqvist, 1998; Prisk et al., 2002; Григорьев, Баранов, 2003).

Результаты исследований, полученных в условиях кратковременной и длительной невесомости, свидетельствуют, что отсутствие гравитации оказывает значительное воздействие на респираторную систему (Касьян, Макаров, 1974; Schulz et al., 1992; Баранов, 1993; West, Prisk, 1999; Wantier et.al., 1998; Prisk, 2000; Montmerle, Spaak, Linnarsson, 2002; Bettinelli et.al., 2002,b). Происходит снижение силовой нагрузки на легкие и костно-мышечную систему, изменение формы грудной клетки и положения диафрагмы (смещение в грудном направлении), увеличение кровенаполнения органов торакальной области, в том числе легких. В результате наблюдается изменение структуры легочных объемов и емкостей, вязкостно-эластического сопротивления легких и паттерна дыхания. Предполагается, что в условиях микрогравитации при отсутствии веса легких и регионарных различий вентиляционно-перфузионных отношений, происходит более равномерная перфузия легочных капилляров, что может проявиться в нарушении оптимальных условий для газообмена (Michels, West, 1978; Paiva et al., 1989; Prisk et al., 1995). Исчезновение неравномерности вентиляции, кровотока и вентиляционно-перфузионных отношений, характерной для работы легких в нормальных условиях, способствует возникновению застойных отечных явлений, особенно в верхних участках легких, связанных с транссудацией жидкости из капилляров в интерстициальное пространство вследствие повышения трансмурального давления. Гиперволемия и застойные явления могут вызвать компрессию мелких дыхательных путей в условиях микрогравитации и привести к ухудшению газообмена. Все эти функциональные сдвиги не могут не вызвать к действию компенсаторные механизмы, способствующие поддержанию необходимого уровня вентиляции и газообмена в этих условиях.

Однако механизмы регуляции легочной вентиляции и газообмена как в условиях невесомости, так и при ее моделировании практически не исследованы, а основные сведения ограничиваются лишь феноменологической констатацией фактов. Такое положение связано, вероятно, с устоявшейся точкой зрения, в соответствии с которой, отсутствие гравитации нарушает только биомеханические характеристики легких, не влияя на системные механо- и хеморецепторные механизмы регуляции дыхания. Вместе с тем, изменение структуры легочных объемов, характерное для таких воздействий, неизбежно вызывает и изменение интенсивности афферентного потока, поступающего в дыхательный центр от механорецепторов легких, что может привести к угнетению рефлекторных механизмов, которые реализуются через афферентную систему легких. Поэтому исследование роли афферентной системы легких в формировании компенсаторных реакций респираторной системы в условиях увеличенного кровенаполнения легких, вызванного перераспределением крови в краниальном направлении, представляется особенно важным.

Изменение положения тела по отношению к вектору гравитации, также как и величины гравитационного воздействия может повлиять и на хеморецепторные механизмы регуляции. Ухудшение условий газообмена способствующее развитию гиперкапнии и гипоксемии может привести к усилению гуморальной стимуляции дыхательного центра, которая является основным механизмом регуляции легочной вентиляции в соответствии с уровнем метаболических процессов в организме (Бреслав, Глебовский, 1981; Бреслав, Ноздрачев, 2005). Немногочисленные пока данные, полученные в условиях невесомости, а также при ее имитации с помощью постуральных воздействий, свидетельствуют о тенденции к развитию гипоксемии и ретенции двуокиси углерода в организме, смещению кислотно-основного состояния крови в сторону ацидоза, застойной венозной ишемии и гипоксии мозга, изменение состава спинномозговой жидкости (Берри, 1975; Катков и др., 1981; Матвеев, 1987; Баранов, 1993). Приведенные факты свидетельствуют о возможном изменении уровня афферентации, поступающей в дыхательный центр от центральных и периферических хеморецепторов. Однако литературные сведения о реакциях легочной вентиляции в ответ на гиперкапническую и гипоксическую стимуляцию дыхательного центра в невесомости и в модельных экспериментах достаточно противоречивы.

По некоторым данным, реакция на гиперкапнический стимул не изменяется при переходе из горизонтального в антиортостатическое положение (Xie et al., 1993; Prisk et al., 1999; Prisk, Elliott, West, 2000). Вместе с тем, имеются и другие сведения, указывающие на снижение чувствительности дыхательного центра к гиперкапнии в условиях длительной антиортостатической гипокинезии (Воробьев и др., 1983; Weissman et al., 1987). Что касается реакций дыхательной системы на гипоксический стимул, по мнению большинства авторов, вентиляторная реакция в ответ на гипоксическую стимуляцию снижается как в условиях реальной невесомости, так и в модельных экспериментах (Xie et al., 1993; Prisk et al, 1995; Prisk, Elliott, West, 2000).

Учитывая вышеизложенное, следует признать, что в настоящее время механизмы, лежащие в основе формирования компенсаторных реакций респираторной системы в ответ на изменение гравитационных условий в достаточной степени не выяснены и требуют дальнейшего углубленного изучения. Поэтому одной из наиболее важных задач является исследование роли гуморальных и нейрогенных компонентов в регуляции легочной вентиляции при изменении условий кровообращения вызванных постуральными воздействиями.

Особое место в исследовании физиологического действия фактора гравитации занимают межсистемные взаимозависимые реакции сердечнососудистой и дыхательной систем. В связи с этим одним из важных направлений изучения адаптации к условиям микрогравитации является вопрос о динамике центрального венозного давления (ЦВД), как основного фактора, инициирующего компенсаторные сердечнососудистые и нейро-гуморальные рефлексы, приводящие к увеличению сердечного выброса, увеличению экскреции почками жидкости и электролитов и уменьшению объема циркулирующей крови (Дегтярев и др., 1979; Газенко, Григорьев, Наточин, 1986). Как свидетельствуют полученные в настоящее время данные, в начальном периоде невесомости складывается ситуация при которой несмотря на центральную гиперволемию, ЦВД снижается, но ударный объем и сердечный выброс увеличиваются. Интерпретации этого физиологического состояния обсуждаются в многочисленных дискуссиях, и базируются на принципиально различных механизмах (Norsk et al., 1987; Convertino et al., 1998). Существует мнение, что в основе выявленного парадоксального состояния лежат межсистемные взаимоотношения дыхания и кровообращения, формирующие давление наполнения сердца и сердечный выброс. Однако до настоящего времени в условиях земной гравитации не определен физиологический аналог состояния биомеханики дыхания и гемодинамических сдвигов, характерный для условий реальной невесомости. Исследование механизмов этого физиологического состояния представляют собой актуальную и важную научную задачу для теории и практики космической физиологии и медицины, физиологии дыхания и кровообращения.

Как указывает ряд авторов, особенности механики дыхания при изменении позы, гравитационной ориентации тела, воздействии ускорений и невесомости обусловлены преимущественно изменениями внутригрудного давления, объема и кровенаполнения легких (Тихонов, 1972; Дьяченко, Шабельников, 1985; Agostoni, 1986; Дворецкий, 1994). Взаимообусловленная перестройка гемодинамики и внутригрудного давления, приобретает особое значение при перепадах трансторакального или транспульмонального давления, когда дыхание совершается при постоянном положительном или отрицательном давлении в грудной клетке. Подобные сдвиги внутригрудного давления наблюдаются при компрессии или декомпрессии грудной клетки (искусственная вентиляции легких, водная иммерсия, использование дыхательных аппаратов при глубоководных погружениях и аварийных ситуациях в условиях высотного полета, невесомости и др.). Увеличение негативности внутригрудного давления происходит при некоторых видах легочной патологии, искусственной вентиляции легких с применением фазы отрицательного давления, в условиях статической мышечной нагрузки (Зильбер, 1971; Дорощук, 1979; Meessen et al., 1994; Lofaso et al., 1992).

Большую теоретическую и практическую значимость приобретают исследования влияния изменения эластической нагрузки на дыхательный аппарат в связи с применением профилактических методов коррекции гемодинамических сдвигов, возникающих в условиях невесомости, большинство из которых основано на сдвигах внутригрудного давления и сопровождаются физиологическими изменениями дыхательной и сердечно-сосудистой системы (Пестов, Гератеволь, 1975; Катков и др., 1983; Halliwill et al., 1998; Баранов и др., 2001; Kitano et al., 2005).

Разработка и совершенствование средств и методов профилактики, направленных на улучшение общего физического состояния и работоспособности космонавтов на начальном этапе действия микрогравитации, повышение ортостатической устойчивости после длительной гипокинезии или пребывания в невесомости имеет существенное практическое значение. Несмотря на большое количество теоретических обоснований применения различных профилактических средств, данная проблема в настоящее время пока еще находится в стадии развития. (Генин, Пестов, 1997; Arbeille et al., 1999; Custaud et al., 2000; Millet et al., 2000). Для ее оптимального решения необходима как разработка новых методов профилактики и их технической реализации, так и инвазивная верификация в исследованиях на животных уже известных методик, проведение детального физиологического обоснования эффективности и адекватности способов коррекции гемодинамических сдвигов, на основании изучения системных реакций дыхания и кровообращения при постуральных воздействиях.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы явилось изучение механо- и хеморецепторных механизмов регуляции дыхания, резервных возможностей дыхательной системы и межсистемных соотношений дыхания и кровообращения в условиях антиортостатической нагрузки.

Основные задачи исследования:

2. Исследовать влияние антиортостатического положения на объемно-временные параметры и механические характеристики аппарата внешнего дыхания.

4. Исследовать влияние антиортостатического положения на хеморецепторные механизмы регуляции дыхания. Оценить роль центральной и периферической хеморецепции в формировании респираторных реакций на антиортостаз.

6. Показать эффективность и привести физиологическое обоснование дискретного (ДОД) и комплексного баровоздействия (ДОД и ОДНТ) в антиортостатическом положении для снижения увеличенного кровенаполнения сосудистой системы головы и трансформации гемодинамических показателей, характерных для ортостатического положения.

Положения, выносимые на защиту.

2. В антиортостатическом положении развиваются компенсаторные реакции системы дыхания, направленные на минимизацию изменений легочной вентиляции, опосредованные механо- и хеморецепторным контуром регуляции дыхания. В основе механорефлекторного механизма лежит ослабление афферентной импульсации от рецепторов растяжения легких, что приводит к повышению общего инспираторного усилия. Хеморефлекторные механизмы компенсации осуществляются преимущественно за счет усиления роли центральной хеморецепции.

4. В основе физиологических механизмов методов коррекции неблагоприятных гемодинамических сдвигов, вызванных антиортостатическим положением, лежат межсистемные взаимоотношения дыхания и кровообращения. Основным фактором, способствующим трансформации гемодинамических параметров к величинам характерным для вертикального положения, является усиление присасывающего действия грудной клетки в результате снижения внутригрудного давления.

Научная новизна исследования.

Впервые при постуральных воздействиях была проведена синхронная регистрация давлений в венозной системе краниальной и каудальной части тела, биомеханических характеристик аппарата дыхания и объемно-временных показателей внешнего дыхания. Это позволило установить, что орто- и антиортостатическая нагрузки вызывают взаимообусловленные реакции дыхания и кровообращения, которые зависят от интенсивности и направленности применяемых воздействий. Было показано, что в антиортостатическом положении происходит увеличение резистивного и эластического компонента сопротивления дыханию, что свидетельствует об увеличении механической нагрузки на дыхательную систему. Впервые показано, что в ответ на антиортостатическое воздействие развивается компенсаторная реакция дыхательной системы, которая выражается в увеличении общего инспираторного усилия, направленного на минимизацию изменений легочной вентиляции.

Получены приоритетные данные, позволяющие сделать вывод о том, что гравитационные воздействия на систему внешнего дыхания не ограничиваются только изменением структуры легочных объемов и биомеханики грудной клетки, как было известно ранее, но влияют также центральные механизмы регуляции дыхания. Выявлено два компонента участвующих в компенсации респираторных эффектов антиортостаза — механорецепторный и хеморецепторный. Впервые проведена сравнительная оценка постуральных влияний на механорецепторные и хеморецепторные механизмы регуляции дыхания.

Впервые установлено, что снижение резервных возможностей дыхательной системы в условиях антиортостатического положения может быть связано не только с ухудшением функционального состояния дыхательных мышц, но и с изменениями хемо- и механорецепторных механизмов регуляции дыхания. Получены новые данные, указывающие на то, что в условиях антиортостатической нагрузки может происходить ослабление афферентного потока от рецепторов растяжения легких. Установлено, что легкие находятся в состоянии, которое можно охарактеризовать как «функциональную ваготомию» или «частичную деафферентацию», вызванную снижением легочных объемов и скорости инспираторного потока. Показано, что в этом состоянии, ослаблена обратная объемная связь дыхательного центра с легкими, реализующаяся посредством рефлекса Геринга-Брейера.

Впервые установлена ведущая роль центральной хеморецепции в регуляцию дыхания в условиях антиортостаза. Обнаружено ослабление вклада периферических хеморецепторов в рефлекторные механизмы регуляции дыхания в антиортостатическом положении.

Исследование динамики внутригрудного и центрального венозного давления в различные фазы дыхательного цикла позволило впервые установить сходство межсистемных соотношений биомеханики дыхания и гемодинамических сдвигов в инспираторной фазе в условиях земной гравитации и в невесомости.

Теоретическое и практическое значение работы.

Полученные данные расширяют существующие в настоящее время представления о роли центральных механизмов регуляции дыхательной системы, межсистемных соотношений дыхания и кровообращения в процессе адаптации организма человека и животных к экстремальным факторам окружающей среды. Изучение особенностей механизмов регуляции дыхания в условиях центральной гиперволемии, вызванной антиортостатическим положением, вносит существенный вклад в развитие теоретических основ физиологии. Результаты выполненного исследования могут быть полезными для теории и практики гравитационной физиологии, т.к. позволяют уточнить роль респираторной и сердечнососудистой системы в адаптации организма к невесомости.

Значительную теоретическую и практическую ценность представляют данные, полученные при исследовании влияния изменения эластической нагрузки на дыхательный аппарат. Подобные сдвиги трансторакального и транспульмонального давлений наблюдаются при искусственной вентиляции легких, в условиях водной иммерсии, в дыхательных аппаратах при глубоководных погружениях, аварийных ситуациях в условиях высотного полета и др.

Физиологическое обоснование способов коррекции негативных гемодинамических сдвигов, возникающих в условиях моделируемой невесомости, может быть полезным для практики космической физиологии и медицины в целях применения данных методов для решения научных, экспертных, прогностических и тренировочных медико-биологических задач в космических полетах.

Полученные в работе данные о снижении интенсивности ортостатических реакции сердечно-сосудистой системы методом интервальной гипоксической тренировки могут быть использованы в качестве средства, повышающего ортостатическую устойчивость после космических полетов и длительной гипокинезии в клинической практике.

Кроме того, изучение реакций дыхания и кровообращения в антиортостатическом положении имеет большое теоретическое и прикладное значение для медицинской практики. Последние десятилетия ознаменовались интенсивным развитием лапароскопической хирургии, при выполнении которых используется положение Тренделенбурга (антиортостатическое положение пациента на хирургическом столе).

Такое положение тела особенно сказывается на функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы и дыхания. Абсолютное большинство патофизиологических изменений обусловлено легочными осложнениями, возникающими в послеоперационном периоде, которые являются частой причиной летальных исходов и заболеваний, нарушающих процесс выздоровления

Апробация работы.

Основные результаты работы были доложены: на Международной Конференции "Механизмы функционирования висцеральных систем" посвященой 150-летию со дня рождения акад. И.П.Павлова. Санкт-Петербург, 1999; на Российской конференции «Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях» (Москва, 2000); на 13 Международном симпозиуме «Humans in space» Symposium Exploring Space (Santorini, Greece, 2000); на XVIII съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2001); на Конференции «Medizin und Mobiiitat» (Германия, 2001); на XII конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 2002); на Конгрессе «Человек в экстремальных условиях: проблемы здоровья, адаптации и работоспособности» (Москва, 2002); на конференции «Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям» (Москва, 2003); на 19 съезде Физиологического Общества им. И.П. Павлова. (Екатеринбург, 2004); на Рабочем совещании «Биомеханика» (Санкт-Петерург, 2005); на XIII Конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 2006); на VIII Мировом конгрессе ISAM (Москва, 2006); на XX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007); на V Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2007); на Рабочем совещании «Биомеханика-2007» (Санкт-Петербург, 2007); на VI Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 50-летию открытия A.M. Уголевым мембранного пищеварения. (Санкт-Петербург, 2008); на Международной конференции «Advances in Pneumology», Германия, Лейпциг, 2009; на VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 160-летию со дня рождения И.П.Павлова (С.Петербург, 2009), на 21 Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010); на Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы регуляции физиологических систем организма в процессе адаптации к условиям среды», посвященная 85-летию со дня основания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН (Санкт-Петербург, 2010).

По теме диссертации опубликовано 39 работ в отечественной и зарубежной печати, в том числе 18 статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, выводов и списка цитируемых работ. Объем диссертации составляет 304 страниц печатного текста, включая 31 рисунок и 11 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 395 названий, из которых 138 отечественных и 257 зарубежных источников.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Донина, Жанна Альбертовна

ВЫВОДЫ

2. Переход из горизонтального в ортостатическое положение вызывает снижение центрального венозного давления и давления в яремной вене (центральная гиповолемия), что сопровождается увеличением дыхательного объема, функциональной остаточной емкости и растяжимости легких. В антиортостатическом положении происходят противоположные изменения: увеличение центрального венозного давления и давления в яремной вене (центральная гиперволемия), с соответствующим уменьшением дыхательного объема, функциональной остаточной емкости и растяжимости легких.

4. В компенсации респираторных эффектов антиортостаза участвуют механорефлекторные механизмы, реализующиеся через афферентную систему легких и обеспечивающие обратную связь между изменением объема легких и центральной инспираторной активностью. Основным рефлекторным механизмом, вызывающим компенсаторное увеличение общего инспираторного усилия при переходе в антиортостатическое положение, является ослабление тормозной афферентной импульсации, поступающей в дыхательный центр от рецепторов растяжения легких, вследствие снижения легочных объемов.

8. Увеличение эластической нагрузки на дыхательную систему приводит к инверсии естественного соотношения внутригрудного и центрального венозного давлений, которое является определяющим фактором в формировании давления наполнения правого предсердия. Межсистемные соотношения биомеханики дыхания и гемодинамики в горизонтальном положении в инспираторной фазе наиболее полно соответствуют состоянию, характерному для невесомости.

10. Доказана эффективность и аддитивное влияние комплексного воздействия дыхания под отрицательным давлением и отрицательного давления на нижнюю часть тела (ДОД и ОДНТ) для коррекции неблагоприятных гемодинамических эффектов антиортостаза. В основе конструктивного влияния ДОД и ОДНТ на гемодинамические показатели лежит усиление оттока венозной крови из сосудистой системы головы и последующее смещение объемов крови из верхней в нижнюю часть тела, о чем свидетельствует снижение давлений в яремной и передней полой венах при одновременном повышении давления в бедренной вене.

11. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка повышает ортостатичеекую устойчивость после пребывания в антиортостатическом положении, оказывая тренирующее влияние на тонус венозных сосудов, повышает роль сосудистого компонента компенсаторной реакции, что способствует увеличению венозного возврата к сердцу и снижению интенсивности ортостатических реакций сердечно-сосудистой системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изменение пространственной ориентации тела в гравитационном поле Земли вызывает развитие адаптивных реакций, прежде всего, сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Основная часть исследований, выполненных в данной работе, посвящена изучению функционального состояния и механизмов компенсаторных реакций дыхательной системы на антиортостатическое воздействие. Это диктуется тем, что значительная часть исследований, посвященных изучению реакций физиологических систем организма при изменении положения тела относительно вектора гравитации, была проведена при естественных позах: стоя, сидя, лежа (Савин, 1979; Белкания, 1982; Осадчий, 1982; Генин, Пестов, 1997). Влияние такого необычного положения, как антиортостатическое, изучено в меньшей степени. Интерес к этой проблеме усилился в связи с интенсивным освоением космического пространства, поскольку в практике космической медицины антиортостатическое положение применяется в качестве функциональной пробы, воспроизводящей эффекты перераспределения крови, характерные для условий невесомости (Nixon et.al., 1979; Газенко, Григорьев, 1980; Генин, Пестов, 1997; Xu, Zhang, Frazier, 1998; Баранов и др., 2000; Baranov et al., 2000,а).

Известно, что наиболее важной биологической реакцией на гравитацию является распределение жидких сред в организме Результаты, полученные нами при исследовании реакций кровообращения, связанных с пассивным ступенчатым переходом из горизонтального в орто- и антиортостатическое положение подтверждают данные о том, что гемодинамические сдвиги в переходном периоде постуральных воздействий обусловлены физической природой - гравитационно-зависимым перераспределением жидких сред организма (Baranov et al., 2000,b; Baranov et al., 2001). При этом, как показывают результаты нашего исследования, в системе низкого давления (венозной системе) наблюдаются более интенсивные сдвиги кровообращения, чем в системе высокого давления (артериального). Направленность и динамика исследованных параметров была обусловлена изменением гидростатического давления в сосудистой системе в соответствии с применяемыми постуральными воздействиями (Погодин, Донина и др., 2000; Донина и др. 2005, Донина, 2011). Известно, что гемодинамическим эффектом АОП является центральная гиперволемия и увеличение кровенаполнения легких (Gauer, Thron, 1965; Tomaselli et.al., 1990), тогда как в ортостатическом положении наблюдается гиповолемия (Wieling, Lieshout, Hainsworth, 2002). Результаты, полученные в настоящей работе, свидетельствуют о разнонаправленных изменениях гемодинамики в краниальном и каудальном отделах туловища, связанной с перераспределением региональных объемов крови в этих условиях, которые являются пусковым моментом реакций системы кровообращения (Донина, 2011). Данное положение подтверждается полученными результатами. В ортостатическом положении происходило снижение давлений в передней полой и яремной вене, в антиортостаз приводил к увеличению давлений в этих венозных сосудах.

При анализе состояния респираторной системы при различной ориентации тела в гравитационном поле, прежде всего, необходимо учитывать изменения кровообращения в сосудах легких в результате проявления гидростатического эффекта гравитации, т.к. механические свойства легких непосредственно связаны с объемом крови в легочных капиллярах (Wieling, van Lieshout, Ten, 1998; Toska, Walloe, 2002; Chang, et al., 2005; Haouzi, Bell, 2010). Следует отметить, что характер изменений функциональной остаточной емкости и растяжимости легких при постуральных воздействиях имел прямую зависимость от изменений условий кровообращения, связанных с перераспределением крови. Данные, полученные нами при комплексном исследовании системы дыхания и кровообращения в переходном периоде орто- и антиортостатического воздействия, свидетельствует о том, что разнонаправленные сдвиги объемно-временных параметров внешнего дыхания были обусловлены изменением кровенаполнения легких. Эти результаты согласуются с данными о том, что изменение положения тела влияет на всю структуру легочных объемов (Навратил, Кадлец, Даум, 1967), а функциональная остаточная емкость является линейной функцией угла наклона поворотного стола (Bouhuys, Lenner, 1962). У человека в положении стоя снижение кровенаполнения легких сопровождается увеличением ФОБ, тогда как в положении вниз головой наблюдаются противоположные изменения - увеличение кровенаполнения легких и снижение ФОБ. Такие же данные были получены и нами в экспериментах на наркотизированных животных. Общая емкость легких в вертикальном положении имеет максимальные значения, сидя — уменьшается, и становится минимальной в положении лежа.

Значительное влияние на структуру легочных объемов при постуральных воздействиях оказывает не только изменение кровенаполнения легких, вызванного гидростатическим эффектом гравитации. Действие таких механических факторов, как смещение грудной клетки, диафрагмы и органов брюшной полости отражается на легочных объемах, динамике внутригрудного давления и биомеханических характеристиках дыхательного аппарата (Paiva, Estenne, Engel, 1989; Baranov, Tihonov, Kotov, 1992; Bettinelli et al., 2002 a,b). В нашем исследовании в ортостатическом положении по мере увеличения интенсивности воздействия происходило увеличение значений ФОЕ и С, тогда как в антиортостазе наблюдалась противоположная направленность. Выявленные сдвиги этих показателей кардиореспираторной системы в переходном периоде постуральных влияний были обусловлены увеличением объемов крови в легких и изменением их эластической тяги, зависящих от ориентации легких относительно вектора гравитации (West,

Рпэк, 1999). Таким образом, в проведенном исследовании была установлена взаимозависимость реакций дыхательной системы и гемодинамических сдвигов при постуральных воздействиях, что свидетельствует о необходимости взаимодействия этих систем организма, необходимой для адекватной компенсации гравитационного воздействия (Донина, 2011).

Результаты комплексного исследования респираторных показателей при нарастающей интенсивности кратковременного ортостатического и антиортостатического воздействия, свидетельствуя о существенном изменении показателей гемодинамики, ФОБ и растяжимости легких, в то же время указывают на отсутствие достоверных изменений в величине дыхательного объема и минутной вентиляции. Наблюдается лишь слабо выраженная тенденция к увеличению этих параметров в ортостатическом положении и их снижению в антиортостатическом положении. Для проявления достоверных изменений в объемно-временных параметрах дыхания необходимы более длительные постуральные воздействия.

Так, в экспериментах с антиортостатической нагрузкой достоверное снижение дыхательного объема, минутной вентиляции легких и скорости инспираторного потока, наблюдалось лишь через 30 минут экспозиции при угле наклона в 30°. При этом происходило и достоверное увеличение инспираторных колебаний ВГД, свидетельствующих о росте сократительной активности дыхательных мышц, что указывало на включение компенсаторных механизмов дыхательной системы, способствующих минимизации изменений минутной вентиляции. В результате снижение объемно-временных параметров дыхания не достигало критических величин, вызывающих ухудшение газового состава крови.

Изучение физиологических механизмов, способствующих развитию компенсаторных процессов в системе дыхания в устойчивом периоде антиортостатического воздействия, показало, что в компенсаторных реакциях на гравитационные воздействия важная роль принадлежит тем рефлекторным механизмам, которые реализуются через афферентную систему легких. Билатеральная ваготомия, исключающая афферентную систему легких из участия в регуляции дыхания, резко ослабляет компенсаторную реакцию на антиортостаз. У ваготомированных животных наблюдается менее значительный прирост инспираторных колебаний ВГД и соответственно более значительное снижение дыхательного объема и минутного объема дыхания. Эти данные позволяют предположить, что изменение структуры легочных объемов и увеличение сопротивления дыханию в антиортостатических условиях приводит к ослаблению интенсивности афферентного потока, поступающего в дыхательный центр от механорецепторов легких. Это предположение согласуется и с результатами других авторов, которые на наркотизированных кошках показали, что при наклоне туловища на 15° происходит достоверное снижение частоты разрядов афферентных волокон блуждающего нерва, идущих от рецепторов растяжения легких (Elliot et al, 1994; Elliott et al., 1996; Myashita, Suzuki-Inatomi, Hirai, 2003). Полученные нами данные, а также анализ литературы позволяют предположить следующий механизм, направленный на оптимизацию дыхательной функции в условиях антиортостатического положения.

Смещение диафрагмы в грудную полость и рост сопротивления дыханию вследствие увеличения кровенаполнения легких и отека слизистой дыхательных путей в АОП вызывает замедление скорости вдоха и уменьшение легочных объемов - дыхательного и конечно-экспираторного объема. В результате происходит ослабление активации рецепторов растяжения легких и уменьшение интенсивности тормозного афферентного потока, поступающего по волокнам блуждающего нерва от рецепторов растяжения легких в ДЦ, возрастает центральная инспираторная активность, т.е. реализуется дефляционный рефлекс Геринга-Брейера. Следствием этого является усиление сократительной активности дыхательных мышц, и соответствующий рост инспираторных колебаний ВГД, препятствующих резкому снижению дыхательного объема и вентиляции легких (Александрова, Донина, Данилова, 2007; А1екзапс1гоуа, Бошпа, ЭапПоуа, 2007; Александрова, Донина, Данилова, 2008).

Кроме механорецепторов легких в компенсации респираторных эффектов антиортостаза по всей вероятности принимают участие и проприорецепторы дыхательных мышц. Увеличение сопротивления дыханию, которое наблюдается в этих условиях, не только уменьшает скорость и объем вдоха, но и активирует рецепторы растяжения межреберных мышц — мышечные веретена, которые через фузимоторную систему иннервации усиливают сокращение волокон межреберных мышц. Причем для реализации этого механизма не требуется усиления ЦИА, т.к. он осуществляется на более низком сегментарном и межсегментарном уровне (спинной мозг). Кроме того, смещение диафрагмы в грудную полость, и давление на неё веса органов брюшной полости не только уменьшает ФОЕ, но и изменяет длину мышечных волокон диафрагмы. Они растягиваются, и их длина приближается к эффективной длине покоя. В результате за счет собственных свойств мышечных волокон даже при той же самой эфферентной активации генерируется большая сила сокращения. Таким образом, в компенсации респираторных эффектов антиортостаза принимают участие механизмы, реализующиеся на разных уровнях регуляции дыхательной функции — от центрального до периферического.

Как свидетельствует анализ полученных экспериментальных данных, важным рефлекторным механизмом компенсаторного ответа дыхательной системы на антиортостатическое воздействие является ослабление тормозной афферентной импульсации, поступающей в дыхательный центр от рецепторов растяжения легких, вызванное снижением легочных объемов (Александрова, Донина и др., 2007; 2008).

Вместе с тем в компенсаторных реакциях дыхательной системы нельзя не учитывать значение и других легочных рецепторов, роль которых в компенсаторных реакциях респираторной системы на антиортостаз мало изучена. Например, юкстакапиллярных рецепторов (.Г-рецепторы), афферентная активность которых возрастает многократно в результате переполнения кровью легочных капилляров и повышения объема интерстициальной жидкости стенок альвеол (Рат1а1, 1995; \¥1с1сЦсотЬе, 2006). Не исследована и роль ирритантных рецепторов в реакциях на антиортостатическое воздействие, которые помимо реакций на химические агенты реагируют и на резкие изменения легочных объемов.

Важно отметить также тот факт, что антиортостатическое воздействие вызывает снижение резервных возможностей системы внешнего дыхания. Об этом свидетельствуют результаты экспериментов с предъявлением интактным животным максимальной инспираторной нагрузки, которая создавалась методом конечно-экспираторной окклюзии дыхательных путей. В горизонтальном положении максимальная инспираторная нагрузка вызывала 5-ти кратный рост общего инспираторного усилия в первом же окклюзионном вдохе. Та же самая нагрузка, предъявляемая тому же животному в антиортостатическом положении, увеличивала инспираторные колебания ВГД только в 3 раза. Разница составляла 200%! Такое резкое снижение компенсаторного роста сократительной активности дыхательных мышц в АОП по всей вероятности связано с ослаблением вагальной объемно-зависимой связи в АОП, т.к. у ваготомированных животных реакция ВГД на окклюзию в горизонтальном положении снижается в такой же степени, как и при „ переходе в антиортостатическое положение. По-видимому, в АОП развивается состояние, близкое к функциональной ваготомии (Александрова, Донина и др., 2007).

Не менее важным механизмом регуляции дыхания, направленным на соответствие легочной вентиляции метаболическим потребностям организма, является гуморальная (гиперкапническая и гипоксическая) стимуляция дыхательного центра. Известно, что непременным условием активности дыхательных нейронов является афферентная импульсация от центральных и периферических хеморецепторов, которая определяет уровень активности дыхательного центра. При этом гиперкапнический стимул, активирующий преимущественно центральные хеморецепторы, имеет первостепенное значение в регуляции минутной легочной вентиляции, тогда как гипоксическая стимуляция дыхания, опосредованная периферическими хеморецепторами, приобретает особое значение при патологических состояниях и экстремальных условиях, сопровождающихся дефицитом кислорода (Колчинская, 1994). Данные, полученные в нашем исследовании, соответствуют пока еще немногочисленным литературным сведениям, указывающим, на то, что гравитационные воздействия могут оказывать существенное влияние на хеморецепторные механизмы регуляции дыхания (Александрова, Донина, 2008).

Проведение экспериментов с возвратным дыханием, позволяющих оценить вентиляторный ответ на хеморецепторную стимуляцию дыхания, показало, что в антиортостатическом положении наблюдается снижение приростов легочной вентиляции и чувствительности дыхательного центра к гипоксии (Александрова, Донина, 2008; Донина, Данилова, Александрова, 2008). Анализируя механизмы снижения вентиляторной реакции на гипоксический стимул, можно предположить, что одной из причин более низкого прироста вентиляции является увеличение сопротивления дыханию в антиортостатическом положении, что, вероятно, обусловлено увеличением кровенаполнения легких, снижением их растяжимости и сужением просвета дыхательных путей (Александрова и др., 2007). В исследованиях с участием испытуемых также было показано, что переход из ортостатического в горизонтальное положение сопровождается увеличением сопротивления дыханию (Milic-Emili, Zin 1986; Duggan, Watson, Pridel, 1990). С другой стороны, хорошо известны данные о снижении вентиляторного ответа на хеморецепторные стимулы при увеличенном сопротивлении дыханию (Бреслав, Глебовский, 1981; Milic-Emili, Zin 1986).

Кроме того, результаты наших исследований выявили повышение давления в общей сонной артерии в АОП (Донина и др., 2006). К тому же, известно, что вдыхание гипоксической смеси с постепенным снижением кислорода также вызывает достоверное повышение артериального давления (Малкин, 1979). Учитывая эти обстоятельства, есть основания предполагать, что снижение вентиляторного ответа и чувствительности дыхательного аппарата на гипоксическую стимуляцию в проведенном исследовании было обусловлено усилением активности барорецепторов. Это положение подтверждается литературными данными. Установлено, что увеличение импульсации, поступающей от барорецепторов в сосудодвигательнй центр приводит не только к угнетению функции дыхания, но и снижает вентиляторную реакцию на изокапническую гипоксию (Heistad et al., 1975; Prisk, Elliott, West, 2000). Ослабление вентиляторного ответа на гипоксический стимул было выявлено и в условиях невесомости, что, по мнению авторов, явилось результатом совместного влияния рефлексов с каротидных баро- и хеморецепторов (Fritch et al., 1992; Prisk , Elliott, West , 2000). Кроме того, снижение вентиляторного ответа на гипоксию в антиортостатических условиях может быть связано с изменением кровоснабжения периферических хеморецепторов. Повышение кровотока в каротидном теле вызывает снижение афферентной активности синусного нерва (Whalen, Nair, 1975). В антиортостатическом положении усиление кровотока может быть вызвано увеличением давления в области каротидного синуса. Известно, что переход из вертикального в горизонтальное положение сопровождается увеличением давления в этой области в среднем на 20-25 мм рт.ст. В антиортостатическом положении изменения направления гидростатического компонента давления в области артериальных хеморецепторов будут еще более выраженными. В работе Somers с соавторами, (Somers, Mark, Abboud, 1991) было показано, что увеличение давления на уровне каротидного синуса даже на 10 мм рт.ст. вызывает угнетение вентиляторной реакции на изокапническую гипоксию на 33%.

В отличие от вентиляторного ответа на гипоксию, вентиляторный ответ на гиперкапнию не изменяется при переходе в антиортостатическое положение (Donina, Danilova, Aleksandrova, 2009; Донина, Данилова, Александрова, 2009). Прирост минутного объема дыхания при гиперкапнической стимуляции в антиортостатических условиях не отличается от зарегистрированного в горизонтальном положении. Анализ динамики инспираторных колебаний ВГД в условиях нарастающего гиперкапнического стимула показывает, что вентиляторная реакция на гиперкапнию не снижается благодаря тому, что в АОП происходит больший, чем в горизонтальном положении прирост общего инспираторного усилия в ответ на гиперкапническую стимуляцию. Усиления реакции ВГД на гипоксический стимул в антиортостатических условиях не наблюдается.

Таким образом, постоянство вентиляторной реакции на гиперкапнию, ее постуральная независимость поддерживается за счет компенсаторного увеличения прироста силы сокращений дыхательных мышца в антиортостатических условиях. Механизмом такой компенсаторной реакции является, по-видимому, повышение активности центральных хеморецепторов в антиортостатическом положении. Установлено, что и в условиях реальной невесомости и в модельных экспериментах с антиортостатической нагрузкой наблюдается смещение кислотно-щелочного равновесия крови в сторону ацидоза, появляются признаки венозного застоя и затруднение оттока крови из полости черепа, изменяется состав спинномозговой жидкости (Григорьев, Егоров, 1997). Такие изменения могут способствовать повышению активности центральных хеморецепторов, так как специфическим стимулом для их активации является изменение рН крови и спинномозговой жидкости. Поэтому больший прирост инспираторных колебаний внутригрудного давления («моторного» выхода дыхательного центра) при гиперкапнической стимуляции в антиортостатическом положении может быть вызван усилением гуморальной стимуляции центральных хеморецепторов.

Анализ полученных данных позволяет предположить, что увеличение реакции внутригрудного давления на гиперкапническую стимуляцию в антиортостатическом положении связано с механизмами центральной хеморецепции и носит компенсаторный характер, позволяя поддерживать вентиляцию легких на уровне, обеспечивающем наиболее эффективную элиминацию углекислого газа из организма вне зависимости от изменения положения тела в пространстве. При гипоксической стимуляции дыхания компенсаторного прироста инспираторных колебаний внутригрудного давления, свидетельствующего об увеличении «моторного» выхода дыхательного центра, не происходит. В результате при переходе в антиортостатическое положение вентиляторный ответ на гипоксию снижается. Биологическая целесообразность различий в реакциях дыхательной системы на разные виды хеморецепторных стимулов объясняется тем обстоятельством, что у млекопитающих основным стимулом, участвующим в регуляции дыхания и обеспечивающим основную функцию дыхания - соответствие легочной вентиляции интенсивности метаболизма, является парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе. Гипоксический стимул играет второстепенную роль в поддержании адекватного уровня вентиляции. Поэтому поддержание постоянного уровня СО2 в артериальной крови и альвеолярном газе имеет преимущественное значение и обеспечивается даже за счет повышения энергетических затрат, необходимых для усиления сократительной активности дыхательных мышц. При гипоксической стимуляции дыхания в антиортостатическом и горизонтальном положении выбор между постуральным постоянством вентиляторного ответа и энергетическими затратами на работу дыхательных мышц делается, по всей вероятности, в пользу поддержания наиболее выгодного в энергетическом отношении паттерна дыхания. Принимая во внимание данные, полученные нами при исследовании роли афферентной системы легких в постуральных реакциях дыхательной системы (Александрова и др., 2007), можно предположить, что в основе механизма, направленного на повышение центральной инспираторной активности в антиортостатических условиях, лежит совместное влияние хемо- и механорецепторного контура регуляции дыхания. Усиление афферентной импульсации от центральных хеморецепторов и ослабление тормозной афферентации от механорецепторов легких проявляется в виде увеличения общей компенсаторной реакции, направленной на поддержание легочной вентиляции на уровне, соответствующем горизонтальному положению.

Таким образом, в формировании компенсаторного ответа дыхательной системы на антиортостатическое воздействие можно выделить два компонента — хеморецепторный и механорецепторный.

Особенности механики дыхания при изменении позы, гравитационной ориентации тела, воздействии ускорений и невесомости обусловлены преимущественно изменениями внутригрудного давления, объема и кровенаполнения легких. Взаимообусловленная перестройка гемодинамики и внутригрудного давления, приобретает особое значение при перепадах трансторакального или транспульмонального давления, когда дыхание совершается при постоянном положительном или отрицательном давлении в грудной клетке (Донина, 2003 а,б; Донина и др., 2003; Донина и др., 2004). Подобные сдвиги внутригрудного давления наблюдаются при компрессии или декомпрессии грудной клетки (искусственная вентиляции легких, водная иммерсия, использование дыхательных аппаратов при глубоководных погружениях и аварийных ситуациях в условиях высотного полета, невесомости и др.). Увеличение негативности внутригрудного давления происходит при некоторых видах легочной патологии, искусственной вентиляции легких с применением фазы отрицательного давления, в условиях статической мышечной нагрузки (ЬоГаБо е1 а1., 1992; Донина и др., 2004). Большую теоретическую и практическую значимость приобретают исследования влияния изменения эластической нагрузки на дыхательный аппарат в связи с применением профилактических методов коррекции гемодинамических сдвигов, возникающих в условиях невесомости, большинство из которых основано на сдвигах внутригрудного давления и сопровождаются физиологическими изменениями дыхательной и сердечно-сосудистой системы.

Для определения физиологического состояния биомеханики дыхания и гемодинамических сдвигов, характерных для условий невесомости, была исследована динамика внутригрудного и центрального венозного давления при изменении эластической нагрузки на дыхательный аппарат путем компрессии и/или декомпрессии грудной клетки и дыханием под отрицательным давлением. Принимая во внимание, что физические процессы, обеспечивающие механику дыхания (вентиляцию легких), связаны с эластическими и гравитационными факторами и изменяются по величине и направлению в зависимости не только от ориентации тела в пространстве, но и от фаз дыхательного цикла (Тихонов, 1972; Шик, 1994; Дворецкий, 1994), мы оценивали динамику кардиореспираторных показателей раздельно на вдохе и на выдохе. Результаты, полученные в результате смещения трансторакального и транспульмонального давлений, выявили гемодинамические сдвиги и изменение биомеханических характеристик дыхательного аппарата. Оказалось, что увеличение давления наполнения правого сердца при одновременном снижении центрального венозного давления происходит только при интактном дыхании (контроль) в инспираторной фазе (Донина и др., 2005). Влияние механической нагрузки (эластической) на дыхательный аппарат (дыхание с положительным и отрицательным давлением) приводит к инверсии естественного соотношения внутригрудного и центрального венозного давлений, которое является определяющим фактором в формировании трансмурального давления правого предсердия. Следовательно, гипотезы, объясняющие увеличение сердечного выброса на фоне снижения ЦВД в невесомости смещением грудной клетки в инспираторную позицию и более значимым снижением внутригрудного (более негативным значением), чем центрального венозного давления, наиболее соответствуют состоянию биомеханики дыхания и характеру гемодинамики, при интактном дыхании в горизонтальном положении в фазу инспирации. Учитывая изложенное, следует признать, что предположения, основанные на межсистемном взаимодействии биомеханики дыхания и гемодинамики, в достаточной степени убедительны и базируются на физиологических закономерностях.

Исследование влияния дискретного (ДОД) и комплексного баровоздействия (ДОД+ОДНТ) на реакции центральной и периферической гемодинамики позволяет нам сделать заключение об эффективности метода ДОД для коррекции увеличенного кровенаполнения головы, вызванного перераспределением региональных объемов крови, в частности, в антиортостатическом положении. Влияние комплексного баровоздействия (ДОД+ОДНТ) в антиортостатическом положении имитирует показатели центральной и периферической гемодинамики, соответствующие ортостатическому положению с расчетными углами от +6 до +12°. При экстраполяции полученных данных на ортодоксальную модель невесомости (АОП-6), можно допустить, что применявшийся нами режим комплексного баровоздействия обеспечивает трансформацию исследованных гемодинамических показателей до величин, близких к вертикальному положению тела. В целом, результаты исследования позволяют сделать вывод об аддитивном характере комплексного баровоздействия в сочетании с дыханием под отрицательным давлением и о возможности применения данного баровоздействия для моделирования ортостатических гравитационных нагрузок (Тихонов и др., 2003).

Проведенное нами исследование влияния интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) на ортостатические реакции кардиореспираторной системы после антиортостатического положения выявило тренирующее влияние ИГТ, проявившееся в увеличении тонуса венозных сосудов, которое можно рассматривать как адаптивную реакцию, способствующую увеличению венозного возврата к сердцу. Установленное в исследовании менее существенное снижение ЦВД чем АД, обнаруженное в ортостазе после ИГТ, позволяет предположить больший вклад в компенсацию ортостатической гипотензии сосудистого компонента системной реакции, чем сердечного. Результаты свидетельствуют об эффективном влиянии ИГТ на систему кровообращения, выражавшегося в снижении ортостатической гипотензии, даже, несмотря на его кратковременное действие.

Итак, полученные в данной работе результаты показывают, что влияние постуральных воздействий на функцию организма имеет сложный и многофакторный характер. Основным фактором, приводящим к напряженному функционированию кардиореспираторной системы в антиортостатическом положении, является гравитационно-зависимое перераспределение жидких сред организма в краниальном направлении. В компенсации респираторных эффектов антиортостаза принимают участие механо- и хеморецепторные механизмы регуляции дыхания. В общем виде основные механизмы регуляции дыхания в антиортостатическом положении представлены на схеме (рис. 31).Конечно, данная схема не дает полного представления о возможных факторах, участвующих в формировании постуральных реакций дыхательной системы. Для окончательного выяснения механизмов компенсаторных реакций дыхания на антиортостатическое воздействие и экстраполяции полученных данных к условиям реальной невесомости необходимо проведение дальнейших углубленных исследований. Выявленные конструктивные эффекты методов коррекции гемодинамических сдвигов (ДОД, ДОД+ОДНТ), использование нормобарической интервальной гипоксической тренировки в качестве средства, повышающего ортоустойчивость, требует проведения апробации с участием людей для детального физиологического обоснования адекватности применяемых воздействий.

Рис. 31. Основные механизмы реакций дыхания на антиортостатическое воздействие.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Донина, Жанна Альбертовна, Санкт-Петербург

1. Агаджанян H.A., Полунин И.Н., Степанов В.К., Поляков В.Н. Человек в условиях гипокапнии и гиперкапнии. Астрахань-Москва, 2001.-340 с.

2. Агаджанян H.A., Баранов В.М., Вытчикова М.А., Давыдов Г.А., Спасский Ю.А. Энерготраты человека при длительном пребывании в условиях циклически изменяющейся атмосферы//Космич. биология и авиакосмич. медицина. -1979. Т. 14, №3. — С.42-46.

3. Аганезова Е.С. Газы крови и кислотно-щелочное состояние крови. В кн.: Руководство по клинической физиологии дыхания. — JI.: Медицина, 1980.- С. 182-208.

4. Александрова Н.П., Исаев Г.Г. Механизмы вовлечения фарингеальных мышц в компенсаторные реакции дыхательной системы на инспираторную резистивную нагрузку//Рос. физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 1992. - Т.87. №10. - С.1-13.

5. Александрова Н.П., Донина Ж.А., Данилова Г.А.,. Тихонов М.А., Баранов В.М. Вентиляторный ответ на изокапническую гипоксию в антиортостатических условиях// Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2008.Т.94. №12. - С.1414-1419.

6. Андрияко Л.Я., Волошин В.Г., Дегтярев В.Л. Гемодинамика здоровых людей при различных режимах отрицательного давления вокруг нижней половины тела //Космич.биология и авиакосмич.медицина.- 1977.- №1. С. 52-55.

7. Андрияко Л.Я., Волошин В.Г., Дегтярев В.Л. Особенности реакций сердечно-сосудистой системы в период ближайшего последействия ОДНТ//Космич.биология и авиакосмич.медицина. 1982. №5. - С.51-54.

8. Атьков О.Ю., Бедненко В. С.Гипокинезия, невесомость: клинические и физиологические аспекты. М.: Наука, 1989. 304 с.

9. Баранов В.М. Газоэнергообмен человека в космическом полете и модельных исследованиях. М.: Наука, 1993. - 125 с.

10. Баранов В.М., Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И. Некоторые механизмы моделирования гидростатического компонента гемодинамики в условиях микрогравитации//Авиакосмич. и экологич. медицина. -2000. Т.34. №4. - С.27-31.

11. Белкания Г.С. Функциональная система антигравитации. М.: Наука, - 1983.-288 с.

12. Берри И. Медицинские исследования и обеспечение космонавтов в полете//Авиационно-космическая медицина. М.: Воениздат, - 1975. -С.250-277.

13. Бреслав И.С. Рефлекторные влияния на сердце с хеморецепторов аортальной и синокаротидной зон. Физиологиякровообращения. Физиология сердца. (В серии: "Руководство по физиологии"). Л.: Наука, 1980. - 245 с.

14. Бреслав И.С., Глебовский В.Д. Регуляция дыхания. Л.: Наука, 1981.-280 с.

15. Бреслав И. С., Исаев Г.Г. Реакции кардиореспираторной системы на увеличенное сопротивление дыханию//Успехи физиологических наук. 1991. - Т.22. №2. - С.3.-18.

16. Бреслав И.С., Исаев Г.Г. Дыхание при увеличенном сопротивлении//Физиология дыхания. (Сер.: Основы современной физиологии). СПб.: Наука, 1994. - С.624-636.

17. Бреслав И.С., Ноздрачев А.Д. Дыхание. Висцеральный и поведенческий аспекты. СПб.: Наука. 2005. — 309 с.

18. Бреслав И.С., Пятин В.Ф. Центральная и периферическая хеморецепция системы дыхания//Физиология дыхания. (Сер.: Основы современной физиологии). СПб.: Наука, 1994. - С.416-472.

19. Бреслав И.С., Салазкин В.Н. О динамическом управлении параметрами атмосфер космических аппаратов //Космич. биология, 1977. Т.П. №3. - С.53-58.

20. Ван Лир Э., Стикней К. Гипоксия. М.: Медицина, 1967. - 368с.

21. Волков Н.И. Гипоксическая тренировка для реабилитации и профилактики заболеваний.: Реабилитация и терапия в условиях курорта. М., - 1993. - С. 12-18.

22. Волошин В.Г. Карпушева В. А., Степанцов В.И. и др. Некоторые возможности профилактики неблагоприятных реакций при моделировании острого периода адаптации к невесомости//Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1979. - №3. С.33-37.

23. Воробьев В.Е., Абдрахманов В.Р., Ковачевич И.В., Голиков А.П., Стажадзе JI.JI. Влияние антиортостатической гипокинезии на легочной кровоток и газообмен//Космич. биол. и авиакосмич. медицина.- 1983.- Т. 17. №4. С.16-18.

24. Воробьев Д.В., Ларина И.М. Гормональные механизмы поддержания водно-электролитного гомеостаза в условиях длительной гипокинезии: Гипокинезия. Медицинские и психологические проблемы. -М.: 1997. С.26-27

25. Газенко О.Г. Человек в космосе//Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1984. Т. 18. №1. - С.3-8.

26. Газенко О.Г., Григорьев А.И. Моделирование физиологического действия невесомости: Советско-американский эксперимент//Вестн. АН СССР. 1980. №2 - С.71-75.

27. Газенко О.Г., Ильин Е.А., Генин A.M. и др. Основные результаты физиологических экспериментов с млекопитающими на биоспутнике «Космос-936»//Космич. биология и авиакосмич. медицина.- 1980. Т. 14. №2. С.22-25.

28. Газенко О.Г., Григорьев А.И., Наточин Ю.В. Водно-солевой гомеостаз и космический полет. М.: Наука, 1986. - Т.54. - 236 с.

29. Газенко О.Г., Касьян И.И. Физиологические проблемы невесомости. М.: Медицина, 1990. - 288 с.

30. Гайтон А. Минутный объем сердца и его регуляция. М.: Наука, 1969.-471с.

31. Галле P.P., Емельянов М.Д., Китаев-Смык JI.A., Клочков A.M. Некоторые закономерности адаптации к длительному вращению//Космич. биология и авиакосмич. медицина. — 1974. Т.8. №5. С.53-60.

32. Гейманс К., Кордье Д. Дыхательный центр. JL, - 1940. - 217 с.

33. Генин A.M., Лакота Н.Г., Чиков Л.И., Шашков B.C. Новый вариант моделирования действия невесомости на человека // Космич. биология и авиакосмич. медицина.- 1988. Т. 25. №5. - С.80-85.

34. Генин A.M., Малкин В.Б. Искусственная атмосфера//Науч. мысль (Вестн. АПН), 1968. №7. - С.38-51.

35. Генин A.M., Пестов И.Д. Микрогравитация: механизмы и модели. Человек в космическом полете. — М.: Наука, 1997. — С.460-481.

36. Генин A.M., Пестов И.Д. Микрогравитация: механизмы и модели: Человек в космическом полете. М.: Наука, 1997. - Т.З, кн.1. -С.360-480.

37. Глебовский В.Д., Гизатуллина Н.С. О зависимости между дыхательным объемом и длительностью вдоха у децеребрированных кошек //Физиол. ж. СССР. 1976. - Т.63. №4. - С.524-531.

38. Глебовский В.Д. Центральные механизмы, определяющие и регулирующие периодическую деятельность дыхательных мышц: Физиология дыхания. (Сер.Юсновы современной физиологии) СПб.: Наука, 1994. - С.335-415.

39. Гордиевская H.A., Молчатская В.Ф. Возможные механизмы взаимодействия дыхательного и сердечно-сосудистого центров: Физиология вегетативной нервной системы. Куйбышев, 1988. - С.38.

40. Григорьев А.И., Баранов В.М. Сердечно-сосудистая система человека в условиях космического полета//Вестник РАМН. — 2003. -Т.12. С.41-45.

41. Григорьев А.И., Егоров А.Д. Феноменология и механизмы изменения основных функций организма человека в невесомости/ЛСосмич. биология и авиакосмич. медицина. — 1988. -Т.22. №12. С.4-17.

42. Григорьев А.И., Егоров А.Д. Длительные космические полеты: Человек в космическом полете. — М.: Наука, 1997. Т.З кн.2. - С.368-448.

43. Дворецкий Д.П. Вентиляция, кровообращение и газообмен в легких: Физиология дыхания. СПб.: Наука, 1994. - С. 197-257.

44. Дворецкий Д.П., Ткаченко Б.И. Гемодинамика в легких. М.: Медицина, 1987 - 288 с.

45. Дегтярев О.Ю., Нехаев A.C., Бедненко B.C. и др. Исследование венозного кровообращения у экипажа орбитальной станции «Салют-5»// Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1979. №4. - С.83-85.

46. Донина Ж.А., Лаврова И.Н., Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И., Баранов В.М. Влияние изменений внутригрудного и центрального венозного давления на динамику наполнения сердца//Бюлл. эксперим. биологии и медицины. 2003. Т. 136. №12. -С.612-615.

47. Донина Ж.А., Лаврова И.Н., Тихонов М.А., Котов А.Н., Колесников В.И., Баранов В.М. Внутригрудная гемодинамика при дыхании с постоянным положительным и/или отрицательным давлением// Рос.физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004. -Т.90. №8. -С.514-515.

48. Донина Ж. А., И.Н. Лаврова, М.А. Тихонов. Влияние интервальной гипоксической тренировки на ортостатические реакции кардиореспираторной системы// Бюл. эксперим. биологии и медицины.-2008. -Т. 145. №6. С.604-607

49. Донина Ж.А., Александрова Н.П. Реакция дыхания на гиперкапнический стимул в антиортостатическом положении//Рос. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2010.Т.96. №11. - С.87-94.

50. Донина Ж.А., Данилова Г.А., Александрова Н.П. Роль гиперкапнической стимуляции в регуляции дыхания при антиортостатическом положении тела.: Тез. докл. VII Всерос. конф., поев. 160-летию со дня рождения И.П.Павлова. СПб. 2009. - С.151.

51. Донина Ж. А., Александрова Н.П. Реакция дыхания на гиперкапнический стимул в антиортостатическом положении//Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2010.Т. 96. №.11.- С.87-94.

52. Донина Ж. А., Александрова Н.П. Реакции дыхания на гуморальную стимуляцию дыхательного центра в условиях антиортостатической нагрузки. :Тез.докл. 21 Съезда Рос. физиол. общ. -Калуга, 2010.-С. 190.

53. Донина Ж.А. Межсистемные взаимоотношения дыхания и кровообращения. Обзор.//Физиология человека. 2011. Т. 37. №2. -С.117-128.

54. Дорошев В.Г., Георгиевский B.C., Лапшина H.A. и др. Кровообращение при физической нагрузке у членов экипажей первой основной экспедиции «Салют-6»//Космич. биология и авиакосмич. медицина. -1980.Т.14.№3. С.15-18.

55. Дорощук В.П. Патогенетическое лечение угрожающих нарушений дыхания. Киев: Здоровье, 1979. - 247 с.

56. Дьяченко А. И, Шабельников В. Г. Математические модели действия гравитации на функции легких: Проблемы космич. биологии. -1985.-Т.51. 279 с.

57. Егоров А.Д. Механизмы снижения ортостатической устойчивости в условиях длительных космических полетов//Авиакосмич. и экологич. медицина. 2001. Т.35.№ 6. — С.3-12.

58. Егоров А.Д., Ицеховский О.Г., Алферова И.В. и др. Исследование сердечно-сосудистой системы.: Результаты медицинских исследований, выполненных на орбитальном комплексе «Салют-6»-«Союз». М.:Наука, 1986. - С.89-111.

59. Егоров А.Д., Ицеховский О.Г., Алферова И.В. и др. Исследования функционального состояния сердечно-сосудистой системы в длительных космических полетах: Физиологические проблемы невесомости. -М.: Медицина, 1990. С.49-69.

60. Зильбер А.П. Регионарные функции легких. Петрозаводск, 1971.-280 с.

61. Зильбер А.П. Интенсивная терапия в клинике внутренних болезней. Кровообращение и дыхание. Петрозаводск, 1981. 128 с.

62. Иванов К.П., Чуйкин А.Е., Беркос O.A. и др. Кислородное снабжение организма при повышении сродства гемоглобина к Ог и изменении вязкости крови//Докл. АН СССР. 1983. - Т.273. - С. 10131016.

63. Исаев Г.Г. Регуляция дыхания при мышечной работе. Д.: Наука, 1990. 120 с.

64. Казакова Р.Т., Катунцев В.П. Состояние центральной и общей гемодинамики у здорового человека в условиях моделированной невесомости//Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1990. Т.24. -С.15-17.

65. Касьян И.И., Макаров Г.Ф. Внешнее дыхание, газообмен и энерготраты в условиях невесомости // Невесомость. — М.: Наука, 1974. С.157-175.

66. Катков В.Е., Честухин В.В., Румянцев В.В. и др. Давление в яремной вене, правом предсердии и церебральная гемодинамика здорового человека при постуральных воздействиях // Космич.биология и авиакосмич. медицина.- 1981. №5. — С.49-53.

67. Катков В.Е., Честухин В.В., Румянцев В.В. и др. Коронарное кровообращение здорового человека во время постуральных воздействий и декомпрессии нижней половины тела. // Космич.биол. и авиакосмич. медицина. 1983. - №5. - С.30-35.

68. Катков В.Е.„ Честухин В.В., Зыбин О.Х. и др. Влияние кратковремененной антиортостатической гипокинезии на давление в различных отделах сердечно-сосудистой системы здорового человека //Космич.биология и авиакосмич.медицина. 1979. — Т. 13. №3. - С.62-67.

69. Кедер-Степанова И.А., Петряевская В.Б. Локализация и структурные характеристики диафрагмального ядра кошки //Нейрофизиология. 1981. - Т.6. №5. - С.513-518.

70. Колчинская А.З. Дыхание при гипоксии. Физиология дыхания. СПб.: Наука, 1994. - С.589-619.

71. Колчинская А.З., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка в медицине и спорте. М., Медицина, 2003. С.407.

72. Конза Э.А. Влияние деафферентации артериальных хеморецепторов на дыхательные реакции крыс //Физиол. журн. СССР. -1971. Т.57. - С.1774-1779.

73. Котовская А.Р., Краснов И.Б., Шипов А. А. Основные результаты экспериментов с длительным вращением крыс применительно к проблеме искусственной силы тяжести //Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1985. Т. 19. №4. С.53-57.

74. Кривощеков С.Г., Диверт Г.М., Диверт В.Э. Регуляция внешнего дыхания и газообмен организма при 20-дневном воздействии сеансами прерывистой нормобарической гипоксии//Физиология человека. 2004.Т.30. №3. - С.88-94.

75. Кузнецова В.К. Механика дыхания. В кн.: Руководство по клинической физиологии дыхания. М.: Наука, 1980. с.37-109.

76. Кузнецова В.К., Любимов В.А. Механика дыхания. Физиология дыхания (Основы современной физиологии). СПб. Наука, 1994.-С.54-104.

77. Лич К.С. Результаты медико-биологических исследований в первых четырех полетах МТКК "Спейс Шаттл": анализ жидких сред организма//Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1984. Т. 18. №1. - С. 67-73.

78. Малкин В.Б. Острая гипоксия. Руководство по физиологии. М.: Медицина, 1979. 100 с.

79. Малкин В.Б., Гиппенрейтер Е.Б. Острая и хроническая гипоксия. М.: Наука, 1977. 318 с.

80. Маршак М.Е. Регуляция дыхания у человека. М., 1961. 261с.

81. Михайлов В.И., Алексеева В.П., Кузьмин М.П., Мацнев Э.И. Антиортостатическая гипокинезия как приближенная модель невесомости //Космич.биология и авиакосмич.медицина. — 1979. Т. 13 №1. С.23-28.

82. Михайлов В.М., Антонюк A.JI. Ортостатическая устойчивость у человека в условиях 7-суточной гипокинезии и изоляции. Физиология мышц и мышечной деятельности. М., 2003. — С. 175—176.

83. Навратил М., Кадлец К., Даум С. Патофизиология дыхания. М.: Медицина, 1967. 372 с.

84. Ноздрачев А.Д., Поляков E.JI. Анатомия кошки: Справочное руководство, СПб. 1998. - 400 с.

85. Ноздрачев А. Д., Поляков E.JI. Анатомия крысы. (Лабораторные животные), СПб, 2001. 464 с.

86. Носков Б.В., Лобачик В.И., Абросимов C.B. и др. Перераспределение циркулирующей крови при изменении положения тела человека как функция степени гидратации//Физиол. человека. -1991.-Т. 17. №4. -С.48-53.

87. Носков В.Б. Механизмы волюморегуляции при действии факторов космического полета// Авиакосмич. и экологич. медицина. -2000. Т.34. №4. С.-3-8.

88. Осадчий Л.И. Положение тела и регуляция кровообращения. Л.: Наука, 1982. 144 с.

89. Песков Б.Я., Пятин В.Ф. Бульбарные хеморецепторы дыхания //Физиол. журн. СССР. 1985. - Т.71. - С.293-303.

90. Песков Б.Я., Пятин В.Ф., Кульчицкий В.А. Регуляция дыхательных и вазомоторных реакций с вентролатеральных отделов продолговатого мозга//Тез. докл. 15-й съезд Всесоюзн. физиол. общ-ва им. И.П. Павлова Л.: Наука, 1987. Т.2.- С. 132.

91. Песков Б.Я., Пятин В.Ф. Структурно-функциональноые механизмы бульбарной хемочувствительности дыхания //Физиол.журн.СССР. 1988. Т.34. - С. 104-112.

92. Пестов И.Д., Гератеволь З.Дж. Невесомость//Основы космической биологии и медицины. М.: Наука, 1975. Т.2. кн.1. -с.324-369,

93. Покровский В.М. Формирование ритма сердца в организме человека и животных. Краснодар. Кубань-Книга, 2007. - 144 с.

94. Савин Б.М. Естественная гравитация и ее влияние на развитие и жизнедеятельность организмов. Экологическая физиология человека. Адаптация человека к экстремальным условиям среды. В серии «Руководство по физиологии ». М.: Наука, 1979. - С.52-64.

95. Самойлов В.О. Гетерогенность хемосенсорных систем. JL: Наука, 1983. 224 с.

96. Самойлов В.О. Некоторые проблемы каротидной хеморецепции// Сенсорные системы. Л.: 1977. - с.76-103

97. Сафонов В.А., Ефимов В.Н., Чумаченко A.A. Нейрофизиология дыхания. М.: 1980. - 224 с.

98. Сафонов В.А., Лебедева М.А. Автоматия или ритмообразование в дыхательном центре//Физиология человека. — 2003.- Т.29. №1. С. 108-121.

99. Сафонов В.А., Миняев В.И., Полунин И.Н. Дыхание. М., 2000.- 254 с.

100. Сафонов В.А. Человек в воздушном океане. М.: Изд-во «Национальное обозрение», 2006. 215 с.

101. Сергеев О.С. Реакции дыхательных нейронов на кратковременное сочетанное действие гипоксии и гиперкапнии у крыс //Адаптация, компенсация, реабилитация при патологических процессах. Куйбышев, 1982. С.40-41.

102. Сергиевский М.В. Дыхательный центр млекопитающих животных и регуляция его деятельности. М.: Медгиз, 1950. 395 с.

103. Сергиевский М.В., Якунин В.Е. Электрофизиологическое исследование связей ядер медиальной и латеральной зон дыхательного центра // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 1983.- Т.7. -С.4-7.

104. Сергиевский М.В., Габдрахманов Р.Ш., Огородов A.M., Сафонов В.А., Якунин В.Е. Структура и функциональная организация дыхательного центра. Новосибирск: изд-во НГУ, 1993. -192 с.

105. Тихонов М.А. // Физиология человека и животных / Под ред. Г.А.Степанского (Внешнее дыхание) М., 1972. - Т. 9. - С.72-131.

106. Тихонов М.А., Баранов В.М., Дегтярев В.А. // Способ коррекции кровенаполнения сосудистой системы головы в условиях невесомости: Авт. свид. №0673 от 15.07.1991.

107. Ткаченко В.Л., Левтов В.А. Принципы регуляции кровообращения//Регуляция кровообращения. Л.: Наука. 1986. С.5.

108. Трошихин Г.В. Особенности вентиляторной реакции у крыс при ингаляции гипоксической и гиперкапнической смесей // Вопросы регуляции дыхания и кислородного обеспечения организма. Куйбышев, 1974.-С. 91-94.

109. Тютин Л.А., Волошин В.Г., Красных И.Г. Рентгенологическое изучение состояния органов грудной клетки при декомпрессии нижней половины тела//Вестн. рентгенологии и радиологии. 1971. №2 - С.26-30.

110. Черняков И.Н. Основные механизмы функциональных нарушений в организма при избыточном давлении//Космич. биология и авиакосмическая медицина. М.- Калуга: МЗ СССР, 1982 С.166.

111. Циолковский К.Э. Исследование мировых пространств реактивными приборами: Собр. соч. М.: Изд-во АН СССР, 1954. -Т.2. -С.134-135.

112. Шик JI.JI. Основные черты управления дыханием: Физиология дыхания // Руководство по физиологии. — СПб.: Наука, 1994. С. 342352.

113. Шик JI.JL, Канаев Н.Н. Руководство по клинической физиологии дыхания. JL: Медицина, 1980. — С.376.

114. Шипов А. А. Искусственная гравитация. Человек в космическом полете. М.: Наука, 1997.- 549 с.

115. Юганов Е.М., Емельянов М.Д. Проблема искусственной гравитации с позиций экспериментальной физиологии. Невесомость (медико-биологические исследования). М. — 1974. - С.298-314.

116. Яковлева В.И. К вопросу о состоянии гемодинамики малого круга кровообращения при длительной гипокинезии: (По данным морфологического исследования)// Космич. биология и авиакосмич. медицина. 1983. - №2. - с.73-76.

117. Agostoni Е. Mechanics of the pleural space. In: Handbook of Physiology. The respiratory system. Mechanics of breathing. Bethesda, MD:Am.Physiol.Soc. 1986. - sect.3, V.II, pt.2, chapt.30. - P.531-559.

118. Agostoni E., Mead J. Statics of the respiratory system. In Handbook of Physiology. Respiration. Washington, DC: Am.Physiol.Soc. 1964, sect.3, vol.1, chapt. 13 - P.387-428.

119. Aleksandrova N. P., Donina Zh. A., Danilova G.A. Effect of central hypervolemia on respiratory function //J. of Physiol, and Pharmakol.- 2007. -V.58.N4. -P.75-88.

120. Arbeille P., Herault S., Fomina G., Roumy J., Alferova I., Gharib C. Influences of thigh cuffs on the cardiovascular system during 7-day head-down bed rest//J. Appl.Physiol. 1999. - V.87. N.6. - P. 2168-2176.

121. Arita H., Ishikawa K., Kuwana S., Kogo N. Possible locations of pH-dependent central chemoreceptor: intramedullary regions with acidicshift of extracellular fluid pH during hypercapnia//Brain.Res.- 1989. -V.485. P.285-293.

122. Ballantyne D., Scheid P. Central chemosensivity of respiration: a brief over view // Respir. Physiol. 2001. V.129. N.l. - P.5-12.

123. Baranov V., Katuntsev V., Kabesheva T., Kotov A., Panfyorova N., Sazonova M. The effect of external inspiratory resistance to breathing on man's orthostatic tolerance//The Physiologist. 1990. - V.33. N1. - S. 133136.

124. Baranov V.M., Tihonov M.A., Kotov A.N. The external respiration and gas exchanges in space missions//Acta astronaut. 1992. V.27. - P.45-50.

125. Baranov V.M. Kotov A.N., Tichonov M.A., Donina Zh.A., Pogodin M.A., Lavrova I.N. Hydrostatic component of hemodynamics during microgravity// Тез. докл. конф. 13-th Humans in space Symposium, Exploring Space. Santorini, Greece, 2000, a. P. 15.

126. Baranov V.M. Kotov A.N., Tichonov M.A., Donina Zh.A., Pogodin M.A., Lavrova I.N. Central venous pressure during microgravity: phenomena, paradoxes and hypotheses// 13-th " Humans in space" Symposium, Exploring Space. Santorini, Greece, 2000, b. P. 15.

127. Bartels M.N. Gonzalez J.M., Kim W., De Meersman R.E. Oxygen supplementation and cardiac-autonomic modulation in COPD//Chest. 2000.- V.118.-P.691-696.

128. Berger A.J. Control of breathing//Textbook of respiratory physiology. Philadelfia, 2000. P. 179-197.

129. Bettinelli D., Kays C., Bailliart O., Capderou A., Techoueyres P., Lachaud J., Vaida P., Miserocchi G. Effect of gravity and posture on lung mechanics // J.Appl.Physiol. 2002 (a). - V.93. N.6. - P.2044-2052.

130. Berg P.C., Jansen J.R., Pinsky M.R. Effect of positive pressure on venous return in volume-loaded cardiac surgical patients// J. Appl. Physiol. — 2002. V.92. N.3. P.1223-1231.

131. Bettinelli D., Kays C., Bailliart O., Capderou A., Techoueyres P., Lachaud J., Vaida P., Miserocchi G. Effect of gravity on chest wall mechanics// J. Appl.Physiol. 2002 (b). - V.92. - P.709-716.

132. Bisgard G.E., Forster H.V., Klein J.P. Recovery of peripheral chemoreceptor function after denervation in ponies//J. Appl. Physiol. 1980.- V.49. P.964-970.

133. Bishop B. Carotid baroreceptor modulation of diaphragm and abdominal muscle activity in the cat//J. Appl.Physiol. 1974. - V.36. P. 1219.

134. Bixler E.O., Vgontzas A.N., Lin H.M., Ten Have T., Leiby B.E. et al. Association of hypertension and sleep-disorders breathing //Arch. Intern. Med. -2000. V. 160.- P.2289-2295.

135. Blomqvist C., Nixon J., Johnson R., Mitchel J. Early cardiovascular adaptation to zero-gravity simulated by head-down tilt // Acta Astronaut.-1980. V.7. - P. 543-553.

136. Bondi K.R., Yound I., Bennet R.M., Bredley M. Closing volumes in man immersed to neck in the water//J. Appl. Physiol. 1976. — V.40. N.5. -P. 736-740.

137. Bouhuys A., Lenner H.J. Effects of body posture on gas distribution in the lungs //J. Appl. Physiol. 1962. - P. 17-38.

138. Buckey J.C., Lane L.D., Levine B.D., Watenpaugh D.E., Wright S.J., Yancy C.W., Meyer D. Central venous pressure in space// J. Appl. Physiol.- 1996. Y.81. N.l. - P.19-28.

139. Burton R.R. A human-use centrifuge for space station: Proposed ground-based studies //Aviat., Space and Environ. Med. 1988. - V.59. N.6. -P.579-582.

140. Butler G.C., Xing H.C., Hughson R.L. Cardiovascular response to 4 hours of 6 degrees head-down tilt or of 30 degrees head-up tilt bed rest.//Aviat., Space and Environ Med.- 1990. V.61. N.3. - P.240-246.

141. Caruana-Montaldo B.C., Gleeson K., Zwillch C.W. The control of breathing in clinical practice //Chest. 2000. V.l 17. N.l. P.205-225.

142. Chang H., Lai-Fook S., Domino K., Schimme C., Hildebrandt J., Robertson T., Glenny R., Hlastala M. Spatial distribution of ventilation and perfusion in anethetized dogs in lateral postures//J. Appl. Physiol. 2002 (a). - V.92.-P.745-762.

143. Chang H., Lai-Fook S., Domino K., Schimme C., Hildebrandt J., Robertson T., Glenny R., Hlastala M. Importance of gravity in determing the distribution of pulmonary blood flow //J. Appl. Physiol. 2002 (b). - V. 93. P.1888-1891.

144. Chang A., Boots R., Brown M., Paratz J., Hodges P. Ventilatory changes following head-up tilt and standing in healthy subjects// Eur. J. Appl. Physiol. 2005. - V.95. N5-6. - P.409-419.

145. Cherniack N., Altose M. Respiratory responses to ventilatory loading // In: Hornbein T.F. (ed). Regulation of Breathing. Lung Biology in Health and Disease. New York. Marcel Dekker. 17 (part 2). 1981. - P.905-964.

146. Convertino V., Doerr D., Eckberg D., et al. Head-down bed rest impairs vagal baroreflex responses and provokes orthostatic hypotension //J. Appl.Physiol. 1990. -V.68.- P. 1458-1464.

147. Convertino V., Koenig S., Krotov V., Fanton J., Korolkov V. et al. Effects of 12 days exposure to simulated microgravity on central circulatory hemodynamics in the rhesus monkey//Acta Astronáutica. 1998. - V.42. — P.255 — 263.

148. Costes F., Roche F., Pichot V., Vergnon J.M., Garet M., Barthelemy J.C. Influence of exercise training on cardiac baroreflex sensitivity in patients with COPD// Eur. Respir. J. 2004.- V.23. - P.396-401.

149. Cornish KG, Hughes K, Dreessen A, Olguin M. Head-out immersion in the non-human primate: a model of cardiovascular deconditioning during microgravity//Aviat Space Environ Med. 1999. -V.70. N.8. — P.773-779.

150. Custaud M.A., Millet C., Frutoso J., Maillet A., Gauquelin G., Gharib C., Fortrat J.O. No effect of venoconstrictive thigh cuffs on orthostatic hypotension induced by head-down bed rest// Acta Physiol. Scand. 2000.-V. 170. N.2.- P.77-85.

151. Cummin A., Iyawe V., Jacobi M., Mehta N., Patil C., Saunders K. Immediate ventilatory response to sudden changes in venous return in humans// J. Physiol. 1986. -V.380. - P. 45-59.

152. Daly M., Jones J.F. Respiratory modulation of carotid and aortic body reflex left ventricular inotropic responses in the cat // J. Physiol. 1998. - V.509. - P.895-907.

153. De Cort S.C., Innes J.A., Guz A. Effect of positive and negative step changes in intrathoracic pressure on left ventricular function in conscious man//J. of Physiol. 1993. -V.472. -P.513-520.

154. Dempsey J.A., Mitchell G.S., Smith C.A. Exercise and chemoreception// American Review of Respiratory Disease. 1984.- V. 129. P.31-35.

155. DeTroyer A. Mechanical role of the abdominal muscles in relation to posture //Respir.Physiol. 1983. - V.53. - P.341-353.

156. Donina Zh.A., Danilova G.A., Aleksandrova N.P. Effects of body position on the ventilatory response to hypercapnia// Eur. J. Med. Res. — 2009.-V. 14, N.12. -P.63-66.

157. Duffin J., Ezure K., Lipski J. Breathing rhythm generation: focus of the rostral ventrolateral medulla //News Physiol. Sci. 1995. - V. 10. P. 133140.

158. Duggan C.J., Watson A., Pridel A.B. Increases in nasal and pulmonary resistance in supine posture in asthma and normal subjects//Am. Rev. Respir. Dis. 1990. -V. 141.-P. 716.

159. Elliot A. R., Prisk G. K., Guy H. J. B. and West J. B. Lung volumes during sustained microgravity on Spacelab SLS-1// J. Appl. Physiol. 1994. -V.77.-P. 2005-2014.

160. Elliott A., Prisk G., Guy H., Kosonen J., West J. Forced expirations and maximum expiratory flow-volume curves during sustained microgravity on SLS-1// J. Appl. Physiol. 1996. - V.81. - P.33-43.

161. Engel L.A. Intraregional gas mixing and distribution. Gas mixing and distribution in the lung. New York; Basel, 1985. - P.287-358.

162. Engel L. A. Effect of microgravity on the respiratory system//J. Appl. Physiol 1991.-V.70. N5.-P. 1907-1911.

163. Estenne M., Gorini M., Van Muylem A., Ninane V., Paiva M. Rib cage shape and motion in microgravity//J.Appl.Physiol. 1992. - V.73. -P.946-954.

164. Euler C. Brain stems mechanisms for generation and control of breathing pattern //Handbook of physiology. Sect.3. The respiration system. Bethesda (Md), 1986. V.2. - P. 1-68.

165. Evans J.M., Stenger M.B., Moore F.B., Hinghofer-Szalkay H., Rossler A. et.al. Centrifuge training increases presyncopal orthostatic tolerance in ambulatory men// Aviat. Space Environ Med. 2004. - V.75. N.10. - P.850-858.

166. Feldman J.L., Smith J.C., Ellenberg H.H., Connelly C.A. et al. Neurogenesis of respiratory rhythm and pattern: emerging concepts // Am. J. Physiol. 1990. - V.259. - P.879-886.

167. Fidone S., Gonzalez C. Initiation and control of chemoreceptor activity in the carotid body//Handbook of physiology. Sect.3. Respiratory physiology. Bethesda, 1986. V.2. P.347-312.

168. Foldager N., Andersen T.A., Jessen F.B., Elegaard P., Stadeager C., Videbaek R., Norsk P. Central venous pressure in human during microgravity //J.Appl.Physiol. 1996. - V.81. N.I.- P.408-412.

169. Fortney SM, Hyatt KH, Davis JE, and Vogel JM. Changes in body fluid compartments during a 28-day bed rest// Aviat Space Environ Med. -1991.-V.62.-P. 97-104.

170. Fortney S., Schneider V., and Greenleaf J. The physiology of bed rest. In: Handbook of Physiology. Environmental Physiology. Bethesda, MD: Am. Physiol. Soc. 1996. - sect. 4, vol. II, chapt. 39. - P. 889-939.

171. Frazier D., Xu F., Taylor R., Lee. L-Y. Respiratory load compensation. III. Role of the spinal cord afferents//J. Appl. Physiol. 1993. V.75. - P.682-687.

172. Fritch J.M., Charles J.B., Bennet B.S., Jones M.M., Eksberg D.L. Short duration spaceflight impairs human carotid baroreceptor-cardiac reflex responses//J.Appl.Physiol. 1992. - V.73. P.664-671.

173. Fritsch-Yelle J.M., Charles J.B., Jones M.M., Wood M.L. Microgravity decreases heart rate and arterial pressure in humans // J. Appl. Physiol.- 1996.-V.80.-P.910-914.

174. Galvin I., Drummond G.B., Nirmalan M. Distribution of blood flow and ventilation in the lung: gravity is not the only factor//Brit. J. of Anaesthesia. 2007. V.98. N.4.- P.420-428.

175. Gaffney F., Nixon J., Karlsson E., Campbell W., Dowdey A., Blomqvist C. Cardiovascular deconditioning produced by 20 hours of bedrest with head-down tilt (-5°) in middle-aged healthy men//Am J Cardiol. 1985. - V.56. - P.634-638.

176. Gauer O.H., Henry J.P. Circulatory basis of fluid volume control// Physiol. Rev. 1963. -N.43. -P.423-481.

177. Glaister D.H. Environmental effects on ventilation-perfusion distribution //Proc. 28th Intern.Congr.Union Physiol. Sci. Budapest, 1980. -V.10. -P.215-230.

178. Glaister D.H. Regional ventilation and perfusion in the lung during1positive acceleration measured with Xe //J. Physiol. 1965. - P. 177:73.

179. Glenny R., Bernard S., Robertson H., Hlastala M. Gravity is an important but secondary determinant of regional pulmonary blood flow in upright primates //J. Appl. Physiol. 1999. - V.86. - P.623-632.

180. Glenny R., Polissar L., Robertsen H. Relative contribution of gravity to pulmonary perfusion heterogenity //J. Appl. Physiol. 1991. -P.71. - P.2449-2452.

181. Glenny R., Lamm W., Bernard S. et al. Selected contribution: redistribution of pulmonary perfusion during weightlessness and increased gravity//J. Appl. Physiol. 2000. - V.89. - P. 1239-1248.

182. Gonzalez C., Almaraz L., Obeso A., Rigual R. Oxygen and acid chemoreception in the carotid body chemoreceptors//Trends in Neuroscience.-1992. V.15. P. 146-153.

183. Green J.F., Sheldon M.I. Ventilatory changes associated with changes in pulmonary blood flow in dogs //J. Appl.Physiol. 1983. - V. 5. -P.997-1002.

184. Greenberg H., Rao R., Sica A., Scharf S.// J. Appl. Physiol. 1997. -V.82. - P. 500-507.

185. Greenleaf J.E. Physiological responses to prolonged bed rest and fluid immersion in humans //J Appl Physiol. 1984 - V.57. N.3. P.619-633.

186. Grote L., Hedner J., Peter J.H. Sleep-related breathing disorder in an independent risk factor for uncontrolled hypertension //J. Hypertens.-2000.- V.18. -P.679-685.

187. Guy H.J., Prisk G.K., Elliott A.R., West J.B. Maximum expiratory flow-volume curves during short periods of microgravity//J. Appl. Physiol. -1991. V.70. -P.2587-2596.

188. Guy H.J., Prisk G.K., West J.B. Pulmonary function in microgravity// Physiologiist. 1992. - V.35. N.l (Suppl.). - P.99-102.

189. Hainsworth R. Reflexes from the heart //Physiol. Rev. 1991. -V.71. -P.617-658.

190. Halliwill J.R., Lawler L.A., Eickhoff T.J., Joyner M.J., Mulvagh S.L. Reflex responses to regional venous pooling during lower body negative pressure in humans. // J. Appl. Physiol. 1998. - V.84. N.2. - P. 454-458.

191. Haouzi P., Bell H. Respiratory effects of changing the volume load imposed on the peripheral venous system//Respir. Physiol. Neurobiol. — 2010.-V. 171.N.3.-P. 175-180.

192. Hatcher J., Chiu L., Jennings D. Anemia as stimulus to aortic and carotid chemoreceptors in cat //J. Appl. Physiol. 1978. - V.44. - P.696-702.

193. Heistad D., Abboud F., Mark A., Schmid P. Interaction of baroreceptor and chemoreceptor reflexes. // J. Clin. Invest. 1974. V.53. P.1226-1236.

194. Heistad D., Abboud F., Mark A.L., Schmidt P.G. Effect of baroreceptor activity on ventilatory response to chemoreceptor stimulation // J. Appl. Physiol. 1975. - V.39. - P.411-416.

195. Henderson A., Levine D., Hopkins S., Olfert I., Buxton R., Prisk G. Steep head-down tilt has persisting effects on the distribution of pulmonary blood flow//J. Appl. Physiol. -2006. -V. 101. N.2. -P.583-589.

196. Hess A. Are glomus cells in the rat carotid body dophaminergic or noradrenergic? // Neuroscience. 1978. - V.3. - P.413-418.

197. Hillebrecht A., Schulz H., Meyer M., Baisch R., Beck L., Blomqvist C. Pulmonary responses to lower body negative pressure and fluid loading during hesd-down tilt bedrest// Acta Physiol. Scand. Suppl. 1992. -V.604. - P.35-42.

198. Hilsmann J., Deguer F., Acker H. Local flow velocities in the cat carotid body tissue// Pflugers Arch. 1988. - V.410. - P.204-211.

199. Hinghofer-Szalkay H., Rossler A., Scharfetter H., Pliz K., Laszlo Z. Fluid volume changes and LBNP response after simulated weightlessness with varied oral sodium supply// J.Gravit. Physiol. 2002. - V.9. N.1.-P.99-100.

200. Hlastala M., Chornuk M., Self D. et al. Pulmonary blood flow redistribution by increased gravitational force//J. Appl. Physiol. 1998. -V.84. - P.1278-1288.

201. Hughes J., Amis T. Regional ventilation distribution //Gas mixing and distribution in the lung. 1985. - P. 177-220.

202. Iida H., Kurano M., Takano H., Kubota N., Morita T., Meguro K. et.al. Hemodynamic and neurohumoral responses to the restriction of femoralblood flow by KAATSU in healthy subjects// Eur. J. Appl. Physiol. 2007. -V.100. N.3. -P.275-285.

203. Jacobsen J., Secher N. Heart rate during hemorrhagic shock // Clin. Physiol. 1992. - V.12. — P.659-666.

204. Jellinek H., Krenn EL^Oczenski W., Veit F., Schwarz S., Fitzgerald R. Influence of positive airway pressure on the pressure gradient for venous return in humans // J. of Appl. Physiol. 2000. - V.88. N.3. P.926-932.

205. Johansen L., Foldager N., Stadeager C., Kristensen M., Bie P., Warberg J., Kamegai M., Norsk P. Plasma volume, fluid shifts, and renal responses in humans during 12 h of head-out water immersion//J. Appl. Physiol. 1992. - V.73. N.2. - P.539-44.

206. Johansen L., Jensen T., Pump B., Norsk P. Contribution of abdomen and legs to central blood volume expansion in humans during immersion// J. Appl. Physiol. 1997. - V.83. - P.695-699.

207. Jones P.W., Huszczuk A., Wasserman K. Cardiac output as a controller of ventilation through changes in right ventricular load // J. Appl. Physiol. 1982. V.53. P.218-224.

208. Jones N.L., Killian K.J. Exercise limitation in health and disease // N.E.J. Med. 2000. - V.343. N9. - P.632.

209. Jones A., Hansell D., Evans T. Pulmonary perfusion in supine and prone positions: an electron-beam computed tomography study// J. Appl. Physiol. 2001. - V.90. - P. 1342-1348.

210. Kastella, K.G., Spurgeon H.A., Weiss G.K. Respiratory-related neurons in anterior hypothalamus of the cat // Am. J.Physiol. 1974.- V. 227. - P.710-713.

211. Katuntsev V.P., Katkov V.E., Baranov V.M., Genin A.M. Cardiorespiratory responses to simulated weightlessness in man//Physiologist. -1989. V.32. N1. - S.77-81.

212. Kirsch K., Haenel F., Rocker L. Venous pressure in microgravity// Naturwissenschaften. 1986. - V.73. - P.447-449.

213. Kirsch K.A., Baartz F.J., Gunga H.C., Rocker L. Fluid shifts into and out of superficial tissues under microgravity and terrestrial conditions // Clin. Investig. 1993. - V.71. N.9. - P.687-689.

214. Kirsch K.A., Rocker L., Gauer O.H., Krause R., Leach C., Wicke H.J., Landry R. Venous pressure in man during weightlessness // Science. Wash. DC 225. 1984.- P.218-219.

215. Kitano A., Shoemaker J., Ichinose M., Wada H., Nishiyasu T. Comparison of cardiovascular responses between lower body negative pressure and head-up tilt//J. Appl. Physiol. 2005. - V.98. - P.2081-2086.

216. Koulouris N., Mulvey D., Laroche C., Goldstone J., Moxham J., Green M. The effect of posture and abdominal binding on respiratory pressures//Eur. Respir. J. 1989. - V.2. -P.961-965.

217. Krishnamurthy S., Wang X., Bhakta D., Bruce E., Evans J., Justice T., Patwardhan A. Dynamic cardiorespiratory interaction during head-up tilt-mediated presyncope// Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2004. - V.287. -P. 2510-2517.

218. Lahiri S. Inhibition of chemoreception and oxidative metabolism do not inhibit chemosensory adaptation to carbon dioxide. Peripheral arterial chemoreceptors. London, 1984. - P. 131-137.

219. Lahiri S. Role of arterial 02 flow in peripheral chemoreceptor chemoreceptor excitation//Fed. Proc. 1980. - V.39. - P.2648-2652.

220. Lahiri S., Mulligan E., Mokashi A. Adaptive responses of carotid body chemoreceptors to C02 //Brain. Res. 1982. - V.234. - P. 137-147.

221. Lahiri S., Mulligan E., Nishino T. et al. Relative responses of aortic body and carotid body chemoreceptors to carboxyhemoglobinemia//J. Appl. Physiol. 1981. - V.50. - P.580-586.

222. Lahiri S., Nishino T., Mulligan E., Mokashi A. Relative latency of responses of chemoreceptor afferents from aortic and carotid bodies//J. Appl. Physiol. 1980. - V.48. - P.362-369.

223. Laidler P., Kay J. Ultrastructure of carotid body in rats living at stimulated altitude at 4300 meters//! Pathol. 1978. - V. 124. - P.27-34.

224. Lamb L., Stevens P. Influence of lower body negative pressure on the level of hydration during bedrest//Aerospace Med. 1965. - V.36. - P. 1145-1151.

225. Lampe L, Wienhold K, Meyer G, Baisch F, Maass H, Hollmann W, Rost R. Effects of simulated microgravity (HDT) on blood fluidity// J Appl. Physiol. 1992. -V.3.N.4.- P. 1366-1369.

226. Latham R., Fenton J., Vernalis M., Gaffney F., Crisnian R. Central circulatory hemodynamics in non human primates during microgravity induced by parabolic flight//Adv. Space Res. 1994. - V.14. -P.349-358.

227. Leach C., Alfrey C., Suki W., et al. Regulation of body fluid compartments during short-term spaceflight//J. Appl. Physiol. 1996.- V. 81. -P.105-116.

228. Leitner L., Liabet M. Carotid body oxygen consumption of the cat in vitro//Pflugers Arch. 1971. -V.323. -P.315-322.

229. Levine B., Zuckerman J., Pawelczyk J. Cardiac atrophy after bedrest deconditioning: a non-neural mechanism for orthostatic intolerance// Circulation. 1997. - V.96. - P.517-525.

230. Lieshout J., Harms M., Pott F., Jenstrup M., Secher N. Stroke volume of the heart and thoracic fluid content during head-up and head-down tilt in humans //Acta Anaesthesiol. Scand. 2005. - V.49. P. 1287-1292.

231. Linnarson D. Pulmonary function and cardiopulmonary interaction at microgravity// Med. Sci. Sports Exerc.- 1996. V.28 (10 Suppl). - P. 1417.

232. Lindgren K., Kraft D., Ballard R., Tucker A., Hargens A. Venoconstriction thigh cuffs impede fluid shifts during simulated microgravity//Aviat. Space Environ. Med. 1998.- V.69. - P.1052-1058.

233. Lipski J., Trzebski A., Globowska J., Kruk P. Effect of carotid chemoreceptor on medullary expiratory neurons in cat//Respir. Physiol.-1984. V.57. -P.279-291.

234. Lobachik V.l., Abrosimov S.V., Zhidkov V.V., Endeka D.K. Hemodynamic effects of microgravity and their groundbased simulations. 8th IAA Man in Space Symposium//Acta Astronáutica. 1991.- V.23. - P.35-40.

235. Loeppky J., Scotto P., Riedel C., Avasthi P., Koshukovsky V., Chick T. Cardiopulmonary responses to acute hypoxia, head-down tilt and fluid loading in anesthetized dogs//Aviat. Space Environ. Med. 1991. -V.62. N.12.-P. 1137-1146.

236. Loeschcke H. Central chemo sensitivity and the reaction theory// J. Physiol. (Gr.Brit.). 1982. - V.332. -P.l-24.

237. Loeschcke H., Lattre J., Schlafke M. et al. Effects on respiration and circulation of electrically stimulating the ventral surface of the medulla oblongata/ZRespir. Physiol. 1970. - V.10. -P.184-197.

238. Lofaso F., Isabey D., Lorino H., Harf A., Scheid P. Respiratory response to positive and negative inspiratory pressure in humans//Respir. Physiol. 1992. - V.89. - P.75-88.

239. Lollgen H., Gebhardt U., Beker J. et al. Central hemodynamics during zero gravity stimulated by head-down bedrest//Aviat. Space and Environ. Med.- 1984. V.55. N.10. - P.887-892.

240. Louisy F., Berry P., Marini J., Guell A., Guezennec C. Characteristics of the venous hemodynamics of the leg under simulated weightlessness: effects of physical exercise as countermeasure//Aviat. Space Environ. Med. 1995. - V.66. -P.542-549.

241. Lloyd T. Effect on breathing of acute pressure rise in pulmonary artery and right ventricle// J. Appl. Physiol. 1984. V.57. - P. 110-116.

242. Mannix S.E.,Bye P, Hugnes J.M., Cover D., Davies E.E. Effect of posture on ventilatory response to steady-state hypoxia and hypercapnia. Respir. Physiol. 1984. - V.58. - N. 1. - P.87-99.

243. Marshall J.M. Peripheral chemoreceptors and cardiovascular regulation/ZPhysiol. Rev. 1994. - V.74. -P.543-594.

244. Martel E., Champeroux P., Lacolley P., Rishard S., Safar M., Cuche J. Central hypervolemia in the conscious rat: a model of cardiovascular deconditioning//J. Appl. Physiol. 1996.- V.80. - P.1390-1396.

245. Mayock D., Standaert T., Woodrum D. Effect of inspiratory resistive loaded breathing and hypoxemia on diaphragmatic function in the piglet//J. Appl. Physiol. 1992. -V.73. - P. 1888-1893.

246. Meessen N., Van Der Grinten C., Luijendijk S., Folgering H. Continuous negative airway pressure increases tonic activity in diaphragm and intercostal muscles in humans//J. Appl. Physiol. 1994. V.77. N.3. P.1256-1262.

247. Melsom M., KramerJohansen J., Flatebo T., Muller C., Nicolaysen G. Distribution of pulmonary ventilation and perfusion measured simultaneously in awake goats//Acta Physiol. Scand. 1997. - V. 159. -P. 199-208.

248. Menon A., England S., Vallieres E., Rebuck A., Slutsky A. Influence of phasic afferent information on phrenic neural output during hypercapnia //J. Appl. Physiol. 1988. - 65. N.2. - P.563-569.

249. Miayshita M., Suzuki-Inatomi T., Hirai N. Respiratory control during postural changes in anesthetized cats// J. Vestib. Res. 2003. - V.13. N.2-3.-P. - 57-64.

250. Michels D.B., Friedman P.J., West J.B. Radiographic comparison of human lung shape during normal gravity and weightlessness. // J. Appl. Physiol. 47(4): 851-857. 1979.

251. Michels, D.B., West J.B. Distribution of pulmonaty ventilation and perfusion during short periods of weightlessness//J. Appl. Physiol. 1979. V.47. -P.851-857.

252. Millet C., Custaud M.A., Allevard A.M., Gharib C., Gauquelin-Koch G., Fortrat J.O. Adaptations to a 7-day head-down bed rest with thigh cuffs//Med. Sci. Sports Exerc. 2000. - V.32. N.10. - P. 1748-1756.

253. Milic-Emili J. Ventilation: Regional differences in the lung. New York, 1977.-P. 167-199.

254. Mitchell R. Respiration//Ann. Rev. Physiol. 1970. - V.32. -P.415-438.

255. Mitchell R., Loeschcke H., Massion W. et al. Respiratory responses mediated through superficial chemosensitive areas on the medulla//J. Appl. Physiol. 1963. - V.18. - P.523-533.

256. Montmerle S., Spaak J., Linnarson D. Lung function during and after prolonged head-down bed rest //J. Appl. Physiol. 2002. - V.92. - P.75-83.

257. Morey E.R., Sabelman E.E., Turner R.T., Baylink D.J. A new rat model simulating some of the aspect of spaceflight//Physiologist. 1979.-P.23-24.

258. Mortola J., Noworaj A. Two-sidearm tracheal cannula for respiratory airflow measurements in small animals//J. Appl. Physiol. 1983.- V.55. N.l. — P.250-253.

259. Mure M., Domino K., Lindahl S., Hlastala M., Altemier W., Glenny R. Regional ventilation-perfusion distribution is more uniform in the prone position //J. Appl. Physiol. 2000. -V.88. - P. 1076-1083.

260. Myashita M., Suzuki-Inatomi T., Hirai N. Respiratory control during postural changes in anesthetized cats//J. Vestib. Res. 13 (2-3): 57 — 64. 2003.

261. Nakazono V., Miyamoto Y. Effect of hypoxia and hyperoxia on cardiorespiratory responses during exercise in man //Jap. J. Physiol. 1987.- V.37. P.447-457.

262. Narici M., Kayser B., Barattini P., Cerretelli P. Effects of 17-day spaceflight on electrically evoked torque and cross-sectional area of the human triceps surae//Eur. J. Appl. Physiol. 2003. - V.90. - P.275-282.

263. Nattie E.E., Li A. Rat retrotrapezoid nucleus iono- and metabolic glutamate receptors and the control of breathing//J. Appl. Physiol. 1995. -V.78. - N.l. P.153-163.

264. Nicogossian A., Charles J., Bungo M., Leach-Huntoon C. Cardiovascular function in space flight//Acta Astronaut. 1991. - V.24. -P.323-328.

265. Nixon J.V., Murray R.G., Bryant C., Johnson R.L., Mitchell J.H., Holland O.B., Gomes-Sachez C., Vergne-Marini P., Blomqvist C.G. Early cardiovascular adaptation to simulated zero gravity//J. Appl. Physiol. 1979.- V.46. N.3. P.541-548.

266. Norsk P., Foldager N., Bonde-Petersen F., Elmann-Larsen B., Johansen T.// Central venous pressure in humans during short periods of weightlessness //J. Appl. Physiol. 1987. - V.63. - P.2433-2437.

267. Norsk P., Epstein M. Manned spaceflight and the kidney//Am. J. Nephrol. 1991. -V. 11. - P.81-97.

268. Norsk P., Stadeager C., Johansen L., Warberg J., Bie P., Foldager N., Christensen N. Volume-homeostatic mechanisms in humans during a 12-h posture change //J. Appl. Physiol. 1993. - V.75. N.l. - P.349-356.

269. Oikawa S., Hirakava H., Kusakabe T., Nakashima Y., Hayashida Y. Autonomic cardiovascular responses to hypercapnia in conscious rats: the roles of the chemo- and baroreceptors//Auton. Neurosci. 2005. - V.117. — N.2. - P.105.

270. Olfert M., Prisk G. Effect of 60° head-down tilt on peripheral gas mixing in the human lung// J. Appl. Physiol. 2004. -V.97. - P. 827-834.

271. Olson L., Wardle R. Pleural pressure as a function of body position in rabbits //J. Appl. Physiol. 1990. - V.69. N.l. - P.336-344.

272. Otake K, Sasaki H, Mannen H, Ezure K. Morphology of expiratory neurons of the Botzinger complex: an HRP study in the cat//J.Comp. Neurol.- 1987. V.258. N.4. - P.565-579.

273. Paiva M., Estenne M., Engel L. Lung volumes, chest wall configuration, and pattern of breathing in microgravity//J. Appl. Physiol. -1989.- V.67. -P.1542-1550.

274. Paintal A. Some recent advances in studies on J receptors//Adv. Exp. Med. Biol. 1995. -V.381. - P. 15-25.

275. Pamp B., Videbak R., Gabrielsen A., Norsk P. Arterial pressure in humans during weightlessness induced by parabolic flights //J. Appl. Physiol.- 1999. V.87.-P.928-932.

276. Parati G., Di Rienzo M., Bonsignore M.R., Insalaco G., Marrone O., et al. //Autonomic cardiac regulation in obstructive sleep apnoea syndrome: evidence from spontaneous baroreflex analysis during sleep//J. Hypertens. 1997.-V. 15.-P. 1621-1626.

277. Partinen M., Telakivi T. Epidemiology of obstructive sleep apnea syndrome // Sleep. 1992. - V.15 (6 Suppl.). - P. 1-4.

278. Patakas D., Louridas G., Kakavelas E. Reduced baroreceptor sensitivity in patienta with chronic obstructive pulmonary disease//Thorax. -1982. V.37. -P.292-295.

279. Pavy-Le Traon A., Heer M., Narici M.V., Rittweger J., Vernicos J. From space to Eath: advances in human physiology from 20 years of bed rest studies (1986-2006)//European J. Appl. Physiol. 2007. - V.101. - P.2-143.

280. Perhonen MA, Zuckerman JH, Levine BD. Deterioration of left ventricular chamber performance after bed rest: "cardiovascular deconditioning" or hypovolemia?//Circulation.-2001. — V. 10. N.14. — P.1851-1857.

281. Phillips RJ, Powley TL. Tension and stretch receptors in gastrointestinal smooth muscle: re-evaluating vagal mechanoreceptor electrophysiology//Brain Res. Rev. 2000. - V.34. N.l-2. - P. 1-26.

282. Polese A., Sandler H., Montgomery L.D. Hemodinamic responses to seated lower body negative pressuse: comparison with +Gz acceleration//Aviat. Space Environ. Med. 1992. - V.63. - N6. - P. 467-475.

283. Ponte J., Purves M. The role of the carotid body chemoreceptors and carotid sinus baroreceptors in the control of cerebral blood vessels//J. Physiol., London. 1974. - V.237. - P.315-340.

284. Powers J., Bernstein D. The mouse as a model of cardiovascular adaptations to micro gravity//J. Appl. Physiol. 2004. - V.97. - P.1686-1692.

285. Prisk G., Elliott A., Guy H., Kosonen J., West J. Pulmonary gas exchange and its determinants during sustained microgravity on Spacelabs SLS-1 and SLS-2//J. Appl. Physiol. 1995. -V.79. - P. 1290-1298.

286. Prisk G., Fine J., Cooper T., West J. Vital capacity, respiratory muscle strength, and pulmonary gas exchange during long-duration exposure to microgravity//J. Appl. Physiol. 2006. - V.101.N.2. - P.439-447.

287. Prisk G., Fine J., Elliott A., West J. Effect of 6 degrees head-down tilt on cardiopulmonary function: comparison with microgravity//Aviat. Space Environ Med.-2002.- V.73. N.l. -P.8-16.

288. Prisk G., Guy H., Elliot A., Deutschman R. Ill, West J. Pulmonary diffusing capacity, capillary blood volume, and cardiac output during sustained microgravity//J. Appl. Physiol. 1993. - V.75. - P. 15-26.

289. Prisk G., Guy H., Elliot A., Paiva M., West J.B. Ventilatory inhomogenity determined from multiple-breath washouts during sustained microgravity on Spacelab SLS-1 //J. Appl. Physiol. 1995.- V.78. P.597-607.

290. Prisk G.K. Microgravity and the lung//J. Appl. Physiol. 2000. -V.89. N.l. -P.385-396.

291. Prisk G.K., Elliott A.R., West J.B. Sustained microgravity reduces the human ventilatory response to hypoxia but not to hypercapnia//J. Appl. Physiol. 2000. - V.88. - P. 1421-1430.

292. Putishauser W., Banchero H., Wood E. Effect of gravitational and inertial forces on pleural and esophageal pressures//J. Appl. Physiol. 1967. - V.22. -P.1041-1052.

293. Read J., Rebuck A., Campbell E. Effect of posture on the ventilatory response to C02//J. Appl. Physiol. 1974. - V.37. - P.487-489.

294. Rebuck A.S., Campbell E.J. A clinical method for assessing the ventilatory response to hypoxia//Am. Rev. Respir. Dis. 1974. - V.109.-P.345-350.

295. Reed J., Wood E. Effect of body position on vertical distribution of pulmonary blood flow//J. Appl. Physiol. 1970. - V.28. -P.303-311.

296. Regnard J., Heer M., Drummer C., Norsk P. Validity of microgravity simulation models on earth// Am. J. Kidney Dis. 2001. - V.38. N.3. -P.668-674.

297. Rey S., Del Rio R., Alcayaga J., Iturriada R. Chronic intermittent hypoxia enhances cat chemosensory and ventilatory responses to hypoxia// J. Physiol. 2004. - V.560. N.2. - P.577-586

298. Richter D.W., Ballanyi K., Schwarzacher S. Mechanism of respiratory rhytm generation //Cur. Opin. Neurobiol. 1992. - V.2. N.6. -P.793.

299. Richter T., Bergmann R., Pietzsch J., Kozle I., Hofheinz F., Schiller E., Ragaller M., van den Hoff J. Effects of posture on regional pulmonary blood flow in rats as measured by PET//J. Appl. Physiol. — 2010. — V. 108. N2. P.422-429.

300. Robertson C., Engle C., Bradley M. Lung volumes in man immersed to the neck: dilution and Plethysmographie techniques//!. Appl. Physiol. 1978. - V.44. - P.679-681.

301. Robotham J.L., Takata M. Mechanical abdomino/heart/lung interaction//J. Sleep Res. 1995. - V.4. - P. 1.-50.

302. Rowell L. Control of regional blood flow during dynamic exercise. In: Human cardiovascular control. New York: Oxford University Press, 1993.-P.204-254.

303. Sagawa S., Torii R., Nagaya K., Wada F., Endo Y., Shiraki K. Carotid baroreflex control of heart rate during acute exposure to stimulated altitudes of 3,800 m and 4,300 m //Am. J. Physiol. 1997. - V.273. - P.1219-1223.

304. Sather T., Goldwater D., Montgomery L., Convertino V. Cardiovascular dynamics associated with tolerance to lower body negative pressure//Aviat Space Environ Med. 1986. - V.57. N.5. - P.413-419.

305. Saton M., Hida W., Chonan T., Okabe S., Miki H., Taguchi O., Kikuchi Y., Takishima T. Effect of posture on carbon dioxide responsiveness in patients with obstructive sleep apnoea //Thorax. 1993. - V.48. - P.537-541.

306. Sawin C., Nicogossian A., Rummel J., Michel E. Pulmonary function evaluation during Skylab and Apollo-Soyuz Missions//Aviat. Space Environ. Med. 1976. -V.47. - P. 168-172.

307. Schwarzacher SW, Smith JC, Richter DW. Pre-Botzinger complex in the cat //J. Neurophysiol. 1995. - V.73. N.4. - P. 1452-61.

308. Serebrovskaya T., Karaban I., Mankovskaya I., Bernardi L., Passino C., Appenzeller O. Hypoxic ventilatory responses and gas exchange in patients with Parkinson's disease//Respiration. 1998. - V.65. - P.28-33.

309. Shannon R., Zechman F. The reflex and mechanical response of the inspiratory muscles to an increased airflow resistance/ZRespir. Physiol. -1972. V.16.-P.61-69.

310. Shapiro S., Ernst P., Gray-Donald K., Martin J., Wood-Dauphine S. et al. Effect of negative pressure ventilation in severe chronic obstructive pulmonary disease //Lancet. 1992. - V.340. - P. 1425-1454.

311. Shiraishi M., Schou M., Gybel M., Christensen N., Norsk P. Comparison of acute cardiovascular responses to water immersion and head-down tilt in humans//J. Appl. Physiol. 2002. - V.92. - P.264-268.

312. Shoemaker JK, Hogeman CS, Sinoway LI. Contributions of MSN A and stroke volume to orthostatic intolerance following bed rest//Am. J. Physiol. 1999. - V.277. N.4 (Pt 2). - P. 1084-1090.

313. Simpson J., Iscoe S. Cardiorespiratory failure in rat induced by severe inspiratory resistive loading// J. Appl. Physiol. 2007. - V.102. N.4. -P.1556-1564.

314. Schulz H., Hillebrecht S., Karemaker J., ten Harkel A., Beck L., BaichF., Meyer M. Cardiopulmonary function during 10 days of head-down tilt bedrest// Acta Physiol. Scand. Suppl. 1992. - V.604. - P.23-32.

315. Slutsky, A.S., Goldstein, R.G., Rebuck, A.S. The effect of posture on the ventilatory response to hypoxia//Canadian Anaesthetists' Society Journal. 1980. V.27. -P.445-448.

316. Somers V.K., Mark A.L., Abboud F.M. Interaction of baroreceptor and chemoreceptor reflex control of sympathetic nerve activity in normal humans//J.Clin. Invest. 1991. - V.87. -P.1953-1957.

317. Soubiran C., Harant I., de Glisezinski I., Beauville M., Crampes F., Rivere D., Garrigues M. Cardio-respiratory changes during the onset of head-down tilt //Aviat Space Environ. Med. 1996. - V.67. N.7. - P.648-653.

318. Steffen J., Robb R., Dombrowski M., Musacchia X., Mandel A., Sonnenfeld G. A suspension model for hypokinetic/hypodynamic and antiorthostatic responses in the mouse//Aviat. Space Environ. Med. 1984. -V.55. -P.612-616.

319. Stewart J., Montgomery L. Regional blood volume and peripheral blood flow in postural tachycardia syndrome//Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2004. - V.287. N.3. - P. 1319-1327.

320. Schlafke M.E. Central chemosensivity: a respiratory drive//Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol. 1981. - V.90. - P. 171.

321. Stevens P., Lamb L. Effects of lower body negative pressure on the cardiovascular system//Amer. J. Cardiol. 1965. - V.16. - P.506-515.

322. Stone H., Warren B., Wagner H. The distribution of pulmonary blood flow in human subjects during zero-G. AGARD Conf. Proc. 2:129148, 1965.

323. Tallarida G., Baldoni F., Peruzzi G., Raimondi G., Massaro M., Sangiorgi M. Cardiovascular and respiratory reflexes from muscles during dynamic and static exersice // J. Appl. Physiol. 1981.- V.50. - P.784-791.

324. Thornton W., Hedge V., Coleman E., Uri J., Moore T. Changes in leg volumes during microgravity stimulation//Aviat. Space Environ. Med. -1992.-V.63.-P.789-794.

325. Thornton W., Moore T., Pool S. Fluid shifts in weightlessness// Aviat. Space Environ Med. 1987. - V.58. N.9( Pt 2). - P.86-90.

326. Thornton W.E., Hoffler G.W., Rummel J.A. Anthropometric changes and fluid shifts/ZBiomedical results from Skylab. Wash. (DC): NASA. 1977. - P.330-338.

327. Thorsen E., Segadal K., Myseth E., Pasche A., Gulsvik A. Pulmonary mechanical function and diffusion capacity after deep saturation dives//Br. J. Ind. Med. 1990. - V.47. - P.242-247.

328. Tipton C.M. Animal modes and their importance to human physiological responses in microgravity//Med. Sci. Sports Exerc. 1996. — V.28. - P.94-P100.

329. Tomaselli C.M., Frey M.A., Kenney R. A., Hoffler G. W. Effect of a central redistribution of fluid volume on response to lower-body negative pressure//Aviat. Space Environ. Med. 1990. - V.61. N 1. - P.38- 42.

330. Torrance R. A comparison of central and peripheral chemoreceptors //Acid base homeostasis, brain extracellular fluid and respiratory control system. Stuttgart, 1976. P.95-101.

331. Toska K., Walloe L. Dynamic time course of hemodynamic responses after passive head-up tilt and tilt back to supine position //J. Appl. Physiol. 2002. -V.92. - P. 1671-1676.

332. Traon P., Maillet A., Clausen V., Custaud M.A., Alferova I., Gharib C., Fortrat J. Clinical effects of thigh cuffs during a 7-day 6 degrees head-down bed rest//Acta Astronaut. 2001.-V.49. N.3-10. - P. 145-151.

333. Triedman J., Saul J. Blood pressures modulation by central venous pressure and respiration. Buffering effects of the heart rate reflexes// Circulation. 1994. - V. 89. N1. - P.169.

334. Tyberg J., Hamilton V. Orthostatic hypotension and the role of changes in venous capacitance //Med.Sci.Sports Exerc. 1996. - V.28. -P.29-32.

335. Tyberg J., Grant D., Kingma I., Moore T., Sun Y., Smith E., Belenkie I. Effects of positive intrathoracic pressure on pulmonary andsystemic hemodynamics //Respir. Physiol. 2000. - V.119. N.2-3. - P.179-180.

336. Undem BJ, Kollarik M. The role of vagal afferent nerves in chronic obstructive pulmonary disease // Proc. Am. Thorac. Soc. 2005. -V.2. N.4. — P.355-360.

337. Venturoli D., Semino P., Negrini D., Miserocchi G. Respiratory mechanics after 180 days space mission (EuroMir'95)//Acta Astronaut. -1998. V.42. -P.185-204.

338. Verbanck S., Larsson H., Linnarsson D., Prisk G., West J., Paiva M. Pulmonary tissue volume, cardiac output, and diffusing capacity in sustained microgravity//J. Appl. Physiol. 1997. - V.83. -P.810-816.

339. Verbanck S., Linnarsson D., Prisk G.K., Paiva M. Specific ventilation in microgravity//J. Appl. Physiol. 1996. - V.80. -P.1458-1465.

340. Videbaek R., Norsk P. Atrial distension in humans during microgravity induced by parabolic flights//J. Appl. Physiol. 1997. - V. 83. -N.6.-P.1862-1866.

341. Wanke T., Lahrmann H., Formanek D., Zwick H. Effect of posture on inspiratory muscle electromyogram response to hypercapnia// Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 1992. - V.64. N.3. - P. 266-271.

342. Wantier M., Estenne M., Verbanck S., Prisk G.K., Paiva M. Chest wall mechanics in sustained microgravity//J. Appl. Physiol. 1998. - V.84. -P.2060-2065.

343. Ward S., Blesovsky L., Russak S., Ashjian A., Whipp B. Chemoreflex modulation of ventilatory dynamics during exercise in humans //J. Appl. Physiol. 1987. - V.63. - P.2001-2007.

344. Ward S.A. Assessment of peripheral chemoreflex contributions to exercise//Med. Sci. Sports Exercise. 1994. - V.26. N3. - P.303.

345. Wasserman K. Breathing during exercise// N. Engl. J. Med. 1978. - V.298.-P.780-785.

346. Weibel E.R. Morphological basis for VA/Q distribution//Proc. 28th Intern. Congr.Union Physiol. Sci. Budapest, 1980. -V. 10. P.179-189.

347. Weiner D. Normal hemodynamic, ventilatory and metabolic response to exercise //Arch. Intern. Med. 1983. - V.143. - P.2173-2175.

348. Weissler A.M., McGran B.N., Warren J.V. Pulmonary blood volume determined by a radioactive tracer technique//.!. Appl. Physiol. -1959. V.14.-P.531-540.

349. Weissman C., Abraham B., Askanazi J., Milic-Emili J., Hyman A., Kinney J. Effect of posture on the ventilatory response to C02//J. Appl. Physiol. 1982. - V.53. - P.761-765.

350. West J., Glenny R., Hlastala M., Robertsen H. Importance of gravity in determing the distribution of pulmonary blood flow//J. Appl. Physiol. 2002. - V.93. - P. 1888-1891.

351. West J.B. Space. The Lung: Scientific Foundations. Raven Press, Ltd, New-York, 1991. -P.2133-2144.

352. West J.B., Prisk G.K. Chest volume and shape and intrapleural pressure in microgravity.//J.Appl. Physiol. 87: 1240-1241, 1999.

353. Widdicombe J. Reflexes from the lungs and airways: historical perspective //J. Appl. Physiol. 2006. - V. 101. - P.628-634.

354. Wieling W., van Liehout J.J., Ten H. Dynamics of circulatory adjustments to head-up tilt and tilt-back in healthy and sympathetically denervated subjects // Clin. Sci. (Colch.) 1998. - V.94. -P.347-352.

355. Wieling W., Lieshout J., Hainsworth R. Extracellular fluid volume expansion in patients with posturally related syncope //Clin. Auton. Res. -2002. V. 12. - P.242-249.

356. Whalen W.J., Nair P. Some factors affecting tissue 02 in the carotid body//J. Appl. Physiol. 1975. - V.39. N4. -P.562-566.

357. Whipp B.S., Ward S. Cardiopulmonary coupling during exercise // J.Exp. Biol. 1982. -V. 100.-P. 175-193.

358. Whipp B.J., Wasserman K. Exercise//Textbook of respiratory physiology. Philadelphia, 2000. 197p.

359. White R., Blomqvist C.G. Central venous pressure and cardiac function during spaceflight//J. Appl. Physiol. 1998. - V.85. N.2. - P. 738746.

360. Whugman B., Levy P., Gumery P. Diaphragmatic and abdominal activity during expiration with resistive expiratory loading in human subjects//Eur. Respir. J. -1989. -V.2. P.384.

361. Xie A., Takasaki Y., Popkin J., Orr D., Bradley T. Influence of body position on pressure and airflow generation during hypoxia and hypercapnia in man//J. Physiol. (London). 1993. - V.465. -P.477-488.

362. Xu F., Zhang Z., Frazier D. Transient respiratory augmentation elicited by acute head-down tilt in the anesthetized cat//J. Appl. Physiol. — 1998.-V.85.-P. 490-496.

363. Yoshizaki H., Yoshida A., Hayashi F., Fukuda Y. Effect of posture on control of ventilation// Jap. J. Of Physiology. 1998. V. 48. - P.267-273.

364. Younes M. Mechanisms of respiratory load compensation. In: J. Dempsey, A. Pack (ed) Regulation of Breathing. Lung Biology in Health and Disease, New York, Marcel Dekker, 1995. V.79. - P.867-822.

365. Zhang J., Wang C., Xie J., Zhang B., Yan X., Shan Y. A study counteracting effect of hypoxia and Qigong on simulated weightlessness and orthostatic tolerance after bedrest//Space Med. Med. Eng. 1997. - V.10. N.l. - P. 18-22.

366. СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ~ ^1. АД артериальное давление

367. АОП антиортостатическое положение

368. ВГД внутригрудное давление1. ДО — дыхательный объем

369. ДОД дыхание отрицательным давлением

370. ИГТ интервальная гипоксическая тренировка

371. МОД — минутный объем дыхания

372. ОДНТ — отрицательное давление на нижнюю половину тела ОП- ортостатическое положение

373. РЕТС02 парциальное давление углекислого газа в конечной порции выдыхаемого газа

374. Рет02 парциальное давление кислорода в конечной порции выдыхаемого газа

375. Рбедр.в. давление в бедренной вене Ряр.в. - давление в яремной вене С - растяжимость легких

376. ФОБ функциональная остаточная емкость легких

377. ЦВД центральное венозное давление

378. ЦИА центральная инспираторная активность1. ЧД частота дыхания

379. ЧСС частота сердечных сокращений

Информация о работе

Донина, Жанна Альбертовна
доктора биологических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 03.03.01

Диссертация

Механизмы регуляции дыхания и гемодинамика при постуральных воздействиях - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно