Введение к работе
Актуальность темы. Актуальность изучения ответных реакций >рганизма человека и животных на-изменение условий дыхания обусловлена тем, что многие заболевания и патологические процессы :опровождаются' гипоксическими явлениями, а гипербарическая жсигенания является мопшым средством борьбы с ней. ГИПОКСИЯ и "'ипероксия, как и многие другие методы воздействия на организм, імеют присущие им ограничения, недостатки и противопоказания, но терапевтический эффект кислорода бесспорен при лечении многий заболеваний (Агаджанян, 1972; Коваленко, Черняков, 1972; Зураковский, Бокерия, 1974; Петровский, ЕФуни, 1975; Казначеев, 1980; РЯбОВ, 1988).
В последнее время в результате сложившихся социально-экономических условий на передний план выдвигается ряд вопросов, гвязанных с гипоксическим повреждением и его последствиями У плодов л новорожденных. Многие важные стороны этой проблемы недостаточно полно исследованы и результаты продолжают отставать от задач чедииинской практики, Б связи с этим не оставляет сомнений необходимость расширения исследований в области Физиологии организма млекопитающих, находящихся на ранних этапах 5нтогенетического развития, для выявления закономерностей Формирования и развития Функциональных нарушений с целью проведения мероприятий, направленных на уменьшение неблагоприятных сдвигов в организме плода, происходящих под влиянием сниженного кислородного снабжения (Савельева, 1987; Сотникова, 1987; Федорова и др. , 1987).
Одним из ранних критериев изменения состояния внутриутробно развивающихся плодов, новорожденных и взрослых млекопитающих являются показатели дыхательной Функции крови. Как указывал к.Д. Слоним (1982), самые высокие степени адаптации организма к недостатку кислорода следует видеть в особенностях структуры и жизни эритроцитов, сродства гемоглобина к кислороду и свойств тканей утилизировать этот кислород. Однако работ, касающихся изменений показателей дыхательной функции крови плода и новорожденного и обобщающих комплексные исследования данной проблемы, в научной литературе единицы. К такому мнению приходит целый ряд отечественных ученых (Персианинов и др., 1971; савченков, /Іобьшдев, 1980; Исаков и др. , 1981; Аршавский, 1982; Антонов и др. , 1984; Иржэк и др. , 1985).
знание же особенностей дыхательной функции крови плодов, новорожденных и взрослых человека и животных имеет не только практическое значение для профилактических мероприятий, предупреждающих нарушение адаптивных механизмов (Казначеев. 1980), но и теоретическое значение, так как на примере дыхательной Функции крови выявляются общие закономерности биологической реакции на экстремальное воздействие.
Наши исследования проводились в соответствии с планом научно "следовательских работ Сыктывкарского государственного г.'аіверситета, включенным в координационные планы важнейших НИР по :/,';::опш АН СССР по теме "Анализ Физиологических основ адаптации организма к Физическим факторам среды", а также в соответствии с планом целевой программы АН СССР "Способы коррекции гипоксии в гкінях" на 1966-1990 гг.
Цель работы. Основной целью работы является теоретическое и экспериментальное исследование особенностей Формирования сказателей кислородной емкости крови, ее кислородосвязуюших воиств и механизмов, обеспечивающих динамику этих показателей, в /гловиях искуственно созданных гипоксическои гипоксии, гипероксии .-.лербарическои оксигенавди у млекопитающих,. находяшихся на разны: ."алиях онтогенеза.
Задачами работы являлись:
- теоретический анализ научных исследований динамики
сказателей дыхательной функции крови животных при действии на ни:
.:\зких и высоких концентраций кислорода в дыхательной среде;
- выявление нарушений процессов Формирования показателей
-лслородной емкости крови у плодов и новорожденных животных в
. эвисимости от сроков беременности, степени и времени изменения " зрциального давления кислорода в дыхательной среде;
- определение динамики физико-химических и биохимических
"араметров вне- и внутриэритроцитарной среды, определяющих
:.;:.;лородосвязушиє свойства гемоглобина у млекопитающих разного зозраста при гипоксии и гипероксии;
определение направлений и уровня изменений кислородосвязуюпшх свойств гемоглобина при действии хронической и .'строй гипоксии и гиперокси на млекопитающих в пренатальном и костнатальном онтогенезе;
анализ механизмов регуляции кислородосвязуюпшх свойств гемоглобина животных разного возраста после действия гипоксии и гипероксии.
научная новизна, на основании теоретического анализа и результатов собственных исследований обосновано представление о колебательном характере изменения морФо-функциональных свойств красной крови в онтогенезе млекопитающих как в нормальной, так и 5 ".змененной дыхательной среде.
Впервые установлено, что длительное многоразовое влияние кислорода на животных приводит к Фазовому изменению кислородосвязуюпшх свойств гемоглобина.
Значительно расширен видовой и возрастной состав млекопитающих, подвергавшихся влиянию гипероксии. установлены
основные направления изменения кислородосвязуюпшх свойств
гемоглобина у животных разных возрастных групп.
Впервые у плодов млекопитающих выявлена зависимость
кислородосзязумеих свойств гемоглобина от гипероксигенапин Зеременного организма. Смещение кривых диссоинаиии оксигемоглобина происходит в направлении кривых диссоциации животных старших зозрастных групп.
Показано, что у новорожденных животных в условиях гипероксии, <ак и при гипоксии, сродство гемоглобина к кислороду снижается, несение кривых диссодиаш-ш происходит по гипоксическому тягу. но : увеличением возраста у "гипероксических" животных направление :мешения кривых диссоциации меняется на противоположное и таким образом выявляется видоепепиФический характер этой реакции.
На основании изучения Физикохимических, биохимических свои., т <рови и сродства гемоглобина к кислороду подтверждено ранее зысказанное предположение, что в условиях гипероксигенации Зеременкых животных у плодов и новорожденных развивается Типероксическая" гипоксия.
В опытах m vitro установлено, что модифицированное в результате гипероксигенадии сродство гемоглобина к кислороду :пособно сохраняться в измененном виде длительное время.
Научно-практическое значение работы, результаты исследования и основанные на них закономерности Формирования системы транспорта сислорода кровью в организме плодов и новорожденных представляют обои разработку нового перспективного направления в возрастной, жологической и обшей Физиологии.
Экспериментальные материалы использованы в коллективной юнограФии. часть материалов цитируется в фундаментальном руководстве "Физиология системы крови. Физиология зритропозза" U9T9). Разработанные положения и методические подходы, экспериментальные методы и написанное на их основе учебное пособие 'Большой практикум по Физиологии и биохимии системы крови" :гладилов> 1982) используются в преподавании Физиологических дисциплин в сыктывкарском государственном университете, в практик/ 'чебных занятий и научных исследований СГУ и Коми педагогического інстатута внедрен способ определения гетерогенности гемоглобина на іленках из ацетата целлюлозы (положительное решение на выдачу а. - ю заявке N 463064-7 от г. 01. 91 г. , акт о внедрении от 25.04.89), іредложено и внедрено 5 рационализаторских предложений, нашедших [ркменение в исследовательской и учебной практике.
Основные положения, выносмые на зашиту:
изменение показателей кислородной емкости крови и ее :ислсфодосвязуших свойств в онтогенезе млекопитающих носит :олебательный характер;
в условиях гипоксии и гипероксии характер Формирования юказателей кек и ее кислородосвязуюшйх свойств нарушается и іависит от срока беременности, в течение которого оказывалось юздействое на беременный организм;
гипероксия приводит к развитию в организме плодов и
- 6 -новорожденных гипокскческкк реакций.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 12 съезде Всесоюзного Физиологического общества им, И.П.Павлова (Тбилиси, 1975), 7 научном совещании по эволюционной Физиологии, посвященном памяти академика Л. А.орбели (Ленинград, 1973), Всесоюзной конференции по механизмам регуляции в системе крови (Красноярск, 197,3), научной конференции северных Филиалов А! СССР (Сыктывкар. 1979!, научной конференции "Специальная и клиническая физиология гнпоксических состояний" (Киев, 1979), всесоюзном симпозиуме "Биологические проблемы севера" (Сыктывкар, 1981), 7 Международной конгрессе по гипербарической медицине (Москва, 1981), 3 Всесоюзном симпозиуме "физиологические и клинические проблемы адаптации к гипоксии, гиподинамии и гипертермии" (Москва, 1981), 6 Всесоюзной конференции по экологической физиологии (Сывтывкар, 1962), 10 Всесоюзном симпозиуме "Биологические проблемы севера" (нагадан, 1963), Всесоюзной научно-практической конференции "Теоретические и клинические аспекты патофизиологии дыхания" (Куйбышев, 1983), на и 4 всесоюзных рабочих совещаниях по транспорту газов кровью (Сыктывкар, 19 83; Гродно, 1964), научно-практической конференции "Ускорение социально-экономического развития Урала" (Свердловск, 1969), Всесоюзной конференции "компенсаторно- приспособительные реакции организма при гипоксии" (.Куйбышев, 1989), з Международном симпозиуме по лосю (Сыктывкар, 19^0), -2 Всесоюзной конференции "Системы микроциркуляции и гемокоагулядии в экстремальных условия (Фрунзе, 1990), Всесоюзной конференции "Молекулярные и клеточные основы кислотно-основного и температурного гомеостаза" (Сыктывкар 1991), научной сессии "Актуальные проблемы адаптации и здоровья населения Севера" (Архангельск, 1991).
Публикации. Результаты научной работы экспонировались на Международной выставке научных разработок университетов сочстран (София, 1986) и вднх СССР (1984). По материалам диссертации опубликована 41 работа, в том числе монография, учебное пособие, статьи и тезисы докладов на конференциям, получено положительное решение на-выдачу А.с. по заявке К 4630647/14 от 02.01.91 "Способ определения гетерогенности гемоглобина".
структура и объем работы, диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 319 страниц машинописного текста, включая 41 таблицу и'23 рисунка. Список литературы состоит из 469 работ, из них гез работы отечественных авторов.