Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сдвиги в системе низкого давления в условиях воздействия высокой внешней температуры

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Сдвиги в системе низкого давления в условиях воздействия высокой внешней температуры"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

Биологический факультет

На правах рукописи УДК 612.144: 612.134(213. 52)

МОЛЕВА Эвелина Борисовна

СДВИГИ В СИСТЕМЕ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЙ ВНЕ2НЕЯ ТЕМПЕРАТУРЫ.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Специальность 03.00.13 - физиология человека и животных.

Москва - 1994

Работа выполнена в лаборатории экспериментальной фармакологии ИЭК КНЦ РАМН и лаборатории кровообращения института физиологии АНГ ( г. Ашхабад).

Научные руководители: д. м. н., профессор О. С. Медведев

член-корреспондент АНТ, д. м. н. Аманнепесов К.

Официальные оппоненты: д. б. н., профессор Котелев К Б.

д. м. н., профессор Тхоревский В. И.

Диссертация направлена на официальный отзыв в Институт патологической физиологии РАМН.

Защита диссертации состоится "_" _1994 г.

в Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, Воробьевы горы, биологический факультет, аудитория ББА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ.

Автореферат разослан "_"_1994г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат биологических наук

Г I Умарова Б. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕШ. Изучение реакций системы кровообращения и формирующих их механизмов при действии на организм высокой внешней температуры является одной из важнейших задач экологической физиологии в условиях жаркого климата. Важная роль принадлежит сердечно-сосудистой системе в теплопереносе и, следовательно, в поддержании температурного гомеостаза; резервные возможности сердечно-сосудистой системы во многом определяют переносимость организмов экстремально высокой внешней температуры.

В связи с этим, является закономерным внимание, которое уделяется изучению реакций системы кровообращения на действие высокой внешней температуры. Благодаря интенсивным исследованиям, проведенным в этом направлении отечественными и зарубежными специалистами, построена обцая схема сдвигов системной и регионарной гемодинамики при тепловых нагрузках и выяснены некоторые нейро-гуморальные механизмы, лежащие в основе этих сдвигов (Escourrou et al., 1982; Hales, 1983; Rowell, 1983; Kregel, Gisolfi, 1990). Однако, несмотря на значительный прогресс, достигнутый в этом направлении, многие стороны регуляции кровообращения при тепловых воздействиях остается неясными и требуют своего экспериментального решения.

Является известным фактом, что одним из важнейших факторов, определяющих величину такого важного показателя состояния сердечно-сосудистой системы как сердечный выброс, является венозный возврат крови к сердцу (Rothe, 1986). Большая емкость венозных сосудов, а также большая их растяжимость позволяет содержать в системе низкого давления около 75% общего объема крови. Несомненно, что изменения з такой огромной по относительной емкости части сосудистого русла игршот немаловажную роль в формировании сдвигов сердечного выброса и органного кровотока, а, следовательно, и в обеспечении общего циркуляторного гомеостаза во время теплового воздействия на организм. Раннее, состояние системы низкого давления во время теплового воздействия оценивали, в основном, по изменению центрального венозного давления (Galt et al., 1974; Miki et al., 1983; Tonnesen et al. , 1987 ).

Однако, по сдвигам этого показателя, еависящего, в свою очередь от многих факторов, а в частности, от изменений в системе высокого давления, можно лишь косвенно судить о сдвигах во всей емкостной системе во время теплового воздействия. Наиболее детальные исследования ( Miki et al., 1984; Мэг i mot о at al., 1984; Horowitz et al., 1988) касаются либо отдельных компонентов емкостной системы, либо исследования проводились лишь на начальных этапах теплового воздействия. Цельной же картины изменений в системе низкого давления на всем протяжении теплового воздействия, приводящего к гипертермии организма и, в конечном итоге, к его гибели, до сих пор нет. А что самое главное, остаются неясными механизмы регуляции в системе низкого давления во время теплового воздействия, а также роль изменений в емкостной системе в формировании регионарных и системных сдвигов гемодинамики при тепловых воздействиях.

Другим перспективным направлением исследований реакций системы кровообращения при экстремально высокой внешней температуре является выяснение механизмов декомпенсации функции сердечно-сосудистой системы при тепловых нарушениях. Согласно данным ( Султанов Г. Ф. , 1992; Nadel et al. , 1979, 1987; Roberts. 1980) снижение давления наполнения сердца является наиболее ранним фактором, ограничивающим производительность сердца при тепловых воздействиях. Шэтому, особый интерес представляет выяснение механизмов развития недостаточности в системе низкого давления и его вклад в развитие обнуэй циркуляторной недостаточности, а, следовательно, в общий патогенез теплового удара.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей работы явилось изучение сдвигов в системе низкого давления и факторов, участвующих в их формировании в условиях воздействия высокой внешней температуры.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Изучение изменений системной и регионарной гемодинамики у животных при тепловых воздействиях.

2. Исследование сдвигов в системе низкого давления в условиях нарастающей гипертермии организма.

3. Оценка участия компонентов, влияющих на давление напол-

нения сердца, в формировании сдвигов в системе низкого давления при нарастающей гипертермии организма.

4. Выяснение роли нейро-гуморальных факторов формирования реакций венозных сосудов в ответ на тепловое воздействие.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Показано, что на первых этапах нарастающей гипертермии имеет место увеличение контрактильности миокарда и увеличение миокардиальной податливости. Снижение производительности сердца на высоте гипертермии сопровождается снижением миокардиальной податливости.

Дана характеристика перераспределения сердечного выброса во время теплового воздействия. Показано, что на высоте гипертермии в финальной стад;::-: перегревания организма имеет место снижение компенсаторной спланхнической вазоконстрикции и относительное снижение кожного кровотока.

Выявлена определенная фазность в сдвигах среднего давления наполнения сердечно-сосудистой системы во время теплового воздействия. Такде показано, что тепловое воздействие сопровождается последовательным снижением растяжимости венозных сосудов.

Впервые выявлены механизмы сдвигов в системе низкого давления в условиях теплового воздействия. В частности, показано, что в контроле сдвигов в системе низкого давления при тепловом воздействии определяяпую роль играет симпатическая нервная система, в то время как роль циркулирующих з крови вазоактизных вешеств, выделяемых мозговым вещэстзом надпочечникоз, возрастает по мере увеличения степени гипертермии организма.

Обнаружено, что на высоте гипертермии организма на уровне еще высокого артериального давления происходит снижение среднего давления наполнения.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Полученные нами комплексные данные о сдвигах в системах высокого и низкого давлений, о связи изменения состояния емкостной системы во время теплового воздействия с формирующимися сдвигами сердечного выброса, регионарных реакций, а также данные о факторах, формирующих величину среднего давления наполнения сердца важны для понимания взаимоотношений, складывающихся между системами высокого и низкого

давлений во время теплового воздействия на организм. Результаты исследований о нейро-гуморальном влиянии на формирование сдвигов в емкостной системе во время перегревания организма указывают на важную роль симпато-адреналовой системы в регуляции как тонуса емкостных сосудов, так и поддержании давления наполнения сердца в условиях нарастающей гипертермии организма.

Выяснение механизмов декомпенсации и развития недостаточности сердечно-сосудистой системы при тепловых ударах может служить научной основой для разработки способов профилактики и корреции нарушений гемодинамики.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНЕСЕННЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. При тепловом воздействии на организм имеют место фазные изменения величины среднего давления наполнения: первоначальное снижение преимущественно за счет увеличения "unstressed volume", последующее ее увеличение на фоне снижающейся сосудистой растяжимости и вторичное снижение на высоте гипертермии, вследствие перераспределения крови в спланхническую область, наступающем в результате снижения констрикции сосудов этого региона

2. Значимость изменений в системе низкого давления на формирование сдвигов сердечного выброса возрастает на высоте гипертермии.

3. Симпатические нервные влияния играют определяющую роль в формировании фазности сдвигов величины среднего давления наполнения при тепловом воздействии.

4. Гормоны мозгового слоя надпочечников участвуют в поддержании среднего давления наполнения при нарастающей гипертермии.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации были доложены на VII Всесоюзной конференции по экологической физиологии ( Ашхабад, 1989), X Молодежной конференции по синтетическим и природным физиологически активным соединениям С Ереван, 1990), II Республиканском съезде физиологов Туркменистана ( Ашхабад, 1992), I Летней школе молодых ученых " Нервные и гуморальные влияния на сердечно-сосудистую систему" ( Пущино, Россия, 1993).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, б глав, включающих обзор литературы, характеристику материалов и методов, разделы собственных экспериментальных исследований и их обсуждений,заключения, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на ... страницах машинописного текста, содержит ... таблиц и ... рисунков. Список литературы включает ... источника.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Эксперименты проведены на наркотизированных и бодрствующих крысах-самцах линии Вистар и беспородных белых крысах-самцах весом 300-370 г в условиях нагревания в тепловой камере с регулируемой температурой воздуха.

Дня оценки состояния венозных сосудов у крыс определяли среднее давление наполнения (СДН) по методу Yanamoto et al.(1980). За 24 часа до эксперимента для регистрации артериального давления (АД) в брюшную аорту вживляли полиэтиленовый катетер, а для оценки центрального венозного давления (ЦВД) -силиконовый катетер в нижнюю полую вену. Для регистрации АД и ЦВД соответствующие концы катетеров присоединяли к электроманометрам Statham 23ID (США), сигналы подавали и записывали на самописце Grass 7D (США). Временную остановку кровообращения вызывали наполнением 0,2-0,3 мл физиологического раствора балон-чика, вживленного в правое предсердие. При этом АД снижалось, а ЦВД повышалось и выходило на плато на 3-4 секунде. Соответственно, по кривым определяли как конечное артериальное давление (КАД), так и зеличкну венозного давления на уровне плато (ПВД). СДН оценивали на 4-5 секунде остановки кровообрая^нкя и расчитывали по формуле:

СДН - ПВД + (КАД - ПВД) / К, где К - коэффициент, учитывающей соотношение растяжимости артериальных и венозных сосудов. Для крыс линии Вистар он равен 1/60 (Coleman et al. , 1Q81).

В экспериментах на бодрствующих животных сердечнь-й выброс (СВ) и показатели рег:гонарной гемодинамики определяли с помощью метода меченых 15 мкм микросфер ( Медведев с соавт. , 1986). В

- б -

экспериментах на наркотивированных беспородных крысах ударный объем (УО) и СБ определяли методом тетраполярной реографии. Температуру тела измеряли: в хронических экспериментах - при помощи вживляемого в брюшную полость термкстора, у наркотизированных крыс - с помощью термистора, вводимого внутрь прямой кишки.

Для определения растяжимости венозных сосудов оценивали величину СДН на фоне неизменного объема циркулирующей крови (ОЦК). после быстрого забора крови у животного и инфувии крови крысы-донора с 7 минутными интервалами между этими процедурами ( Yamamoto J. et al. , 1980, Rothe С. F. , 1983). Изменения ОЦК оценивали, используя измерение гемоглобина и гематокрита крови методом, предложенным D. V. Dill и D. L. Costill (1974).

Острую десимпатизацию производили внутривенным введением гуанетидина (изобарин) Фирмы Плива (Югославия) в дозе 5 мг/кг 3 раза с 30-ти минутными интервалами ( Balaszczuk et al. , 1987). Двустороннюю демедулляцию производил!; за 14 дней до проведения экспериментов ( Авакян 0. М., 1977).

Выражаю искреннюю благодарность д. м. н. Султанову Г. Ф. , сотрудникам Института Медико-Биологических Проблем - Бычковой Е. Я и Института Тонкой Органической Химии им. Мнджояна АН Армении -Гюдумяну А. Д. за помощь в работе.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

1. ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЙ В СИСТЕМЕ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ВО ВРЕМЯ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.

Динамика изменения АД во всех проведенных нами сериях экспериментов имела фазный характер и, поэтому, для сопоставления и анализа полученных результатов были выделены следующие фазы: относительно неизменное АД, повышение АД, его стабилизация на уровне высоких величин и падение АД на высоте гипертермии. Дискретно измеряемые величины СДН были соотнесены с фазами изменения АД в ходе нагревания (табл.1).

Таблица 1. Изменение параметров системной гемодинамики и среднего давления наполнения при перегревании крыс.

Показатели АД чсс СДН Температура

(мм рт. ст.) (уд/мин) (мм рт. ст.) тела,°С

Фон 105,7±2,4 310,б±14,7 7,7+0,2 39,1+0,2

Стадия

неизменного 107,5+2,4 316,9+12,8 7,2+0,3 # 39,3+0,3

давления 106,9+3,7 342,6+16,9 6,9+0,3 # 40,0+0,4 Я

Стадия

повышения 132,5+3,6 # 326,8+12,9 7,0+0,3 # 40,5+0,3 #

давления 142,0+3,1 # 320,0+15,6 * 7,4+0,4 40,3+0,3 #

Стадия ста- 148,5+2,5 356,1+17,1 А 7,9+0,4 41,2±0,2 #

билизации 150,4+3,4 435,6+18,7 # 7,6+0,2 41,5+0,1 #

дазления 147,3+4,7 446,1+19,4 7,1+£),2 # 42,4+0,2 »

Стадия

падения 124,8+5,6 * 493,4+14,1 # 6,3+0,3 # 42,9+0,2 #

дазления

Примечание: * - Р<0,05 по сравнения с фоном, # - Р<0,001 по сравнении с фоном. АД - артериальное давление, ЧСС - частота сердечных сокращений, СДН - среднее давление наполнения.

В первой серии экспериментов оценивали изменение показателя состояния системы низкого дазления - СДН при перегревании бодрствующих крыс при температуре воздуха 40°С в условиях свободного поведения. В контрольной серии экспериментов, где АЛ, ЧСС, СДН и температура тела измерялись в течение 120 минут в термонейтральных условиях среды, величины этих параметров оставались практически неизменными.

На начальных этапах перегревания животных на фоне относительно неизменного АД при повышении температуры тела от 39,1+0,2°С до 40,0+0,4°С СДН достоверно снижалось на 11% от фоновой величины. В фазу повышения АД и последующей ее стабилизации, когда температура тела повышалась до 41,2+0,2 С, каблода-

лось восстановление СДН до величин контрольного периода наблюдений. Однако, еще в период высоких величин АД, перед его падением, наблюдалось достоверное снижение СДН. И в период падения АД его величина составляла 81% от фонового уровня.

Таким образом, изменение среднего давления наполнения в ходе теплового воздействия на организм имеет фазный характер: на первых этапах воздействия тепла СДН существенно снижается, по мере прогрессирования гипертермии происходит его восстановление до исходных величин с последующим падением на высоте гипертермии.

2. УЧАСТИЕ ИЗМЕНЕНИЙ В СИСТЕМЕ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ В НОРМИРОВАНИИ СДВИГОВ СЕРДЕЧНОГО ВЫБРОСА ВО ВРЕМЯ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.

Чтобы оценить участие сдвигов СДН в формировании изменений величин СВ и УО во время теплового воздействия в следующей серии экспериментов на наркотизированных крысах, перегреваемых при 40°С, мы одновременно оценивали показатели системной гемодинамики и СДН (табл.2).

В первые 30 минут теплового воздействия, вызывающего повышение температуры тела до 39,4tO,4°C, СДН практически не изменялось. УО и СВ возрастали, соответственно, на 30,6% и 10,9%. При повышении температуры тела до 41,1°С СВ и УО продолжали возрастать , достигая своих наибольших величин ( 165,2% и 130,6%, соответственно), что сопровождалось достоверным увеличением АД на 22,1%. СДН возрастало, недостоверно превышая величины исходного периода измерений. Повышение температуры тела до 42,3°С сопровождалось отчетливым снижением УО, СВ и СДН, продолжающееся до гибели животных.

Таким образом, результаты исследований показывают наличие видимой связи в динамике изменений СДН, УО и СВ, что дает основание полагать, что в формировании сдвигов УО и СВ существенную роль играют изменения в системе низкого давления при тепловом воздействии.

Таблица 2. Изменения системной гемодинамики и среднего давления наполнения при перегревании наркотизированных крыс.

Показа- Время теплового воздействия, мин.

тели «он 15 30 45 60 75

АД 99,0±6,2 92,3±4,3 101+7,8 118+6,8* 82±1б 69±12*

ЧСС 387+9,8 416+9,7* 454±14* 494±16* 568+12* 581±8,8*

СДН 6,6+0,2 6,5±0,3 6,47±0,3 6,8±0,3 5,6+0,7 4,9+0,4*

СИ 31,0+4,4 35,3+5,1* 38,9+5,2* 51,4+8,6* 41±7,9* 23,2±4*

УО 0,082±0,01 0,08+0,01 0,09+0,01 0,11±0,02 0,07±0,01 0,04±0,01*

Тт 36,3±0,3 37,6+0,4* 39,4±0,4* 41,1+0,3* 42,3+0,3* 42,8±0,3*

Примечание: АД - артериальное давление, мм рт. ст.; ЧСС - частота сердечных сокращений, уд/мин; СДН - среднее давление наполнения, УА1 рт. ст.; СИ - сердечный индекс, мл/мин/100г ; УО - ударный объем, мл; Тт - температура тела, С. * - Р<0,05 по сравнению с Фоном.

Наряду с этим нельзя' исключать участие сердечных компонентов в формировании СВ во время теплового воздействия. Поэтому, в следующей серии экспериментов мы оценивали показатели сердечной деятельности у крыс, перегреваемых при 40°С в условиях свободного поведения ( табл. 3).

В период неизменного АД, СВ и УО достоверно возрастали соответственно на 14,2% и 16,9%. В этот период отмечалось недостоверное снижение максимальной скорости нарастания знутриже-лудочкового давления (+<ЗР/с1Ь), напротив, максимальная скорость понижения внутрижелудочкового давления (-бР/сН:) имела тенденцию к увеличению. В период повыкения АД наблюдалось недостоверное повышение и +<ЗР/с& и -йР/с£. Конечное диастолическое давление (КДД) возрастало до 162,6% относительно фона, индекс расслабления (ИР) снижался до 75,1%. В фазу стабилизации АД КДД прогрессивно росло, а ИР продолжал снижаться. В фазу падения АД КДД достигало 241,7%.

Таблица 3. Динамика изменений показателей центральной гемодинамики у бодрствующих крыс во время теплового стресса

Показа- Фаза неиз- Фаза повы- Фаза стаби- Оаза па-

тели Сон менного АД шения АД лизации АД дения АД

Тт/с 38,4±0,2 39,8±0,3* 41,5±0,2* 42,1+0,2* 42,5±0,3*

АД 110,8±3,4 110,1±2,7 142,8±5,1* 149,4±3,8* 119,8±4,2*

ЧСС 378,5+9,2 382,5+11,3 475±25,4* 589,5*11,5* 560,5±15,7*

СИ 32,8±2,1 35,7±2,3 40,9+1,9* 29,5±2,2 26,7±1,9*

УО 0,28±0,01 0,30±0,02 0,29±0,01 0,1б±0,01 0,13±0,03*

ОПСС 3,5±0,2 3,2±0,3* 3,5±0,3 5,3+0,3* 4,3±0,3*

+dP/dt 6813±342 6738±280 7583±399 7455±212 4375+866

-dP/dt 6188+245 62131261 6825+271 6633±145 428S±309

Рс 144,1+3,3 142,3±2,3 169,7±5,4* 172+2,8* 110+15*

КДД 11,1+0,8 11,5+1,8 14,1+1,9* 17,8±2,5* 22±1,9*

ИР 11,4+0,3 11,5±0,4 8,5+0,5* 6,6+0,2* 6,5+0,7*

Примечание: АД - артериальное давление,мм рт. ст.; ЧСС - частота сердечных сокращений, уд/мин; СИ - сердечный выброс, мл/мин/100г; УО - ударный объем, мл; ОПСС - общее периферическое сосудистое сопротивление, мм рт. ст, /мл/мин; +dP/dt - максимальная скорость повышения давления в левом желудочке, -dP/dt - максимальная скорость понижения давления в левом желудочке, мм рт. ст. /сек; Рс -максимальное систолическое давление в левом желудочке, мм рт. ст.; КДД - конечное диастолическое давление, мм рт. ст.; И? - индекс расслабления миокарда, сек. * - достоверность различий с исходными величинами при Р<0,05.

Одним из факторов, определяющих СБ, является диастолическая податливость сердца ( compliance) ( Greenway, Lautt, 1986). Увеличение производительности сердца на первых этапах гипертермии, вероятно, происходит за счет увеличения миокардиальной растяжимости, о чем косвенно свидетельствует увеличение -dP/dt и ИР. А увеличение диастолической податливости способствует повышению конечно-диастолического объема, что ведет к реализации механизма франка-Старлинга. Снижение УО при дальнейшем нагревании, вероятно обусловлено снижением миокардиальной податли-

- и -

вости, о чем свидетельствуй* рост КДД и снижение ИР. Однако, СВ продолжает расти. 3 системе низкого давления происходят изменения, направленные на поддержание СВ, так как СДН в этот период возрастает. Однако, на высоте гипертермии прогрессирующее снижение УО приводит к снижению СВ, что вероятно, обуславливается как снижением СДН в этот период, так и продол^саюшямся угнетением расслабления миокарда з диастолу, хотя сократимость миокарда остается повышенной.

Таким образом, полученные результаты исследований позволяют предполагать, что на начальных этапах теплового воздействия на фоне снигения среднего давления наполнения в увеличении производительности сердца существенную роль играют изменения функциональных свойств миокарда. Однако, по мере нарастания гипертермии наряду с увеличением сократимости миокарда возрастает роль сдвигов в системе низкого давления, направленных ка поддержание СВ на высоком уровне, обуславливающее увеличение СДН з этот период. Снижение СДН на высоте гипертермии является одним из факторов, способствующих снижению производительности сердца.

В свою очередь, СДК есть показатель интегральный, зависящий от венозной растяжимости, ОЦК и объема крови при нулевом трансмуральном давлении - "unstressed volume" (Rothe,1983). Поэтому, на следующем этапе работы мы оценивали вклад этих факторов в формирование сдвигов СДН во время теплового воздействия.

3. ИЗМЕНЕНИЕ ФАКТОРОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В АРМИРОВАНИИ ВЕЛИЧИНЫ СДН, ВО Б?ЕШ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.

Изменение сосудистой растяжимости, объема циркулирующей крови оценивали при перегревании крыс при температуре воздуха в камере 40°0 в условиях свободного поведения. Венозная растяжимость снижалась уже на начальных этапах перегревания от 4,3±0,4 мл/мм рт. ст*кг в фоне до 3,8+0,3 мл/мм рт. ст*кг ( 91,1% от фоновых величин) при температуре тела 40,4°С. При дальнейшем повышении температуры тела до 42,3+0,3 °С венозная растяжимость почти не изменялась, имея в среднем некоторую тенденцию к увеличению (94,5%), и при падении АД растяжимость еще более снижа-

лась до 3,0 мл/мм рт. ст*кг (74,7% от фона). Однако, в стадии снижения АД растяжимость удалось оценить лила в 3 из 11 опытов.

В наших экспериментах объем циркулирующей крови у крыс во время теплового воздействия значительно не изменялся, имея некоторую тенденцию к увеличению ( на 2,8+1,9% от фоновых величин) в начале воздействия тепла и недостоверно снижаясь по мере нарастания гипертермии.

Таким образом, наши исследования показали, что ОЦК на первых этапах теплового воздействия практически не меняется, чада возрастает, что подтверждается и другими исследованиями ( Султанов, 1978; Shochina, Horowitz, 1989). Снижение сосудистой растяжимости наблюдается на всем протяжении гипертермии. Поэтому, можно предположить, что первоначальное снижение СДН в каких опытах обусловлено увеличением "unstressed volume". Восстановление СДН до значений контрольного периода наблюдений, вероятно, обусловлено активацией сосудистых реакций, охватывающие и венозные сосуды, в пользу чего свидетельствует снижение венозной растяжимости. Снижение же СДН еще на фоне высокого АД отражает разрегулирование в системе низкого давления, приводящее к уменьшению преднагрузки.

Сдвиги в системе низкого давления во многом определяются пассивными изменениями, обусловленными перераспределительными реакциями. В частности, Horowitz et al. (1988) у крыс, Miki et al. (1983), Morimoto et al. (1984) у собак снижение сосудистой растяжимости связывали с перераспределением сердечного выброса из более растяжимого спланхнического сосудистого русла в менее растяжимое сосудистое русло кожи. A Moriiroto et al. (1984) наблюдали увеличение "unstressed volume" у гипертермированных животных, что по их мнению обусловлено перераспределением кровотока и объема крови в сосуды кожи в отгет на тепловое воздействие. Поэтому, в следующих экспериментах мы оценивали перераспределение сердечного выброса у крыс, перегреваемых в тех же условиях.

Уже в начале нагревания животных почти в 6 раз возрастала доля СВ, поступающая в кожу хвоста и существенно снижался кровоток и доля СВ, поступахвдая в органы спланхнической области, почки (рис.1). Также возрастала доля СВ, поступающая в жизненно

Й50 -

1 2 3 4 3 в

гг"3 У7ш тт шэ

Рис.1 Перераспределение сердечного выброса ц крыс при нараставшей гипертермии.

а - фаза неизменного давления, в - фаза повняения давления, с - стабилизация давления на высоком уровне, (1 - фаза падения давления. По оси абсцисс: 1 - коза хвоста, 2 - спланхническая область, 3 - тонкая киика, 4 - почки, 5 - дыхательные мышцы, б - скелетные мызцы. По оси ординат - изменения части сердечного выброса, поступаэдей в различные регионы з У. от исходных величин. * - Р<0,05 по сравнении с фскозыги величинами.

важные органы, дыхательные и скелетные мышцы. Этот характер перераспределения сохранялся практически на всем протяжении теплового воздействия. Однако, на высоте гипертермии, при достижении АД своих наивысших величия, на фоне еще сниженного общего кровотока в почках, желудке, толстой кишке наблюдалось увеличение доли СВ, поступающей в сосуды тонкой кишки. Это и предопределило общую направленность перераспределения кровотока в сосуды спланхнической области в этот период. В свою очередь, часть СВ, поступающая в сосуды кожи, снижалась более чем в 3 раза относительно предыдущих величин.

Таким образом, увеличение СДН на начальных этапах теплового воздействия, вероятно, происходит ва счет пассивных изменений емкости сосудов различных регионов вследствие регионарного перераспределения кровотоков и увеличения "unstressed volume". Активная веноконстрикция, по-видимому, также имеет место. Последующее увеличение СДН, вероятно, происходит за счет усиления активных реакций венозных сосудов, посредством включения как пассивного, так и активного компонентов поддержания давления наполнения сердца. Снижение величины СДН еще на уровне высокого АД, по-видимому, обусловлено пассивными изменениями сосудистой емкости спланхнической области, вызванной снижением чревной вазоконстрикции и перераспределением сердечного выброса в этот регион. Учитывая, что спланхнический сосудистый регион содержит основной объем крови, можно ожидать, что увеличение емкости здесь приведет к существенной недокагруэке на сердце, о чем свидетельствует снижение СДН в этот период гипертермии.

4. НЕЙРО-ГУМОРАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ СДВИГОВ В СИСТЕМЕ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ.

Следующим этапом работы явилось изучение нейро-гуморальных механизмов регуляции сдвигов СДН во время теплового воздействия. Для определения участия активных нейрогенных вазомоторных изменений в формировании сдвигов СДН мы оценивали изменения величины СДН при перегревании крыс с острой десимпатиза-цией. Из приведенных в таблице 4 величин температурных и гемо-динамических показателей видно, что как острая десимпатизация,

так и демедулляция приводила к увеличению скорости перегревания животных, а такгй к значительному сокращению времени жизни при тепловом стрессе.

Таблица 4. Величины температурных и гемодинамических показателей контрольных, демедуллированных и крыс с острой десимпа-тизацией во время теплового воздействия.

Контрольная Десимпатизиро- Демедуллиро-

группа вакная группа ванная группа

Время жизни, мин 252,0i27,5 103,29*6,74* 205, ±10,8*

СЕинальная

температура,"С 42,53±0,62 42,85*0,53 43,1±0,3

Исходная ЧСС, 368,75*21,2 377,8+13,3 319,5±9,7

уд/мин

Максимальная ЧСС, 536,67+47,9 454,7±17,3* 480,0+20,3*

уд/мин

Скорость перегре-

вания, °С/мин 0,020±0,29 0,055+0,15 0,039+0,10

Примечание: * - достов'ерность различий с контрольной группой (Р< 0,05).

При перегревании десимпатизированных крыс наблюдалось менее вараженное увеличение АД на пике подъема. Более того, на высоте гипертермии снижение АД у десимпатизированных животных происходило уже тогда, когда АД у перегреваемых контрольных крыс продолжало нарастать. Более отчетливые различия между этими группами животных отмечались в сдвигах СДН. фи перегревании контрольных крыс наблюдалась вырау.енная фазность сдвигов СДН, тогда как у десимпатизированных крыс на всем протяжении гипертермии величина СДН оставалась практически на уровне величин контрольного периода наблюдений. Такие различия говорят о важной роли симпатической адренергяческой системы в формировании сдвигов СДН во время теплового воздействия. Отсутствие первоначального снижения СДН у десимпатизированных крыс, вероятно, обусловлено

тем, что десимпатизация снижает или ограничивает терморегуля-торнообусловленное перераспределение крови в сосуды кожи сниже-

Таблица 5. Изменения артериального давления и среднего давления наполнения у контрольных, демедуллированных и десимпатиэирован-ных крыс во время гипертермии.

Фазы гипертермии Контрольные Демедулляция Десимпатизация

артериальное давление 100,6*2,7 105,2±2,2

Фон

«lasa неизменного давления Фаза повышения давления Фаза стабилизации давления Фаза падения давления

Среднее 106,7±2,4 106,9±3,7

142,0±3,1*

150,4*3,4*

124,815,6*

119,4±3,7* # 144,4±3,8* # 95,7±15,5 #

( мм рт. ст.) 90,9±3,8 # 92,4+5,5 #

107,4±5,9* #

104,6±9,1* #

68,4*5,1* #

Среднее давление наполнения

Фон

Фаза неизменного давления Фаза повышения давления Фаза стабилизации давления Фаза падения давления

7,7±0,24 7,2±0,29 6,9+0,34 7,4+0,46

7,9±0,48 7,1±0,24 6,3±0,33

7,4+0,25 6,9±0,30 * 6,4±0,33 6,8+0,23 *

6,8±0,26 * # 6,7t0,24 * 5,0+0,46 * #

7,2±0,37 # 7,1+0,37 # 7,2+0,46 7,1+0,30 #

7,0±0,33 / 6,9±0,62 # 5,5+0,35 /

Примечание: * - различия по сравнению с фоном, # - различия между контрольной и демедуллированной и десимпатиэированной группами (Р<0,05).

нием нейрогенного симпатического влияния на сосуды в коке и спланхнической области, приводя их в состояние вазодилатации. Известно, что у крыс сосуды коли ХЕоста находятся под альфа-ад-ренергическим контролем ( O'Leary D. S. et al., 1985; O'Leary D.S., Johnson J. M., 1989). Различия в дальнейшей динамике сдвигов СДН у интактных и десимпатизированных крыс, по-видимому, также объясняется равным состоянием активности симпатической системы. Можно предполагать, что у десимпатизированных крыс снижение растяжимости либо не столь выражено, либо вовсе не происходит. Кроме того, можно ожидать, что десимпатиэация такие существенно снижает количество циркулирующих в крови вазоактявных веществ.

Известно, что тепловое воздействие вызывает активацию реакций неспецифического характера, одним из проявлений которых является увеличение секреции мозговым слоем надпочечников адреналина Поэтому для определения гуморального влияния на формирование сдвигов СДН мы оценивали изменения СДН у бодрствухгаях крыс с двухсторонней демедулляцией, перегреваемых при 40°С (табл. 4). 3 фазу относительно неизменного давления снижение величины СДН было более выражено у демедуллированных крыс ( 86,5% от исходной величины) по сравнению с кнтактными ( 89% от исходной величины). В фазу повышения и стабилизации АД происходило незначительное увеличение СДН у демедуллированнкх животных, тогда как у перегреваемых контрольных ее величина восстанавливалась до исходных значений. 3 термальную фазу - падения АД величина снижения СДН была значительно больше, чем у контрольных крыс.

Итак, полученное результаты показывают, что изменение СДН у демедуллированных крыс при тепловом воздействии имеет аналогичных фазный характер, что и при перегревании хнтактных крыс. Однако, количественные различия в величинах изменения СДН этих двух групп животных показывают, что гормоны мозгового слоя надпочечников вносят определенный вклад в поддержание СДН при тепловых воздействиях. Непосредственное действие адреналина на тонус гладкомышечной стекки венозных сосудов является, известным фактом ( Abboud F. М. et al., 1965). Наличие более выраженного снижения СДН у демедуллированных крыс по сравнению с иятактными

свидетельствует об увеличении значимости гуморального фактора поддержания СДН по мере увеличения степени гипертермии.

Таким образом, симпатическая нервная система играет важную роль в регуляции сдвигов в системе низкого давления на веем протяжении теплового воздействия, влияя как на пассивный, так и на активный компоненты изменений в емкостной системе, в то время как циркулирующие в крови гуморальные факторы, выделяемые мозговым веществом надпочечников, играют важную роль в поддержании СДН по мере нарастания гипертермии.

ВЫВОДЫ:

1. Воздействие на органиэм высокой внешней температуры характеризуется фазными изменениями артериального давления, ударного объема и сердечного выброса Снижение ударного объема сердца происходит на фоне еще высокого сердечного выброса и сократимости миокарда

2. Изменение среднего давления наполнения при тепловом воздействии имеют фазный характер: первоначальное снижение, относительное увеличение и вторичное снижение. Первая фаза, вероятно, обусловлена увеличением "unstressed volume". Вторая Оаза связана с увеличением растяжимости венозных сосудов. И, наконец, третья фаза обусловлена перераспределением крови в спланх-ническую область в результате снижения констрикции сосудов этого региона

3. Симпатическая нервная система играет вачсную роль в формировании сдвигов в системе низкого давления во время теплового воздействия.

Гуморальные факторы, выделяющиеся из мозгового вещества надпочечников, участвуют в поддержании среднего давления наполнения и их роль возрастает по мере нарастания степени гипертермии.

4. Изменения в системе низкого давления играют важную роль в поддержании сердечного выброса, а, следовательно, и адаптивных изменений артериального давления в условиях нарастающей гипертермии организма Недостаточность в системе низкого давления является фактором, усугубляющим снижение ударного объема сердца и приводящим к падению сердечного выброса

- 20 -

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ГО ТЕМЕ ДИССЕРТ^П

1. Сдвиги центральной гемодинамики в условиях нарастающей гипертермии белых крыс. // Известия АН ТССР, 1990, Я 4, с. 58-63. ( соавт. Султанов Г. 0., Аманнепесов К А., Агалиева Л. Д., Кафу-ров А. 0., Шохина С. К ).

2. Видовые различия в перераспределении сердечного выброса во время теплового стресса. // В кн.- 7 Всесоюзная конференция по экологической физиологии: Тезисы докл. - Ашхабад, 1989, с. 300-301 ( соавт. Султанов Г. О., Агалиева Л. Д.)

3. Изменения среднего циркуляторного давления наполнения при гипертермии организма. // В кн: 2 Республиканский съезд физиологов Туркменистана: Тезисы докл. - Ашхабад, 1992, с. 94 ( в соавт. с А. Д. Гюлумян, С. А. Давыдовой, Г. Ф. Султановым).