Введение к работе
Актуальность темы. Исследования сердечно-сосудистой системы (ССС) мотивируются ее значимостью в поддержании гомеостаза всего организма с помощью многих адаптационных процессов, скрытых в ней и в системах, регулирующих ее деятельность.
В регуляции кровообращения существенная роль принадлежит автономной нервной системе (П. Джонсон, 1982; Г. Ульмер и др., 1986; J. Shepard 1963). В зависимости от состояния адаптационно-компенсаторных механизмов регуляции кровообращения вегетативное обеспечение может протекать с адаптацией и дезадаптацией сердечной деятельности (P.M. Баевский и др., 2000). При вегетативном обеспечении адаптации повышение активности одного отдела автономной нервной системе (АНС) сопровождается увеличением реактивности другого, что создает динамическое вегетативное равновесие, обеспечивая адекватную реакцию ритма сердца в ответ на физиологические воздействия (М.М. Безруких, 1989).
Для адаптации в пубертатном периоде существенно возрастает активность как симпатического, так и парасимпатического звена вегетативной регуляции. При этом возникает проблема вегетативной дисфункции. Ее возникновению способствует свойственная этому возрасту незавершенность морфологического и функционального формирования АНС, а также гормональная перестройка (СМ. Тромбах, 1984; Н.А. Агаджанян и др., 2000; В.И. Безобразова и др., 2003). По мнению некоторых авторов, временное повышение активности симпатического звена вегетативной регуляции в подростковом возрасте обеспечивает адаптацию различных систем организма к внешним условиям на разных уровнях его интеграции (Ф.З. Меерсон и др., 1990; А.Р. Галеев и др., 2002; С.Н. Иванов, 2005).
Что касается молекулярных механизмов протекания процессов, направленных на поддержание гомеостаза в гемодинамической системе, то непосредственно главную роль в этом играет NO-эргическая система. Научные исследования последних десятилетий показали важное влияние оксида азота на такие фундаментальные биологические процессы, как регуляция артериального давления (АД), иммунитета и деятельности центральной нервной системы (ЦНС) (Х.М. Марков, 2005; Nohria A at all, 2006; Baylis С, 2007; Pinto VL at all, 2008).
Несмотря на многочисленные исследования, остаются некоторые пробелы в отношении апробации неинвазивных методов изучения NO-эргической системы.
Поскольку капилляры не имеют мышечных элементов (В.В. Куприянов и др., 1975), то гуморальные воздействия, осуществляемые, в том числе, NO-эргической системой адресованы другим отделам сосудистого русла, и в том числе артериолам. Опосредованно эти воздействия осуществляются с помощью ритма сердца, поскольку он непосредственно зависит от нервно-гуморальных влияний. В подростковом возрасте гормональные воздействия изменяют все параметры функционирования системы кровообращения и
механизмы ее регуляции. В связи с этим усиливается напряжение в системе, модулирующей тоническое состояние сосудов; при этом напряжение более крупных артерий усиливается, что увеличивает дисбаланс регуляции периферического кровотока.
Вышесказанное определяет необходимость изучения направленности изменений функционального состояния периферического кровообращения под влиянием факторов, непосредственно контролирующих уровень локальных метаболических процессов и делает тему данного исследования актуальной.
В качестве рабочей гипотезы исследования выдвинуто предположение, что в пубертатном периоде между системой периферической гемодинамики, сердечной деятельностью и системой, обеспечивающей генерацию оксида азота, которая опосредованно через АНС регулирует деятельность последних, существуют особые взаимозависимые механизмы, направленные на поддержание гомеостаза в сердечно-сосудистой системе и особо выраженные при экзогенных влияниях в виде низких температур.
Целью диссертационного исследования является выявление особенностей реакции периферического кровообращения на локальное холодовое воздействие у детей старшего школьного возраста с разными типами вегетативной регуляции сердечной деятельности.
В соответствии с поставленной целью в работе определены следующие задачи:
провести исследование параметров периферического кровообращения в конечностях;
изучить особенности реакции периферической гемодинамики в условиях локальной гипотермии;
сравнить типы реакции на температурные воздействия у подростков разного пола - мальчиков и девочек;
выявить взаимосвязи между общей концентрацией оксида азота в организме, особенностями регуляции сердечного ритма и периферическим кровообращением;
изучить возможность применения методики определения концентрации оксида азота для выявления особенностей реакции периферического кровообращения на экзогенные воздействия;
Научная новизна. В ходе исследования впервые собран и систематизирован материал, касающийся оценки состояния периферической гемодинамики в условиях гипотермии, а также показателей временного и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма (ВРС) подростков в соответствии с влиянием температурных факторов. Впервые показана возможность интеграции методики исследования концентрации оксида азота с методами исследования гемодинамики и механизмов ее регуляции. Получены данные о половых особенностях функционирования ряда параметров, характеризующих функциональное состояние ССС. Впервые выявлены корреляционные взаимосвязи между параметрами периферического кровообращения в конечностях, вариабельностью ритма
сердца и уровнем активации NO-эргической системы. Анализ статистических показателей на основе качественно-количественной характеристики в вышеуказанных системах позволил детальнее изучить возможное изменение метаболизма оксида азота в условиях холодового воздействия в отдельных гемо динамических системах.
Положения, выносимые на защиту.
Регуляция периферического кровотока и модуляция сердечного ритма, поддерживающие гомеостаз гемо динамической системы, на заключительных этапах формирования организма находятся под преобладающим влиянием парасимпатического отдела АНС. Это свидетельствует о том, что парасимпатические влияния на адаптационные механизмы, поддерживающие гомеостаз гемодинамической системы, являются оптимальными.
В подростковом возрасте сердечная деятельность как функциональная составляющая ССС не имеет модулирующего влияния на гомеостатические механизмы при гипотермических воздействиях на периферические участки тела.
У девочек с ваготоническим типом регуляции сердечной деятельности гемодинамическая система и ее регуляторные механизмы сбалансированы так же, как и реакции АНС на температурные воздействия, что подтверждают развитые межсистемные и внутрисистемные корреляционные взаимосвязи. Это свидетельствует о том, что ваготонический тип регуляции является более устойчивым к действию экзогенных факторов.
Использованная в исследовании методика выявила тесные корреляции между АНС и NO-эргической системой, тогда как четких взаимосвязей между периферической гемодинамикой и концентрацией оксида азота в организме установлено не было.
Научно-практическая значимость работы. Всестороннее и глубокое изучение физиологических систем здорового организма и их функциональное состояние при различных экзогенных и эндогенных влияниях дает представление о базовых свойствах адаптационно-компенсаторных механизмов, заложенных в организме. Только в этом случае возможна грамотная разработка методик для выявления ранних нарушений в исследуемых системах или лечения уже имеющихся патологий.
Анализ доступных научных источников показывает, что работ, посвященных изучению внутрисистемных сложных и многогранных процессов и их взаимосвязей в ССС, отражающих состояние системы периферической гемодинамики и адекватное реагирование на это состояние сердечной деятельности при различных внешних и внутренних условиях, мало. А в имеющихся работах встречаются противоречия по показателям, характеризующим состояние ССС у подростков разного пола.
Таким образом, все еще остается актуальным исследование функционального состояния ССС в подростковом возрасте в здоровом
организме и выявление взаимозависимых реагирований составляющих этой системы на различные эндогенные воздействия.
Целью проведенной в исследовании локальной холодовой пробы явилось моделирование ситуации влияния неблагоприятных низких температур на открытые участки тела, в данном случае, на кисти.
Полученные результаты могут служить основой для разработки и модификации методов определения концентрации оксида азота в биологических системах, а также могут быть использованы в клинике для донозологической диагностики патологических процессов в ССС. Показано, что степень вовлеченности различных отделов ССС в реализацию ответных реакций может служить основой для изучения модулирующего влияния N0-эргической системы на морфофункциональные изменения метаболического обеспечения любого вида деятельности. Была предпринята попытка выявления взаимосвязанной реакции двух составляющих ССС -периферического кровотока и сердечной деятельности - на гипотермическое воздействие.
Результаты исследования используются в лекциях и лабораторно-практических занятиях по курсам «Молекулярная биология», «Физиология человека», проводимых преподавателями кафедр анатомии и физиологии человека, химии и ме дико-биологических основ физической культуры для студентов Владимирского государственного гуманитарного университета.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на нескольких ежегодных научных конференциях ВГГУ (2005-2008) и межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «ЗДОРОВЬЕ, ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА, СПОРТ» (Владимир, 2008).
Научные публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 109 печатных страницах машинописного текста, иллюстрирована 14 таблицами и 15 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы описания организации и методов исследования, главы эмпирического исследования, главы обсуждения результатов и выводов. Библиографический указатель содержит 162 источника, из них 97 на русском и 65 иностранном языках.
