Введение к работе
Актуальность темы. Известно, что носителем информации в нервной системе являются биопотенциалы, содержащие электрическую и акустическую компоненты. Данные литературы по таким важным аспектам жизнедеятельности организма как электромагнитные и, особенно, электроакустические взаимодействия между клетками немногочисленны. Отмечено, что обмен информацией (импритинг) в виде электромагнитных и электроакустических волн играет важную роль в жизни живых организмов (А.Е. Метелев и соавт., 2007) и одним из ведущих физико-химических факторов биологической эволюции может быть именно информация в виде электроакустических импульсов клеток и их отдельных структурных компонентов (С.Э. Шноль, 1979). Ф.А. Мещеряков и соавт. (2003, 2007) считают, что все биосистемы имеют единую форму взаимодействия, базирующуюся на электромагнитных, звуковых и световых колебаниях по принципу резонанса (теория резонансных информационно-энергетических взаимодействий на всех уровнях организации биосистем).
Организм человека постоянно испытывает воздействия со стороны информации, содержащейся в многочисленных факторах окружающей внешней и внутренней физико-химической среды, каждый из которых может быть при определенных условиях стрессогенным. Очень опасными для здоровья человека являются проявления негативной информации геопатогенных зон Земли, имеющие неадекватные рассинхронизирующие частоты (И.И. Юзвишин, 1996). Однако основополагающим фактором, особенно в условиях гор, является гипоксия, и именно она является информационной основой формирования механизмов адаптации вплоть до уровня РНК и ДНК (А. Зурдинов, 1995). В этих условиях важно предупреждение срыва адаптационных возможностей организма. Наука располагает богатым опытом исследований в этом направлении, среди которых как физические (В.А. Козлов, 2007; М.А. Большаков, В.В. Ростов, 2008 и др.), так и химические (А.С. Лосев, 1991; Т.А. Воронина, 2007 и др.), а также и горно-климатические (Н.А. Агаджанян, М.М. Миррахимов, 1970; Е.А.Коваленко, И.Н.Черняков, 1972; Ф.З. Меерсон, 1986; П.В. Белошицкий, 1996) методы повышения резистентности организма. Однако, несмотря на достижения адаптационной физиологии, поиск эффективных способов адаптации и изучение физиологических механизмов их действия продолжается.
Таким образом, весьма актуальной проблемой современной адаптационной физиологии является разработка ускоренного дистанционно действующего способа повышения адаптационного потенциала организма человека на основе электроакустических сигналов и изучение глубоких физиологических механизмов их воздействия на организм.
Цель работы: определить физиологические механизмы влияния модулированных сеансами импульсной гипоксии электроакустических сигналов нервных клеток на показатели сердечно-сосудистой системы человека и оценить эффективность их действия.
Задачи исследования: 1. Разработать модели электроакустических сигналов (ЭАС) нейрона, адаптированного к импульсной гипоксии.
2. Объяснить механизмы влияния ЭАС на клеточно-тканевом уровне путем регистрации динамики напряжения кислорода (Ро2), суммарной электрической активности (СЭМ) и активных форм кислорода (АФК).
3. Проследить динамику частоты сердечных сокращений (ЧСС) и сатурации кислорода (SaO2) под влиянием разных режимов электроакустических сигналов.
4. Выявить характер влияния моделированных сигналов нейрона на сосудистую систему человека.
5. Определить динамику показателей функциональных резервов организма (адаптационный потенциал (АП), индекс Руфье (ИР), вегетативный индекс Кердо (ВИК)) и эффективность действия ЭАС.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:
- созданы модели электроакустических сигналов нейрона, адаптированного к импульсной гипоксии;
- на основе модели ЭАС нервных клеток предложен способ ускоренного повышения адаптационного потенциала организма;
- установлено повышение напряжения кислорода и снижение суммарной электрической активности миофиламентов икроножной мышцы лягушки под влиянием ЭАС;
- экспериментально доказан факт воздействия ЭАС на агрессивные формы кислорода;
- выявлено влияние модели ЭАС на частоту сердечных сокращений, сатурацию кислорода и сосудистую систему человека;
- показано повышение уровня функциональных резервов организма под влиянием модели нейрона;
- выявлены различия в действии двух режимов моделей ЭАС, отражающие специфику их действия.
Основные положения, выносимые на защиту. 1. Моделями ЭАС нейрона являются «Нейротон-1» и «Нейротон-2», реализующие два различных режима функционирования нервной клетки: ритмический низкочастотный и аритмический высокочастотный.
2. Установленные изменения уровня напряжения кислорода и суммарной электрической активности икроножной мышцы являются следствием снижения уровня энерготрат и повышения энергопродукции под влиянием ЭАС. «Нейротон-1» снижает общий уровень АФК, а модель «Нейротон-2» избирательно действует на перекись водорода.
3. Под влиянием модели ЭАС адаптированного нейрона происходит повышение сатурации кислорода и снижение флуктуаций частоты сердечных сокращений.
4. Модель «Нейротон-1» уменьшает флуктуации среднего артериального давления, «Нейротон-2» способствует снижению не только флуктуаций, но и значений показателя.
5. Низкочастотные ритмические сигналы оказывают стабилизирующее действие на АП, ИР, ВИК; высокочастотные аритмические сигналы повышают адаптационный потенциал и работоспособность организма.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что ее результаты расширяют представления о нейроинформационных механизмах управления физиологическими функциями организма; подтверждают феноменологическую гипотезу электроакустического взаимодействия клеток; развивают теорию резонансных информационно-энергетических взаимодействий на всех уровнях организации биосистем; доказывают гипотезу о дистанционном управлении физиологическими функциями организма; углубляют знания о физиологической функции импульсной электрической активности мембраны нейрона.
Практическая значимость результатов исследования. Электроакустические модели нейрона «Нейротон-1» и «Нейротон-2» повышают адаптационный потенциал и работоспособность организма, что имеет практическое значение в системах: 1) здравоохранения – для профилактики, лечения и реабилитации при сердечно-сосудистых заболеваниях; 2) физической культуры и спорта – для повышения функциональных резервов организма спортсменов; 3) сельского хозяйства – для снижения негативных воздействий экологических факторов среды на продуктивность животных. Результаты работы позволяют создать новые технологии биомедицинского назначения на основе технологии живых систем, в частности, нервных клеток.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования применяются в учебном процессе при подготовке бакалавров (направление №020201.62) на биологическом факультете КБГУ. Разработан новый курс «Нейроинформатика» с полным набором учебно-методической документации, лекций и лабораторных занятий.
Способ повышения адаптационного потенциала организма человека с помощью нейроакустических сигналов внедрен в практику Детской республиканской клинической больницы КБР и ФБУ «Центр медицинской и социальной реабилитации» УФСИН РФ по КБР.
Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены на I съезде физиологов СНГ (г.Сочи, 2005), на XX съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (г.Москва, 2007) и на кафедральных и факультетских научных семинарах КБГУ (2005-2008). По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации результатов исследований на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.
Структура и объем диссертации. Материал диссертации изложен на 146 страницах машинописного текста, иллюстрирован 26 рисунками и 2 таблицами. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, двух экспериментальных глав, общего заключения и выводов, списка литературы и приложения. Список литературы содержит 282 источника (245 отечественных и 37 иностранных авторов).
![Динамика морфобиохимических показателей системы нейрон - глия - капилляр и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении [Электронный ресурс]](/i/i/4288/192299.png "Динамика морфобиохимических показателей системы нейрон - глия - капилляр и процессы липопероксидации в структурах моста головного мозга человека при старении [Электронный ресурс] Григорьев Олег Глебович")
