Введение к работе
Актуальность темы. Среди важнейших проблем современной биологии и медицины изучение микрогемоциркуляцюг занимает одно из ведущих мест. Повышенный интерес к изучению различных аспектов этой проблемы не случаен, поскольку определяется той фундаментальной ролью, которую играют процессы транспорта и обмена биологических жидкостей и растворенных в них веществ в жизнедеятельности организма.
Благодаря процессам, происходящим в системе микрогемоциркуляцш в тканевые районы доставляются кислород, глюкоза, аминокислоты, жиры, минеральные соли, .гормоны, антитела, а также большой спектр специфических и неспецифических метаболитов, которые обладают биологической активностью (В.В.Куприянов и др., 1975; А.М.Чернух и др., 1975), реализуется обменная функция сердечно-сосудистой системы, поддерживается водный и температурный баланс, обеспечивается тканевый гомеостаз (И. А. Ойвин, 1958; В. П. Казначеев, А. А. Дзизинский, 1975; Н. Schmicl-Schon-bein, 1975; К. А.Шошенко, 1975; Л. Я. Караганов, 1978; Д. П.Дворецкий, С.А.Поленов, 1984; В. В.Банин, 1986; Г.И.Мчедлишвили, 1989; Б. И. Ткачен-ко и др., 1990; В.И.Козлов и др., 1993).
Все эти процессы тесно связаны с транспортными возможностями кровообращения, которые в свою очередь зависят от потоковых свойств крови. Изменение гемореологических характеристик существенным образом сказывается на эффективности кровообращения в целом (A.Weiss, 1960; С. А. Селезнев и др., 1975; A.Copley, 1976; S. Chien, 1977; J. Dormandy, 1980; П.Н.Александров, 1981; В.А.Левтов и др., 1982; В.А.Галенок и др., 1987; J.Stoltz, 1995).
За последние годы значительные успехи были достигнуты в исследовании реологического поведения цельной крови и плазмы, влияния концентрации эритроцитов, их формы и размеров, мембранных свойств и внутреннего содержимого, деформируемости эритроцитов и их агрегации. В настоящее, время при изучении гемореологии все большее внимание уделяется уточнению взаимосвязей между различными функциональными параметрами, их соподчинения, а также адаптации к воздействию различных факторов среды.
Значительный интерес представляет изучение реологических свойств крови при мышечных нагрузках (В.И.Козлов, И.О.Тупицын, 1982; В. А.Шес-таков, А.Н.Виноградов, 1984; В.Н.Левин и др., 1991; J.Brun. 1994 ). Это связано с широкой распространенностью мышечных нагрузок в жизни человека - в бытовой, производственной, физкультурно-спортивной дея-
- г -
тельности, а также в лечебно-профилактических и реабилитационных мероприятиях.
Изучение приспособления организма к мышечным нагрузкам является удобной моделью для понимания адаптационных проблем в целом, помогает выявить потенциальные резервы различных органов и систем, установить объективные прогностические критерии адаптированное организма и наметить пути управления данным процессом.
Однако, несмотря на большое число работ по срочной и долговременной адаптации к мышечным нагрузкам комплексного исследования макро- и микрореологии не проводилось. Имеющиеся в литературе сведения о реологических свойствах крови, плазмы, эритроцитов, агрегации и деформируемости клеток при мышечных нагрузках часто носят описательный характер, выполнены с привлечением ограниченного набора методов, базируются на применении различных по характеру, интенсивности и длительности мышечных нагрузок, посвящены изучению лишь отдельных компонентов, не раскрывают взаимосвязи гемореологии и метаболизма, а также механизмов приспособительных процессов.
Анализ состояния проблемы адаптации системы крови к мышечным нагрузкам предопределил настоящее исследование.
Цель работы. Комплексное изучение перестройки гемореологических свойств в их взаимосвязи с транскапиллярным обменом, газовым составом и кислотно-основным состоянием крови при срочной и долговременной адаптации к мышечным нагрузкам.
Задачи исследования:
изучить изменения гемореологических свойств, транскапиллярного обмена, газового состава и кислотно-основного состояния крови при долговременной адаптации к мышечным нагрузкам;
проанализировать особенности сдвигов гемореологии, транскапиллярного обмена, газового состава и кислотно-основного равновесия крови при срочной адаптации к максимальной мышечной нагрузке;
установить роль отдельных факторов, влияющих на перестройку реологических свойств и кислородтранспортнои функции крови на разных этапах адаптации к мышечным нагрузкам;
на основе комплексного исследования оценить диагностические возможности определения транскапиллярного обмена, реологических параметров, газового состава и кислотно-основного состояния 'крови при выявлении степени адаптированности организма.
Научная новизна исследования. Впервые на основе комплекса функциональных, морфологических, биофизических и биохимических методов исследования определен характер изменений реологических свойств крови, транскапиллярного обмена, газового состава и кислотно-основного состояния крови при срочной и долговременной адаптации к мышечным нагрузкам. Получены новые сведения о функциональных взаимоотношениях в системе крови у неадаптированного и адаптированного к физическим нагрузкам организма.
Дана сравнительная оценка влияния мышечной нагрузки разной интенсивности и длительности на реологические свойства крови, транскапиллярный обмен, газовый состав и кислотно-основные свойства крови. Выявлены механизмы перестройки кислородтранспортной функции крови. Разработаны комплексные критерии оценки тренированности.
Научно-практическая значимость работы. Значимость работы состоит в том, что впервые проведено комплексное исследование гемореологичес-ких свойств, транскапиллярного обмена,, газового состава и кислотно-основного состояния крови при срочной и долговременной адаптации к мышечным нагрузкам, получены объективные данные об их изменениях, установлены взаимосвязи между ними и кислородтранспортной функцией крови, выявлены этапы и пути адаптивной перестройки.
Материалы исследования имеют прикладное значение для спортивной медицины и практики врачебного контроля за состоянием спортсменов, позволяют повысить качество управления тренировочным процессом, могут служить в качестве функциональных тестов при выяснении степени тренированности организма, явиться основой для формирования и разработки программ оздоровления и лечебно-профилактических мероприятий.
Материалы работы расширяют объем знаний по физиологии мышечной активности, могут быть использованы для преподавания в институтах физической культуры и на факультетах физического воспитания педагогических вузов соответствующих разделов физиологии, теории физического воспитания и валеологии, написании учебников и учебных пособий по физиологии физических упражнений.
Основные положения работы, выносимые на защиту.
1. Изменения реологических свойств крови, транскапиллярного обмена, газового состава и кислотно-основного состояния крови при срочной и долговременной адаптации к мышечным нагрузкам направлены на увеличение диффузионной и конвективной доставки кислорода к тканям. Эти изменения зависят от характера нагрузки и стадии адаптационного процесса.
-
При срочной адаптации к мышечным нагрузкам усиливается фильтрация жидкости в капиллярах, что вызывает гемоконцентрацию и повышение кислородной емкости крови. Снижение текучести крови компенсируется уменьшением агрегации, а у адаптированных животных, и увеличением деформируемости эритроцитов.
-
Долговременная адаптация к мышечным нагрузкам приводит к увеличению эффективности использования кислорода тканями, главным образом за счет интенсификации тканевого дыхания. Длительное применение больших мышечных нагрузок вызывает гемодилюцию и увеличение текучести крови. Это является важным экономизирующим фактором и снижает нагрузку на сердечно-сосудистую систему в состоянии физиологического покоя.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на: 3 съезде Всесоюзного общества гематологов и трансфузиологов (Москва, 1985), 4-м Всесоюзном симпозиуме "Кровообращение в скелетных мышцах" (Рига, 1986), 17-й Всесоюзной конференции по физиологии спорта (Ленинград, 1987), Международном конгрессе по патофизиологии (Москва, 1991), 8-м Международном конгрессе по биореологии (Иокогама, 1992), 3-й Международной конференции "Спорт, здоровье и физическая активность" (Ювяскюль, 1992), 32-м Международном конгрессе физиологических наук (Глазго, 1993), 1-м Азиатском конгрессе по микроциркуляции (Осака, 1993), 18-й Европейской конференции по микроциркуляции (Рим, 1994), Поволжской конференции "Экспериментальные и клинические аспекты адаптации микрогемоциркуляции" (Ярославль, 1995).
По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Структура работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием методов исследования, 5 глав с изложением полученных фактов, обсуждения, выводов, списка литературы. Библиография включает в себя источников литературы. Работа иллюстрирована таблицами и рисунками.