Введение к работе
Актуальность проблемы. Общая теория адаптации к различным воздействиям внешней среды находится . в стадии интенсивной разработки.Это представляется вполне закономерным в свете современных достижений общебиологических наук и в связи с появлением большого количества новых факторов, являющихся продукцией современного общества.
Проблема адаптации организма к экстремальным воздействиям, и в частности к кислородному голоданию .будет всегда находиться в центре внимания исследователей, так как трудовая деятельность человека,направленная на завоевание космоса, глубин земли и океана.горных местностей,создает специфические ситуации, порождающие опасность критического изменения газовой среды обитания. Следует особо отметить.что большинство болезней, практически вся клиника, в той или иной мере, связана с проблемой гипоксических состояний.
Существует обширная литература, освещающая различные
стороны проблемы, в которой рассмотрены многие аспекты
гипоксических состояний. Однако целый ряд вопросов,
касающихся стратегии физиологической адаптации и тонких
механизмов, обеспечивающих выживание в условиях гипоксии,
требует дальнейшего экспериментального анализа и
теоретических обобщений. При этом особое значение имеют
исследования, направленные на изучение генетически
предопределенных механизмов индивидуальной чувствительности
к кислородному голоданию, зависимости резистентности к
гипоксии от видовоіі принадлежности, возраста, а также
периодики физиологических и "биохимических эндогенных
биоритмов. В связи с интенсивным освоением .обширных территорий горных районов страны возникает проблема сохранения здоровья и работоспособности человека в условиях среднегорья и высокогорья.
Различные аспекты проблемы гипоксии явились предметом широких и интенсивных научных исследований (Сиротинин Н.Н., 1966; Барбашова З.И.,1960; Агаджанян Н.А., 1972, 1986, .1994; Коробков А.В.,1975; Колчинская А.З.,1964,1973; Миррахимов М.М., 1964 ,1989, 1994; Меерсон Ф.3.1978,1993; Van Liere, Stickney 1963. Hurtado 1964; Cohen 1972;Zubietta-Callega . G.et all. 1996). Актуальным остается вопрос о методах повышения резистентности организма к кислородной недостаточности.
Исследования ноказали.что весьма эффективным способом повышения устойчивости к гипоксии является создание условий,
при которых в организме развивается умеренная и длительная гипоксия (Mihelogoaas G.,1996;Wu T.et all.,1996).
Длительное' пребывание человека в условиях горной местности, тренировка в барокамерах, в которых создаются разрежения, имитирующие соответствующие высоты, оказывается весьма надежным способом значительного повышения резистентности организма к острой гипоксии: Интенсивная физическая работа, большие спортивные нагрузки также способствуют повышению устойчивости к недостатку кислорода (А.В.Коробков, 1975; Ф.З.Меерсон и др., 1978,1993; Б.В.Малкин, Е.Б.Гшшенрейтер, 1977;ІІшенникова М.Г., 1994).
Известно, что защитно-приспособительные реакции, лежащие в основе постепенно развивающейся адаптации организма животного и человека к кислородной недостаточности, имеют определенные пределы, которые зависят от многих факторов. "Цена адаптации" (А.В.Коробков, 1972) прежде всего определяется длительностью и уровнем ' гипоксического -воздействия, создаваемого с целью повышения ' устойчивости к кислородному голоданию. Резистентность организма животного и человека к кислородной недостаточности обеспечивается целым рядом достаточно подробно изученных приспособительных сдвигов. До настоящего времени проблема гипоксии имеет большое практическое значение и многие вопросы требуют дальнейшей разработки.
Целью работы явилось изучение общих закономерностей динамики нейрофизиологических и вегетативных процессов адаптации организма к гипоксии в различных экологических условиях.В процессе проведения экспериментов, предполагалось:
1. Проследить характер изменений и оценить
информативность ряда физиологических показателей организма
(температуры и массы тела, эритроцитов крови, кислотно-основного
состояния) в ходе тридцатидневных гипоксических барокамерных
тренировок на разных "высотах" (электрокардиограммы, частоты
сердечных сокращений, частоты дыхания, характера изменения
диаметра сосудов циальной оболочки головного мозга) при
острой гипоксической гипоксии и асфиксии для оценки степени и меры адаптированности животного как на взрослых особях, так и в период постнатального онтогенеза;
2.Определить особенности индивидуальной резистентности
животных разного возраста, видовой принадлежности, цнркадной
периодики чувствительности животных к гипоксии, а также при
ряде естественных физиологических состояний (спячка,
беременность, двигательная активность) в различных условиях среды;
3.Исследовать возможность метода электроэнцефалографии, первичных и вторичных вызванных потенциалов коры головного мозга и подкорковых структур, а также условной реакции активного избегания для оценки функционального состояния ЦНС при кислородном голодании.
-
Провести ставнительный анализ информативности электрофизиологических и вегетативных показателей для оценки функционального состояния организма в условиях кислородной недостаточности.
-
Разработать функциональную систему адаптации к кислородному голоданию на основе концепции П.К.Анохина с учетом индивидуальных характеристик эфферентного звена системы, для достижения конечного полезного результата.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые
установлены основные закономерности динамики
нейрофизиологических и вегетативных процессов адаптации организма к гипоксии в различные возрастные периоды и в условиях изменяющейся среды обитания. Проведен сравнительный анализ изменений температуры тела животного в разные возрастные периоды постнаталыгого онтогенеза на фоне гипоксической барокамерной тренировки и сделана оценка влияния хронической гипоксии на становление терморегуляторных механизмов.
Специально ' сконструирована установка стереогаксис-микроскоп 'для прижизненного длительного изучения микроциркулящш коры головного мозга при острой гипоксии, и прослежены изменения микрососудов коры головного мозга при асфиксии.
Научная новизна данного исследования состоит в том, что в нем показана возможность использования динамики отдельных компонентов вызванных биоэлектрических потенциалов коры головного мозга для тонкой оценки функционального состояния ЦНС в условиях кислородного голодания и проанализирована большая информативность восстановительного периода после завершения тестирующих гипоксических воздействий для оценки уровня адаптированности животного к хронической гипоксии.
Новым также является исследование динамики биоэлектрической активности в коре головного мозга при локальном отрицательном давлении и отрицательном давлении на нижнюю
половину тела (ОДНТ), создающем особые условия
кислородного обеспечения в локальных участках коры больших полушарий.
Представлена функциональная система адаптации к кислородной недостаточности с учетом индивидуальных характеристик эфферентного звена системы, обеспечивающего мультивариантный принцип достижения полезного конечного результата. Она может быть использована в разработке концепции экологического портрета.
Теоретическая и практическая значимость состоит в том, что на основе полученных данных рекомендуется применять для адаптации организма в начальные стадии постнатального онтогенеза щадящие режимы барокамерной - гипоксическои тренировки, по сравнению с эффективными режимами для взрослых животных. Выявлены сроки формирования системы терморегуляции у крыс в постнатальном периоде и влияние гипоксическои барокамерной тренировки на процесс становления механизмов поддержания постоянства температуры тела.
Дополнена классификация, описывающая ряд
физиологических состояний, при которых кислородное голодание является нормальной защитно-приспособительной реакцией, необходимой для формирования механизмов, обеспечивающих в конечном итоге кислородный гомеостаз.
Разработанные методы оценки адаптированности животных к гипоксии и полученные фактические данные использованы в курсах лекций и практических занятий по нормальной физиологии, экологической физиологии и экологии человека.
Положения, выносимые на защиту: таким образом, на защиту выдвигается положение о существовании, наряду с обширным классом гипоксических состояний различной этиопатогенетической природы, физиологических, запрограммированных в процессе эволюции, форм кислородной недостаточности, повышающих резистентность организма к экстремальным воздействиям.Кроме того, рассматривается положение о мультивариантном принципе адаптации к гишжсии,обусловливающем строго индивидуальные черты формирования защитно-приспособительных процессов в организме на действие экстремальных факторов среды.
Апробация работы-Материалы диссертации доложены на 24-м совещании по проблеме высшей нервной деятельности,Москва,1974; на XII съезде физиологического общества, Москва, 1975; на 1 симпозиуме "Физиологические и клинические проблемы адаптации
к гипертермии, гипоксии и гиподинамии", Москва, 1975; на научной конференции "Физиологические и клинические эффекты локального отрицательного давления", Москва, 1976; на Всесоюзном симпозиуме "Модели и методы изучения экспериментальных эмоциональных стрессов", Волгоград,1977; на 25-ом совещании по проблемам высшей нервной деятельности, посвященной памяти И.П.Павлова, Ленинград, 1977; на 2-ом Всесоюзном симпозігуме "Физиологические и клинические проблемы адаптации человека и животных к гипоксии, гипертермии и гиподинамии и неспецифические средства восстановления", Москва, 1978; на 3-ем Всесоюзном симпозиуме "Физиологические и клинические проблемы адаптации к гипоксии, гиподинамии и гипертермии", Москва, 1981; на 4-ом Всесоюзном симпозиуме по физиологическим проблемам адаптации, Таллин, 1984 ;на XY Всесоюзном съезде физиологов, Кишинев, 1987; на 1-й и 2-й межвузовских конференциях "Актуальные проблемы экологии",Москва, 1995, 1996; на III Международном форуме "Экология человека", Москва, 1995;иа I Международном конгрессе "Экология человека", Кипр, Лимассол, 199б;на I Международной конференции "Экология человека", Москва, 1996.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 47 работ из них 2 учебника, 5 учебных пособий.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 274 страницах и состоит из введения, глав обзора литературы, методов и объема исследования, собственных данных, заключения и выводов.. Работа проиллюстрирована 57 рисунками и содержит 7 таблиц. Список литературы состоит из 312 источников. Из них 207 отечественных и 105 иностранных.
