Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние резко усиленной двигательной активности на регуляцию функций сердца растущего организма

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние резко усиленной двигательной активности на регуляцию функций сердца растущего организма"

^ I О V "

2 7 №

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукопаса

ВАСЕНКОВ НИКОЛАЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ РЕЗКО УСИЛЕННОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ

АКТИВНОСТИ НА РЕГУЛЯЦИЮ ФУНКЦИЙ СЕРДЦА РАСТУЩЕГО ОРГАНИЗМА

03. 00. 13 — физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

КАЗАНЬ - 1393

Работа выполнена на кафедре теоретических основ физической культуры. Казанского государственного педагогического университета.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Член-корреспондент Международной Академии информатизации, доктор биологических наук, профессор Абзалов Р. А.

Заслуженный деятель науки Республики Татарстан, доктор биологических наук, профессор Лысое В, Ф.

Член-корреспондент Международной Академии информатиза• ции, доктор биологических наук, профессор Аухадеев Э. И.

Научно-исследовательский институт возрастной физиологии РАО

Защита состоится „ /<5 " _199) г.

в_У_1_часов на заседании диссертационного совета К 113. 19. 02 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03. 00. 13 — физиология человека и животных при Казанском государственном педагогическом университете по адресу: 420021, г. Казань, ул. Межлаука, дом I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного педагогического университета по адресу: ул. М. Межлаука, долг. 1.

Автореферат разослан - Ю * 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. биол. наук, доцент

И. Ш. Макалеез

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучению становления фикций и механизмов регуляции сердца в растущем организме посвящены исследования И.А.Аршавского и сотр., О.Д.Цурмаява и сотр., Э.А.Адо-льфа,С.В.Хрущева,В.4.Лысова,Ф.Г.Ситдикова,Р.А.А(>залова и др.

Особенности регуляции частоты сердечных сокращений,ударного и минутного.объемов крови неполовозрелых крысят под влиянием различных двигательных режимов в диапазоне от гипокинезии до усиленной двигательной активности достаточно подробно изучен« в работах Р.А.Абзалова,4.Г.Ситдикова,Р.Р.Нишатуллиной,Р.И.Гильмут-диновой,И.X.Вахитова,А.И.Зиятдиновой.

Этими исследованиями установлено,что режим усиленной двигательной активности стимулирует увеличение показателей массы сердца и тела растущих животных.Режим усиленной двигательной активности способствует урежению частоты сердечных сок-ращений крысят в покое.В то время,как гипокинезия задерживает процесс возрастного снижения частоты сердечных сокращений животных.Было установлено, что после рождения до 70-дневного возраста крысят показатели ударного объема крови увеличиваются,но их рост зависит от режима двигательной актиЕНости.По мере роста и развития крысят в условиях неограниченной двигательной активности симпатические и парасимпатические влияния на величину ударного абъеха. кропи снижаются.Причем, режим усиленной двигательной активности стимулирует процесс снижения зкстракардиальнык влияний на ударный объем крови животных. .

. Однако данных о функциональных сдвигах в организме,а также О механизмах экстракардиальных влияний на показатели частоты сердечных сокращений н ударного объема крови сердца в условиях редко усиленной двигательной активности в литературе нет,Между тем,

з

в детском спорте применяются большие тренировочные и соревнова -тельные нагрузки,которые предъявляют повышенные требования еще не окрепшему детскому организму.

Целью работа ярилось изучение функциональных показателей серд! ч неполовозрелых крысят и механизмов его рефляции в условиях резко усиленной двигательной активности.

В соответствии с этой целыэ были поставлены следующие задана:

1. Разработать модель режима резко усиленной двигательной

'л ,

активности для неполовозрелых крысят.

2. Изучить особенности изменения морфо-(функциональных показателей организма крысят в условиях резко усиленной двигательной активности.

3. Установить особенности изменения частоты сердечных сокращений,ударного и минутного объемов крови неполовозрелых крысят при -резко усиленной двигательной активности.

4. Выявить закономерности симпатической и парасимпатической регуляции частоты сердечных сокращений,ударного и минутного объемов крови растущих крысят в условиях резко усиленной двигательной активности. .

Основные положения выносимые на защиту:

1. Рехим резко усиленной двигательной активности с 21 по 70 день жизни крысят способствует поддержанию показателей частоты сердечных сокращений на повышенном уровне,по сравнению с величинами частоты сердечных сокращений животных неограниченной и усиленной двигательной активности.

2. Процесс увеличения ударного и минутного объемов крови растущих крысят замедляется в результате воздействия речсима резко усиленной двигательной активности.

3. Ре*ям резко усиленной двигательной активности вызывает замедление процесса снижения симпатических м парасимпатических влияний на показатели ударного объема крови сердца растущих животных.

Научная новизна

Впервые разработан режим резко усиленной двигательной активности для неполовозрелых крысят.

Показано,что режим резко усиленной двигательной активности существенно замедляет процесс роста массы тела и сердца животных.

Установлено,что рэким резко усиленной двигательной активности способствует поддержании показателей частоты сердечных сокращений на повышенном уровне и замедляет процесс увеличения ударного и минутного объемов крови в условиях роста животных.

Выявлено тормозящее воздействие режима розко усиленной двигательной активности крысят на процесс снижения экстракардиальных влияний на величину ударного объема крови.

Теоретическое и практическое значение работы-

В результате исследований впервые выявлены изменения функциональных показателей организма неполовозрелых крысят¿закономерности функционирования сердца и механизмы его регуляции в условиях резко усиленной двигательной активности.

" Полученные экспериментальные данные ыогут быть использованы

к

при чтении лекций по физиологии физических упражнений,общей и возрастной ¡физиологии,теории физической культуры.

Апробация работы

Результаты исследований,выполненных по теме диссертации,доложены на межреспубликанском симпоэиуке"Воэрастные особенности адаптации к регуляции сердца" (Казань,1992),на Всероссийской научной конференции "Растущий организм-.Адаптация к физической и умеренной нагрузке"(Казань,1994),П Республикялской научно-практк-

б

ческой конференции "Физическое воспитание и здоровье детей Удмуртии" (Ижевск,1994),на итоговых конференциях преподавателей (1992-1994).молода* ученых и специалистов (1991-1994)Казанского государственного педагогического университета,на заседаниях кафедр теоретических основ физического роспитания и анатомии,физиологии и охраны здоровья (КППУ).

Структура и объем диссертации

Диссертация объаыом 135 страниц состоит из введения,обзора литературы,описания организации исследований,результатов исследования и их обсуждения,заключения,выводов и списка литературы. Указатель литературы содержит 184 источника,из них 42 зарубежных.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛШВАНШ'

Исследование про?едено на 192 неполовозрелых крысятах.Основой возрастной периодизации явилась классификация В.И.Махинько, В.Н.Никитина (1975).В опытах использованы 21^,30-,42-,49-,70-дневкыз тавотные.

Начиная с 21-дневного возраста крысят делили на три группы: ; неограниченной двигательной активности, (содержание тавотных в клетке по 5-6 шт.).усиленной двигательной активности (животные подвергались ступенчато-возрастающей мышечной нагрузке по методике проф. Р.А.Абэалова (1985).резко усиленной двигательной активности (ежедневное выполнение вдвоткши мышечных нагрузок по разработанной нами методике).

. Режим резко усиленной двигательной активности достигался принудительным плаванием крысят в ванне.Первую неделю животные плавали без груза,время плавания каждый день увеличивалось на 10 мин. Начиная со второй недели крысята плавали с грузом,составлявшим 6,5?» от массы их тела.Время плавания ступенчато возрастало.Натсдую

б

поеледущую недело масса груза увеличивалась на 1$.Таким образом, седьмую неделю крысята плавали с грузом равным 14% от массы их тела. В тоже время,животные усиленной двигательной активности седьмую неделю плавали с грузом составляющим лишь % от массы их тела.Время основной плавательной нагрузки крысят резко усиленной двигательной активности определяли по моменту,когда животные уже не могли самостоятельно держаться на поверхности воды.

Для определения частоты сердечных сокращений и ударного объема крови крысят использовали метод тетраполярной paoграфии, разработанный Кубичвкоы с соавт. (1974) в модификации Р.А.Абзало-ва и А.М.Бадаквы (1986).Дифференцированную реограмму мы регистрировали у наркотизированных нембуталом (40 мг/кг) крысят в покое при естественном дыхании с помощью реоплетизмографа РПГ-204.

Для изучения симпатических и парасимпатических влияний на хронотропную функцию н ударный объем крови «иботных брали в опыты .через 24 часа после прекращения плавательных тренировок.Через

10-15 минут после введения наркоза применяли фармакологическую блокаду М-холинорецелторов и j¡> -адренорецепторор.Для выключения

11-холинорецепторов вводили атропин (0,1/5 раствор сернокислого атропина) в дозе 0,3 ыг на 100 г массы тела.В качестве блокатора^-ад-ренорецепторов использовали обзидан (O.Ifé раствор пропранолола гидрохлорида фирмы "лзис-химия ГДР) в дозе 0,8 мг на 100 г массы тела. О выраженности симпатических и парасимпатических влияний судили по максимальным сдвигам ЧСС и УОК после фармакологической блокады соответствуюа;их рецепторов .Препарата глодали внугрибршинно,дробно, двумя порциями для достижения наиболее полной блокады.

Экспериментальный материал статистически обработан с использованием t - критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние различных режимов двигательной активности на функциональные показатели организма крысят

Исследование массы тела животных с различными двигательными режимами выявило определенную зависимость этого показателя от ре-кика двигательной активности (т&бл.П.Уже к 30 дно жизни масса тела крысят резко усиленной двигательной активности на 13,49 г меньше массы тела крысят неограниченной двигательной активности (Р< 0,001).Масса тела животных усиленной двигательной активности в 30 дней жизни на 12,9 г больше этого показателя крысят неограниченной двигательной активности.К 70 дню жизни масса тела крысят резко усиленной двигательной активности составила 81,23 г.В то же гфемя масса тела крысят усиленной двигательной активности на 73,51 г больше крысят резко усиленной двигательной активности (Р< 0,001).Следовательно,режим резко усиленной двигательной активности замедляет процесс увеличения массы тела животных.

С 21 по 70 день жизни у крысят происходит увеличение массы сердца при всех исследованных нами режимах двигательной активности. Однако темпы увеличения массы миокарда животных,подверженных различным двигательным режимам,не одинаковы.Масса сердца хлвотных резко усиленной двигательной активности в 30-дневном возрасте на 0,8 г меньше показателя крысят неограниченной двигательной активности (Р< 0,001).А масса сердца кивотных усиленной двигательной активности в этом асе возрасте на 0,5 г больше данного показателя крысят неограниченной двигательной активности (Р< 0,001).В 70-дневном возрасте разница по показателям массы сердца животных усиленной и резко усиленной двигательной активности составила 2,5 г (Р< 0,001).Таким образом,мы установили,что под влиянием режима резко усиленной двигательной активности у крысят с 21 по 70

произошло увеличение показателей ударного объема крови,но выра-«енность их зависит от режима двигательной активности.Если показатели ударного объема крови крысят к 70 дням в группе усиленной двигательной активности,по сравнение с 21-дневнкм возрастом, увеличились в 8 раз,то у крысят резко усиленной двигательной активности за этот «а период увеличение произошло лишь в 3,3 раза. Это позволило нам заключить,что редким резко усиленной двигательной активности существенно замедляет процесс роста ударного объема крови растущих крысят.Изменение ударного объема крови при различных воздействиях на организм обеспечивается усилением икотропной функции.Это происходит только в том случае,если венозный возврат обеспечивает наполнение камер сердца необходимым объемом крови,иначе эффективность сократительной мощности сердца в обеспечении сердечного выброса падает (Удвльнов,1975).

Исследование изменения минутного объема крови крысят с 21 по 70 день их жизни выявило,что-самые выраженные сдвиги минутного объема крови произошли в группе усиленной двигательной активности. Значительное увеличение показателей минутного объема крови в возрастном диапазона от 49 до 70 дней установлено в группах неограниченной и резко усиленной двигательной активности,но выраженность его .значительно меньше,чем в группа усиленной двигательной активности. Следует отметить,что процесс развития минутного объема крови самым низким для наших исследований оказался в группе резко усиленной двигательной активности.

Функциональные показатели сердца крысят.подверженных различным рехимам двигательной активности при блокаде ацренергических и холинергических: влияний

Анализируя полученные результаты по реакции чдстотн сердечных сокращений на вредение обэвдана следует отметить,г группе не-

ограниченной двигательной активности происходит снижение хроно-трспной реакции сердца на обзвдан во всех исследованных нами возрастах (табл.2) .В группа -иивотных усиленной двигательной активности, по маре перехода из одной возрастной группы в другую,хронотроп-нал реакция на обзидановую блокаду существенно не меняется.В то *е время в группе резко усиленной двигательной активности реакция частоты сердечных сокращений на введение обзидана от одной возрастной группы к другой значительно увеличивается.Таким образом,режим резко усиленной активности способствует сохранению адренергических глия-ний на хронотройную функцию сердца на повышенном уровне.

Анализируя изменения частоты сердечных сокращений крысят в условиях атропиноной блокады,следует отметить ряд особенностей.По море роста и развития «ивотных хронотропная реакция на введение атропина воэрасгает, о чем мы судили по изменению частоты сердечны* сокращений в группе неограниченной двигательной активности.В группе усиленной двигательной активности,по мере перехода из одной возрастной группы в другую,хронотропная реакция на атрошновую блокаду увеличивается.В группе резко усиленной двигательной активности существенное повшение хронотропной реакции при введении атропина мы наблюдали только в 49 дней.Е то хе время вс всех остальных возрастных группах существенная разница по частоте' сердечных сокращений при атропиновой блокада нами не установлена.

Исследование изменения ударного объема крови крьтсят,подверженных различным двигательным режимам,в условиях атропиновой блокады выявило,что в процессе роста и развития животныхот 21 до 70 дня жизни,реакция ударного объема крови на атропин снижается во всех группах животных.Но выраженность реакции ударного объема крови на атропин зависит от подверженности крысят различным реяимам двигательной активности.Б группе резко усиленной двигательной активности

Изменение ЧСС.УОК,МОЙ {%) крысят с различной двигательной активностьи при блокаде симпатических и парасимпатических влияний (И - и)

Таблица 2

: Редкими 'Частота ____г. .

В°!ниГ:актирност : атропин ¡обзидан : атрогош : обзидан__атрогош _ обзадан

21 ВДА 1,8 ± 0,19 23,5 ± 1,23 41,3 ± 0,19 40,5 ± 0,57 22,1 £ 1,62 52,2 ± 1,54

НДА 3,2 ± 0,42 14,7 ± 1,61х 41,7 ± 1,21 23,3 ± 2.41х 46,1 ± 2,03х 34,6 ± 1,31х

30 УДА . 3,3 ± 0,31 15,0 ±.2,04х. 35,7 ± 0,61х 27,6 ± 0,93х 40,2 ± 2,41х 38,9 ± 1,45х

РУДА 0,8 ± 0,24 18,2 ± 1,21х 19,6 ± 1,25х 35,6 ± 1,66 18,3 4 1,54 45,9 ± 1,64

НДА. . 4,3 ± 0,46 : 13,9 * 2,16 34,5 ± 0,74х 19,0 ± 2,45 32,3 £ 1,12х 30,5 ± 2,34

42 УДА 5,4 1 0,78 15,8 ± 1,84 29,4 ± 0,56х 22,8 ± 1,03х 36,3 ± 1,63х 34,9 ± 2,14

РУДА ' 0,7 ± 0,01 24,0 ± 1,61х 16,2 * 1.21 32,5 ± 2,41 17,0 ± 2,44 48,7 ± 1,03

НДА 5,3 ± 0,45 12,7 ± 2,34 26,1 ± 1,74х 19,1 1,64 32,7 ± 2,51 33,7 ± 2,13 .

49 УДА 6,6 ± 0,61 14,9 ± 2,17 28,3 ± 0,94 22,8 ± 2,01 36,8 * 2,34 34,3 ± 2,54

РУДА 3,8 ± 0,14х 25,1 ± 2,34 27,4 ± 1,52х 34,0 ± 2,46 32,2 ± 1,51х 50,7 ± 1,17

НДА 7,4 ± 0,47 10,7 ± 3,01 45,7 ± 2,03х 26,1 ± 0,76х 56,5 ± 0,8х 40,2 ± 2,01х

70 УДА 9,7 ± 0,68 14,8 ± 1,76 32,1 ± 1,42 22,6 ± 2,34 44,9 ± 1,44х 36,3 ± 2,44

РУДА 0,7 ± 0,47х 25,5 ± 1,43 36,6 ± 2,62 32,9 ± 1,34 37,6 ± 2,33 51,4 ± 1,54

х - различия с предыдущим возрастом достоверны ( Р < 0,05 ),сокращения те «е.

сдвиги ударного объема крови на атропиновую блокаду во всех возрастах более выражены,чем у животных неограниченной двигательной активности и усиленной двигательной активности.Следовательно,режим резко усиленной двигательной активности замедляет процесс ослабления парасимпатического влияния на ударный объем крови сердца.

Реакция ударного объема крови на обзидановую пробу в 30-днеЕНОм возрасте у животных всех режимов двигательной активности оказалась не высокой.В группе животных,подверженных резко усиленной двигательной актирности.при незначительных колебаниях реакции показателей в 42- и 49-дневноы возрастах,к 70 дням жизни произошло снижение реакции ударного объзма крови на обзидановую пробу.Реакция ударного объема крови на введение обэидана в группе резко усиленной двигательной активности в 70-дневном возрасте крысят оказалась больше соответствующих показателей тавотных,как неограниченной, так и усиленной двигательной активности.Следовательно.уровень симпатических влияний на ударный объем крови в возрастном диапазоне от 21 до 70 дня жизни животных снижается,как при усиленной,так и в условиях неограниченной двигательной активности животных.Режим резко усиленной двигательной активности способствует сохралению более высокого уровня симпатического влияния на ударный объем крови животных.

Таким образом,закономерности изменения частоты сердечных сокращений и ударного объема нрори при атропиновой и обзидановой блокадах крысят неограниченной и усиленной двигательной активности, выявленные в иааих исследованиях,в основном совпадают с теми изме-. нениями,которые установлены в Лаборатории физиологии физических упражнений нашего университета (Абзалов P.A.,Г987.Нигматуллина P.P. 1991,Гильмутдшова Р.Г. Д992,Вахитов И.Х.ДЭЭЗ.Зиятдинова А.И.,1994). В то же время,выявленные нами изменения реакции частоты сердечных сокращения и ударного объема крови на атропин и обзидан крысят рез-

ко усиленной двигательной активности значительно отличаются от литературных данных,« они получены нами впервые.

У животных резко усиленной двигательной активности во всех возрастах нами установлены самые низкие показатели реакции минутного объема крови на атропин,по сравнению с животными неограниченной и усиленной двигательной активности.В 70-дневном возрасте самые высокие,для наших исследований показатели реакции минутного объема крови ка атропин выявлены в группа неограниченной двигательной активности.Следовательно,режим резко усиленной двигательной активности способствует 'замедлению процесса роста парасимпатических влияний на минутный объем крови крысят.В условиях неограниченной двигательной активности с 21 по 70 день происходит увеличение парасимпатических экстракардиалышх влияний на минутный объем крови животных. Режим усиленной двигательной активности не вызывает усиление парасимпатических влияний на минутный объем крови крысят.

. Анализируя изменения минутного объема крови крысят в условиях обзидаяовой блокады следует отметить,что по мере роста и развития животных во всех группах реакция минутного объема крови на об-зидан уменьшается.По мере перехода из одной возрастной группы в другую у крысят резко усиленной .двигательной активности реакция минутного объема крови на обзидан остается более выраженной,чем в группах неограниченной и усиленной двигательной активности.Показа- . тели реакции минутного объема крови на обзидан в группе'усиленной двигательной активности к 70 дням жизни оказались менее выраженными,чем в группах неограниченной и резко усиленной двигательной активности.Следовательно, в условиях неограниченной двигательной активности симпатические влияния на минутный объем крови крысят с возрастом уменьшаются. Речшм резко усиленной двигательной активно- -сти замедляет процесс снижения симпатических влияний на минутный объем крови крысят.Режим .'усиленной двигательной активности способ-

сгвует снижению симпатических зкстракардиальных влияний на минутный объем крови животных.

Таким образом,нашими исследованиями были установлены определенные, характерные только для режима резко усиленной двигательной активности изменения функциональных показателей сердца растущего организма.а так же экстракардиальныа механизмы их обуславливающие»

выводу

1. Режим резко усиленной двигательной активности способствует замедления процесса роста массы тела,массы сердца неполовозрелых крысят,по сравнению с показателями животных неограниченной двигательной активности,а также усиленной двигательной активности.

2. Показатели частоты сердечных сокращений крысят в 30-,42-, 49-,70-дневном возрасте под влиянием резко усиленного двигательного режима сохраняются на относительно повышенном уровне,по сравнению с показателями животных неограниченной двигательной активности и тем более усиленной двигательной активности. ..

3..Прирост ударного и минутного объемов крови крысят в условиях резко усиленной двигательной, активности значительно ниже,чем при воздействии на организм усиленной двигательной активности.

4. Влияние парасимпатической рефляции на хронотропную функцию сердца растущих крысят в условиях воздействия резко усиленного двигательного режима значительно ниже,чем в процессе влияний режима усиленной двигательной активности.

5. Режим резко усиленной двигательной активности способствует сохранению здренергических влияний на хронотропную функцию сердца растущего организма на повышенном уровне.Тогда как при воздействии режима неограниченной двигательной активности симпатические влияния на хронотропную функция сердца крысят по мере роста и развития снижаются.

1'6

6. В условиях неограниченной,а также усиленной двигательной активности симпатические и парасимпатические влияния на величину ударного объема крови по мере роста крысят снижаются.Розко усилен-" ный двигательный режим способствует замедлению процесса сничония симпатических и парасимпатических влияний на показатели ударного объема крови растущих крысят.

7. В условиях воздействия режима резко усиленной двигательной активности,по сравнению о режимом усиленной двигательной активности, происходит снижение симпатических влияний и рост парасимпатических влияний на минутный объем крови растущих широтных,

СПИСОК РАБОТ,ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1, Васенков Н.В. Электроплетиэыография - как метод исследования кровообращения (реферативные исследования).//Возрастные особен-' ности регуляции и адаптации сердца.Материалы межресп.симп.-Казань, 1992. -С.21-22.

2. Васенков Н.В. Моделирование режима мышечных тренировок крыс с резко усиленной двигательной активностью.//Растущий организм Адаптация к физической и умственной нагрузке.Тез.Всеросс,науч.конф. -Казань,1994. -С.23.

3, Васенков Н.В.Дбзалоъ P.A. Функциональные показатели сердца крыс, подверженных различным двигательным режимам.//Растущий организм:Адаптация к физической и умственной нагрузке.Тез.Всеросс. науч.конф. -Казань,1994. -С.24.

4. Васенков Н.В. Влияние режима резко усиленной двигательной активности на функциональные показатели сердца,//Физической воспитание и здоровье детей Удмуртии.Тез.докладов П респ.научно-практк-,ческой конф. -Ижевск,1994. -С.36-37.