Терморегуляционная активность и сократительные свойства скелетных мышц после острой гипотермии Пашкова, Инга Геннадьевна

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Острое охлаждение организма запимает особое место среди экстремальных факторов. Опо способно в короткие сроки вызывать в оргапизме выраженные и часто пеобратимые изменепия. К настоящему момопту им-мерсиоппое охлаждение, как один из типов острого холодового воздействия, наносящее серьезпый ущерб физиологическим функциям оргапизма из-за высокой скорости охлаждения, является наименее изученным.

В этом случае скелетпая мыпща представляет особый интерес для изучения потому, что при холодозом воздействии на организм быстрое повышение теплопродукции в основном обеспечивается специфической формой сократительной деятельности скелетных мышц - терморегуляциоппой мышечной активностью (Ивана! К. П.,1990; Лупапдип Ю. В. и соавт., 1995), которая является защитной реакцией со сто|хзпы двигательной системы в ответ па общее охлаждепие (Kleinebekel D., Klussman F. W., 1990).

Исследованиями многих авторов показано изменение электрофизиологических, биохимических и гистологических свойств скелетных мышц (LafranceL. et al., 1980; Чупахина В. Л., Мей-га л A. 10., 1990; Шмерлипг М. Д. и соавт., 1990; Чуйкип А. Е., Федорова Т. Е., 1995) в процессе развития гипотермии организма.

Однако, действие холода па организм не ограничивается периодом гипотермии. Со стороны органов и систем отмечается ряд нарушений, развивающихся непосредственно после восстаповле-пия исходной температуры тела, которые прослеживаются в течение длительпого периода (3-4 педель) после однократного охлаждения до 24-20С (Рыжаков Д. И., 1979) и последующего согревания (Шмерлипг М. Д. и соавт., 1990; Пирогова Н. А. и соавт., 1990; Чуйкип А. Е. и соавт., 1995). Как подтверждают исследования многих авторов (Walpoth В. N. et al., 1990; Алю-хипЮ. С, 1994; СлепчукН.А., 1994; Чуйкип А. Е. и соавт., 1995), восстановлепие важнейших функций оргапизма даже иосле глубокой гипотермии принципиально возможно. В литературе отсутствуют данные, касающиеся возникновения пзменепий в протекании терморегуляторпых реакций и измепеиий в характере сократительного ответа скелетных мышц в ностпшотермическом периоде.

В этой связи нам представлялось важным изучепие влияния острого холодового воздействия с развитием глубокой гипотермии организма па терморегуляционную активность и сократительные свойства скелетных мышц крысы сразу после восстановления исходной температуры тела.

ТТЕЛЬ И ЗАТТАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основной целью работы являлось изучепие изменений в протекании терморегуля-циоппой мышечной активности и сократительных свойств скелет-пых мышц сразу после выведения организма из состояния глубокой гипотермии. В соответствии с отим предстояло решить следующие экспериментальные задачи:

1. Провести нейрофизиологический апализ активности двигательных единиц, функционирующих во время терморегуляциоппого мышечного тонуса, у крыс, перенесших предварительную острую гипотермию.

2. Изучить влияние предварительной острой гипотермии организма на механические параметры одиночного и тетапического сокращения скелетной мышцы крысы.

Выполненное исследование входило в план НИР на 1991-1995 г. Головного совета по биологии Государственного комитета РФ по высшему образованию, № гос. регистрации темы 01900062483.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В настоящей работе впервые проведен апализ влияния предварительной острой гипотермии на терморегуляциопную активность двигательных единиц и сократительные свойства скелетных мышц крысы. Установлено, что предварительная острая гипотермия снижает частоту разрядов двигательных единиц во время терморегуляциоппого мышечного тонуса, усиливает степень участия центральпого респираторного механизма в организации активности двигательных единиц у крыс, что проявляется дыхательной модуляцией частоты разрядов двигательных единиц с усилением импульсации преимущественно во время фазы выдоха; не влияет на механические параметры одиночного сокращения скелетной мышцы при ее оптимальной температуре (29-30^аС); увеличивает силу сократительного ответа в режиме тетапической стимуляции, а также изменяет временные параметры зубчатого тетануса (более быстрое достижение максимального тетанического напряжения с одновременным снижением способности к его удержанию). Локальное охлаждение мышцы увеличивает продолжительность сократительного ответа

и снижает силу одппочпого и тетанпческого сокращепия, а также приводит к укорочению времени достижения максимального уровня теташіческого напряжения; приводит к укорочению второй (неэкономичной) фазы и более быстрому выходу в третью (экономичную) фазу зубчатого тетануса как у контрольных, так и у перенесших предварительную острую гипотермию крыс.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЙ ЗНАЧЕНИЕ. Выявленные и работе закономерности функционирования двигательных единиц во время терморегуляциоипого мышечного тонуса крыс, перенесших предварительную острую гипотермию, расширяют и углубляют понимание нейрофизиологических механизмов вовлечения двигательной системы в процесс поддержания температурного гоиеостазиса и имеют фундаментальное зпачепие как для физиологии терморегуляции, так и для физиологии движений. Полученные даипые позволили проанализировать действие на организм экстремально низких температур, что важпо для определения подходов к профилактике переохлаждения и его последствий.

Результаты диссертационной работы используются в лекционных курсах по нормальной физиологии, патологической физиологии медиципского факультета, лекционном курсе по физиологии человека и животных биологического факультета Петрозаводского государственного университета (Акт о впедрепии от 19.12.1996 г.)

3. Предварительная острая гипотермия вызывает измепеппя в характере функционирования двигательных единиц во время гер-морегуляциопного мышечного тонуса.

4. Предварительная острая гипотермия сохраняет устойчивый характер работы мышцы в режиме одиночного сокращепия и обнаруживает лишь изменения в картине тетапического сокращения. Снижение температуры мышцы выявляет скрытые измепеппя сократительного ответа.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследования доложепы н обсуждены па II съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995), VIII Международном симпозиуме по моторному контролю (Болгария, 1996), па конференции "Актуальные проблемы терморегуляции и тепломассоперепо-са кровью" (Санкт-Петербург, 1996).

ПУБЛИКА ІІИИ. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация пзложеиа на 161 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, материалов собственного исследования (3 главы), обсуждения результатов, выводов. Работа иллюстрирована 8 таблицами и 23 рисунками. Библиография включает 107 отечественных и 117 зарубежных публикаций.