Введение к работе
Актуальность темы. Изучение адаптации организма к действию факторов внешней среды, в том числе к физической нагрузке, является актуальной проблемой. Двигательная активность характеризуется универсальностью (Аршавский И.А., 1980), в значительной степени определяя развитие организма и функционирование всех органов (Никитюк Б.А., 1997). Воздействуя на локомоторную систему, физическая нагрузка вовлекает в процессы перестройки сердечно-сосудистую, дыхательную системы, изменяет уровни физиологических, биохимических процессов, обладает возможностью влиять на все функции организма. Под “двигательной активностью” обычно понимаются как мышечные нагрузки, так и их ограничение – гипокинезия. Если вопросы, связанные с двигательными нагрузками, интересуют специалистов спортивной медицины, то изучение изменений в состоянии органов и систем вследствие ограничения двигательной активности, привлекает внимание работников клиник, военной, морской, авиакосмической медицины. Ограничение двигательной активности является в настоящее время неотъемлемой частью существования человека (Коваленко Е.А., Гуровский Н.Н., 1980; Кирилов О.И., Кириленко Л.А., 1988; Шапошников Е.А., 1987; Березовская В.И. и соавт., 2005). Центральным звеном в осуществлении приспособительных изменений в организме при действии различных режимов двигательной активности является эндокринная система и надпочечники – в частности. Это связано с тем, что надпочечники участвуют в регуляции обмена, деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, в энергетическом обеспечении процессов жизнедеятельности, в сохранении водно-электронного баланса и т.д. (Сапин М.Р., 1974; Виру А.А., 1980; Кочетков А.Г., 1981; Каширина Н.К., 2003; Nagаria H.S., 2003).
Двигательная активность сопровождается морфологическими перестройками в надпочечниках, что находит подтверждение в работах А.С. Панковой (1983), Т.И. Богдановой (1989), M. Kjaer (1997), S.K. Droste et all (2003), H. Kawashima (2004).
Однако внимание исследователей обычно обращено на какую-то одну совокупность структур: корковое или мозговое вещество, паренхима или строма органа и т.д. В большинстве работ отсутствовал индивидуальный подход к дозированию фактора и к анализу полученных результатов. Не в полном объеме представлены сведения о типологических особенностях надпочечников при действии на организм предельных нагрузок.
Настоящая работа является частью комплексного исследования кафедры нормальной анатомии Нижегородской государственной медицинской академии и группы адаптационной морфологии НИИ ПиФМ по изучению адаптации организма к различным режимам двигательной активности.
Цель исследования: изучение морфологических изменений в надпочечниках при действии на организм двигательных нагрузок разной величины и гипокинезии.
Задачи:
-
Изучить особенности строения надпочечников на органном, тканевом, клеточном, субклеточном уровнях при действии однократных, индивидуально дозированных двигательных нагрузок (ИДДН).
-
Определить структурные изменения в надпочечниках при воздействии на организм многократных двигательных нагрузок, формирующих длительный бег.
-
Исследовать изменения морфологии надпочечников при ограничении двигательной активности различной продолжительности.
-
Изучить с помощью морфометрических и электронно-микроскопических методов структурную организацию надпочечников контрольных животных.
-
Выявить типологические индивидуальные особенности надпочечников при действии на организм предельных двигательных нагрузок.
Научная новизна.
В работе впервые показано, что при действии на организм многократных двигательных нагрузок, формирующих длительный бег, изменения происходили, преимущественно, в корковом веществе надпочечников и проявлялись в увеличении: размеров клубочковой и пучковой зон коры, ядер эндокриноцитов, диаметра капилляров, оптической плотности продуктов реакции на ферменты, катализирующие образование стероидных гормонов.
Установлено, что при действии однократных двигательных нагрузок и гипокинезии различной продолжительности структурные перестройки происходят как в корковом, так и в мозговом веществе надпочечников. При этом однократные двигательные нагрузки (бег со скоростью 15 км/час в среднем 27 мин – небольшие нагрузки и бег со скоростью 15 км/час в среднем 193 мин – предельные нагрузки), непродолжительная гипокинезия (около 30-и суток) вызвали увеличение ширины всех зон, размеров ядер адренокортикоцитов и эпинефроцитов мозгового вещества, диаметра капилляров, а также повышение интенсивности реакции на НАД*Н2 –дегидрогеназу. При действии на организм длительной гипокинезии (свыше 100 суток) в надпочечниках уменьшались: ширина зон коркового и мозгового вещества, размеры ядер клеток; увеличивался относительный объем, занимаемый волокнами соединительной ткани, наблюдалась атрофия части клубочков и выявлялись участки некроза паренхимы.
Новым является выявление двух основных типов организации структурных элементов надпочечников, которым, на уровне организма, соответствует высокий или низкий уровень работоспособности.
В работе впервые показано, что реакция структурных элементов надпочечника, характеризующих гистоэнзиматическую активность эндокриноцитов (интенсивность реакции на НАД*Н2 –дегидрогеназу, сукцинатдегидрогеназу, 3–оксистероиддегидрогеназу, щелочную фосфатазу), состояние капиллярного русла и стромы органа (относительный объем ретикулярных волокон) зависели от продолжительности действия двигательной нагрузки и гипокинезии.
С системных позиций представлены особенности строения надпочечника: клубочковой, пучковой зон и мозгового вещества на ультраструктурном, клеточно-тканевом, органном уровнях у экспериментальных животных и в контрольной группе.
Научно-практическая значимость исследования, внедрение результатов.
Настоящее исследование расширяет представления о закономерностях морфологических перестроек в надпочечнике при адаптации организма к двигательным нагрузкам и гипокинезии.
В работе продемонстрирована необходимость индивидуального подхода в дозировании факторов среды: двигательных нагрузок, гипокинезии, а также в анализе и трактовке полученных данных.
Показана важность изучения надпочечника у контрольных животных в связи с выраженным полиморфизмом состояния ферментных систем, стромы и паренхимы коркового и мозгового вещества.
Полученные в работе сведения об особенностях реакции надпочечников при действии на организм различных режимов двигательной активности и гипокинезии могут быть использованы в учебной программе кафедр морфологического профиля в разделе «эндокринная система и ее значение в адаптации организма к действию факторов внешней среды».
Выявленные изменения в органе при воздействии однократных, многократных мышечных нагрузок и гипокинезии расширят представления о механизмах адаптационных изменений надпочечников при действии различных факторов внешней среды и могут быть использованы в спортивной медицине, а также при профессиональном отборе на работы, связанные с особыми условиями труда (с высоким уровнем мышечных нагрузок либо при резком и длительном ограничении подвижности).
Основные положения, выносимые на защиту
1. Однократные и многократные индивидуально дозированные двигательные нагрузки, гипокинезия вызвали количественные и качественные перестройки в клубочковой, пучковой зонах и в мозговом веществе надпочечников на всех изученных нами уровнях: от ультраструктурного до органного.
2. Однократные индивидуально дозированные двигательные нагрузки (бег со скоростью 15 км/час в среднем 27 мин – небольшие нагрузки и бег со скоростью 15 км/час в среднем 193 мин – предельные нагрузки) приводили к изменениям морфологического состояния, которые проявлялись в повышении функциональной активности как коркового, так и мозгового вещества надпочечников, о чем свидетельствовало увеличение ширины зон, диаметра капилляров, размеров ядер эндокриноцитов, интенсивности реакции на НАД*Н2 –дегидрогеназу и т. д.).
3. Многократные двигательные нагрузки (нагрузки до формирования увеличения времени бега – с 11 минут в первые дни тренировок до 60 и более минут в конце цикла тренировок) и три повторения циклов тренировок (три макроцикла) приводили к увеличению времени бега на 654,50 % и вызывали изменения преимущественно в корковом веществе надпочечников, о чем свидетельствовало увеличение ширины клубочковой и пучковой зон, размеров ядер адренокортикоцитов, диаметра кровеносных капилляров, интенсивности реакций на СДГ, 3–оксистероиддегидрогеназу.
4. Непродолжительное ограничение двигательной активности (около 30 суток) вызывало адаптационные перестройки в корковом и мозговом веществе надпочечников, увеличивались: ширина зон, размеры ядер клеток, диаметр капилляров, интенсивность реакции на НАД*Н2 –дегидрогеназу.
5. При длительном действии гипокинезии (более 100 суток) в веществе надпочечника развивалось состояние перенапряжения. Выявлялись дистрофические изменения: атрофия части клубочков, участки некроза паренхимы, увеличение относительного объема ретикулярных волокон. Уменьшались ширина зон, размеры ядер клеток, количество митохондрий и секреторных гранул в мозговом веществе.
Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации представлены в период с 1987 по 2007 на научном симпозиуме «Морфологическая реакция организма на физическую нагрузку и ее ограничения» (Горький, 1987), 2 Всероссийском съезде АГЭ (1988), I Респ. науч. конференции «Управление морфогенезом тканей и органов в процессах адаптации» (Иркутск, 1989), науч.-практ. конференции «Функциональная морфология сердечно-сосудистой и нервной систем в норме, патологии и эксперименте» (Ростов-на-Дону, 1990), XI съезде АГЭ (Полтава, 1992), 3 Всерос. Съезде АГЭ (Тюмень, 1994), VII-IХ Конгрессах Международной ассоциации морфологов (2002, 2004, 2006), на заседаниях кафедр нормальной анатомии человека НижГМА и ММА им. И.М. Сеченова.
Публикации. По теме исследования опубликовано 30 работ.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы “Материал и методы”, шести глав изложения собственных данных, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы. Материалы диссертации изложены на 236 страницах машинописного текста, основной текст – на 195. Работа содержит 40 таблиц, 59 рисунков. Библиография включает 400 источников, из которых 248 отечественных и 152 иностранных.
