Введение к работе
Актуальность проблемы. К настоящему времени накоплен боль-сой фактический материал о неблагоприятном влиянии гипокине -зии (малой или ограниченной двигательной активности) на раз -личные функциональные системи организма человека, например, ЦНС (Перегонщиков, 1973), сердечно-сосудистую (Панферова, 1977; sorts, 1982), гепато-панкреатическутэ и пищеварения (Смирнов, 1990), иммунную (Дыгин и др., 1978) и др. При дли -тельном постельном режиме, наряду с патологическими процессами, возможно развитие ряда расстройств, обусловленных гипокинезией, которая в определенной степени нокэт усугубить течо -кие основного заболевания (Красников, Багрій, 1978; Golds -mith, 1972). Б неменьшей степени, чем в клинической медшгд -не, актуальна проблема так называемой "профессиональной'гипо-кинезии человека, которая является предметом изучения морс -кой, авиакосмической медицины и физиологии труда (Кацаров, 1988; Макаш, 1988; Атьков, Бедненко, 1989).
На основании многочисленных экспериментальных исследований разработана схема латогенеза гипокинетического синдрома.включая его физиологические, патофизиологические и биохимические механизмы (Коваленко, Гуровский, 1980; Федоров, 1982).
Изучению последействия гипокинезии посвящено много клинических и экспериментальных исследований,которые,как правило, отражают изменение отдельных физиологических и биохимических показателей в реадаптапронном периоде. Большинство авторов сводят работу к фиксированию состояния исследуемого параметра через некоторый временный период после гштокинезии,внбіірая сроки наблюдения весьма произвольно (Гигранян,1985;Каланда -
ров и др., 1986; Шибкова, ёомин, 1987).
В последнее вроіля появилась серіш работ, посвященная mq -табатпческим аспектам реадаптации досле гипокинезии (Потапог 1986; Ершиков, 1989; Гамбургский, 1989, 1990), в которых прослежено в динамике восстановление некоторых показателей углеводного п лилпдного обменов в сердце, скелетной мышце к печени.
Установлено, что в реадаптацпснном периоде в условиях повышения энерготрат в организме вернувшихся к активной двигательной активности животных происходит активация глюконеоге-неза, и, как следствие, глпкогенеза (Ершиков, 1987), усиле -кие активности окисления глюкозы в печени по пентозодюсфатнс му пути (Потапов, 1989). Отмечено, что восстановление мета -болических нарушений протекает неравномерно и носит волнообразный характер (Потапов, Федоров, 1988). Сведения р соотношении различных путей утилизации углеводов в печеші на раз -личных этапах реадаптационного периода требуют уточнения и дополнительного исследования. Работ, в которых изучали па -раллельно с состоянием углеводного обмена, ответственного за энергообеспечение организма, состояние адренокоршкальной систем - индикатора стрессорной реакции, практически нет. Между тем, только комплексное исследование нарушений, возникших в организме в течение самой гипокинезии и после неё, позволит выявить основные закономерности реадаптационного процесса после длительного ограничения двигательной актив -ности человека и животных.
Цель и задачи работы. Основная цель данной работы сое -тояла в экспериментальном исследовании состояния углеводногс
обмена в печени в процессе реадаптации после гипокинезии различной длительности с синхронным определением функционального состояния организма.
В связи с поставленной целью решались следующие задачи:
-
Исследовать динамику углеводного обмена в печени крыс (гликогенолиза, гликолиза, глюконеогенеза, пентозофосй-атного пути окисления глюкозы) в течение 90-а суток гипокинезии с установлением стадий вызванного обездвижением хронического стресса.
-
Исследовать те кз показатели в процессе реадаптации после 7-суточной гипокинезии (стадии тревоги стресса).
-
Изучить те не показатели в процессе реадаптации после 20-суточной гипокинезии (стадии резистентности стресса).
-
Изучить те ке показатели в процессе реадаптации после 90-суточной гипокинезия (стадии истощения стресса).
-
Изучить возможность регуляции углеводного обмена в печени крис экстрактом элеутерококка в течение гипокинезии и восстановительного периода посла неё.
Научная новизна работы. Впервые исследована динамика углеводного обмена печени, включая анализ взаимосвязей менду различными путями утилизации глгакозо-6-фос$ата, в различные сроки гипокинезии и реадаптационного периода.
Впервые показано, что в реадаптадионном периоде после гипокинезии фазовые изменения углеводного обмена печени коррелируют с изменением адренокортикальнои системы надпочечников. Произведено разделение реадаптационного процесса на стадии стресс-реакции, компенсации, суперкомпенсации и нормализа -ции. Установлены особенности развития стадий реадаптационно-
- 4 -го периода в зависимости от того, на какой стадии хронического стресса была прервана гипокинезия.
Впервые установлена эффективность применения экстракта элеутерококка в условиях гипокинезии и последующего реадапта-пионного периода.
Научно-практическое значение работы. Полученные экспери -ментальные данные расширяют и уточняют -сложившееся представление о физиологических механизмах и общих закономерностях развития реадаптащюнного процесса после гипокинезии различной длительности. Сведения о стадиях реадаптации могут быть использованы в клинической медицине и физиологии труда в качестве теоретической основы при анализе неблагоприятного действия гипокинезии на организм человека.
Сведения о регулирующем действии экстракта элеутерококка на углеводный обмен и активность коры надпочечников, позволяют рекомендовать его использование в комплексе лечебно-профилактических мероприятий, способствующих развитию восстанови -тельных процессов в реадаптационном периоде после гипокинезии,
Результата исследований включены в учебный материал по физиологии для студентов П курса Дальневосточного государственного университета по теме "Обмен веществ и энергии" и "Гормональная регуляция физиологических функций". Данные о законо -мерностях реадаптационного процесса после длительной гипоки -незии использованы в работе Института медицинской климатоло -гни и восстановительного лечения СО .РАМН.
Апробация работы. Основные результаты работа были пред -ставлены на П Всесоюзном совещании эмбриологов (Москва, ГЭ81), Ш Всесоюзной конференции "Адаптация человека в различных климате—географических и производственных условиях" (Но -
осибирск, 1981), I и И Мездународных симпозиумах по элеутеро-
экку (Гамбург, 1980; Москва, 1984), Всесоюзном симпозиуме
Зтресс, адаптация, и ^ункщоналыша нарушения" (Кишинев, 1984),
Всесоюзном совещании по космической антроиоэкологии (Лешш-
рад, 1985), на заседают Приморского отделения Всесоюзного
изиологического общества, на Цптосї'и апологическом сешшарс
їститута биологии коря ДВО РАН.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 ра -
эт. Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 131
границе и состоит из введения, главы, посвященной обзору ли-
зратуры, главы с общей характеристикой материала и методов
^следования, трёх глав собственных наблюдений и обсуждения
злученных результатов, заключения, выводов и библиогрармес-
эго указателя, включающего 247 работ, в том числе 62 работы
арубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 16 таблицами
27 рисунками.
Исследования выполнены на половозрелых самцах крыс линии іогар из питомника Минздрава СССР "Столбовая" (1000 живот -к) с исходной кассой 140-150 г. Каждая экспериментальная длим содержала 8 крыс. Все зїішотниє получали стандартный шдон (Западнюк, Западник, 1974), воду и пищу без огрзниче-ія. Содержали кивотных в условиях вивария при постоянной змдературе в помещении 22-24.
Состояние гипокинезии вызывали помещением животных в инди-щуалыше клетки-пеналы, резко ограничивающих их двигатель -то активность. Клетки изготавливали из органического стекла
- 6 -с круглыш отворе тиями в стенках для нормальной вентиляции поверхности тела. Конструкция клеток давала возможность регулировать их размер по мере роста или похудания животных при длительной гипокинезии (Коваленко и др., 1970).
С целью коррекции пемз нений исследуемых показателей в ор -гани зліє подопытных животных использовали экстракт элеутерококка производства Хабаровского хим^армзавода. Бесспиртовый препарат вводили крысам двакдн в сутки (9 и 18 ч) внугрибрю -шинно в дозе I мл/кг га с си тела.
Проведено 4 серии экспериментов. В I серии исследований изучали динамику углеводного обмена и адренокортикальной ак -тивностн надпочечников б течение 90-а суток воздействия гидо-кинезии (I, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 70 и 90 сут).,На как -дый исследуемый срок изучали -показатели трёх сраЕШшаемих групп животных: I - контроль, 2 - "пшокинезия" и 3 - гипокинезия на фона экстракта элеутерококка.
Во П, И и ІУ сериях эксперимента изучали динаміку тех ке показателей в процессе реадаптации организма зкивоташх после различных сроков предшествовавшей гипокинезии: П серия - после 7-суточного и Ш серія - после 20-суточного обездвиглвания на І/2-, І-, 3-, 5-, 7-, І0-, 20-, 30-, 45 и 65-е сутки восстановления; ІУ серия - после 90-суточной гипокинезии на 2-, 5-, І0-, 15-, 30-, 45-, 60 и 90-е сутки реадаптапионного периода.
В этих трёх серіях опытов животных после указанных сроков гипокинезии извлекали из гипокинетических пеналов и переводили в общие клетки и обычные условия виварного содержания. На кавдый указанный срок эксперимента наблюдали три группы крыс:
контроль, 2) "реадаптация" и 3) реадаптация на фоне экст -:та элеутерококка. Контролем служили яивотныэ из интактной иди крио, равных подогштнш по возрасту, раїгдону и уходу. Гивотшх декаштировали под лёгким эфирным наркозом. Иателом для исследования служили печень, надпочечники и кровь с.
Работа с тканями проводилась при температуре 4-5С. Гомо -ат печени готовили на охлаждённом буферном растворе, содержи 0.05U трпса, ОД5М КС і и О.0О1Ы ЭДТА, рН7,8. Б супер-анте, полученном посла центрифугирования гомогенате в тече-30 мин при 18000 g (0С), определяли активность цитоплаз-ических ферментов углеводного обмена в печени. Активность гексокиназы (Ж, Ш 2.7.I.I) определяли по ияюэле с соавг. (vinueia et ai., 1963), глвкозо-6-фосфат-идрогеназы (Г-6-ФДТ.К5 I.I.1.49) - по Г.Глоку и П.Мак Лину ock, McLean, 1953), глюкозо-6-фоефатази (Г-6-^аза,К5 3.1. ) - по Дж.Хыогону с соавт. (Hugon et ai., 1971), фосфо-гашруваткарбоксикиназы (ШЕПКК, Ш 4.1.1.32) - по Х.Нанагаве .Нагаи (Nakagawa, iiagai, 1971). Содертаниа гликогена в пе-
И определяли аНТрОНОВЫМ МатОДОМ (Seifter et al., 1950),
естеріна в надпочечнике - по реакции Либермага-Буркарда гельтардт, Смирнова, I960), белка в супернатанте гомогената эни - по реакции о реактивом Фолина (Lowry et ai., 1950). Ілазму получали из крови после ооазденпя форменных элемен-3,8^-ншл раствором цитрата натрия в соотношении 9:1 и грифугировали в течение 10 мин при 3000 об/мин. Кортико -рон плазмы крови определяли флкгариметрическим методом (De с et ai., i960) на спектрофлюориметре маріш upf-2a (ні -
- 8 -tachi, Япония). В качестве стандартного препарата пспользо -ван кортикостерон, предоставленный Институтом экспериментальной эндокринологии и гормонотерапии АМН СССР. '
Для определения ГК, Г-6-ФДТ и ФЕПКК использовали реактивы ЛТФ, ИТФ, НАДФ и ЩУК фирлы кеапаї (Венгрия), Г-6-Ф - фирмы
Calbiochem ' (СМ) , Г-6-ФДГ - ф-ИрМЫ Ferak (ФЕТ) , трИС - фирмі Sigma (США).
Полученные данные обработаны методом вариационной статисті ки с использованием t - критерия Стьюдента (Пустальник,1968) О функциональном состоянии организма нивотных судили по массе тела, абсолютной массе печени и надпочечников, содержанию холестерина в надпочечниках, кортикостерона в плазме крови,гликогена в печени, активности Г-6-Фазы, Г-6-ФДГ, ГК и ФЕПКК печени, которое оценивали с использованием среднего балла (Губ-лер,1978) по 10-балльной шкале с учётом направленности измене ний (катаболические - минус, анаболические - плюс, отклонение от нормы на Ю/о - I балл). О состоянии углеводного обмена судили до активности Г-6-Фазы, Г-6-ФДГ, ПС и ФЕПКК печени и содержанию гликогена в печени крыс.