Введение к работе
; '
;'^ - '").^.і^Ц^лльность_иссле,п;ода*«їя. Согласно теории функциональных "систем П.К.Анохина (1930-1975) возбуждения периферических рецепторних аппаратов служат необходимым компонентом механизмов акцептора результата действия. В работе "Проблема центра и периферии в физиологии высшей нервной деятельности" П.К.Анохин писал:"Мы считаем, что каждая функциональная система имеет определенный комплекс афферентных сигнализаций, который направляет и корригирует выполнение определенной функции" (1935). Аффервнтация от рецепторов ротовой полости играет важную роль в функциональной системе пищевого поведения, обеспечивая центральные структуры акцептора результата сведениями о сенсорных параметрах потребляемой пищи и жидкости. Вся динамика приема пищи находится под контролем афферентации от рецепторов языка, пищевода и желудка, -а процесс потребления соответствует этапу "сенсорного насыщения", так как прекращение приема пищи происходит задолго до всасывания ее химических элементов в кровь и состояние насыщения достигается благодаря афферентным возбуждениям ( П.К.Анохин, 1968, 1975; К.В.Судаков, 1984; А.И.Щумилина, Б.В.%равлев, 1987). На начальной стадии "сенсорного насыщения" вкусовая аффервнтация обеспечивает сигнализацию о химическом составе пищи и участвует в формировании гедонического компонен-тавосприятия, а на завершающем этапе она способствует прекращению приема пищи.
В психофизиологических экспериментах было обнаружено, что уровень функциональной мобильности вкусовых сосочков языка человека в состоянии голода высок, а после приема пищи снижен (Н.С.Зайко, 1956, 1967; С.М.Будылина, 1987). В основе изменения хемосенсорной чувствительности в процессе пищевого потребления лежат регуляторные изменения уровня афферентации от хеморецепто- . ров языка (А.И.Есаков, 1961, 1977; Brush, Halpern , 1970). Важное значение вкусовая аффервнтация имеет не только в процессе поедания смешанной пищи, но и в реализации специализированных аппетитов. Если формирование "солевого аппетита" у крыс можно вызвать адреналэктомией, то его реализация - потребление хлорида натрия находится в зависимости от сниженного уровня вкусовой
афферентной импульсации у таких животных ( Kosten, Contreras, 1985), а нарушение "углеводного аппетита" у мышей с врожденным диабетом сопровождается двукратный усилекиеі.: вкусовых ответов на сахара, регистрируемых со вкусового нерва ( Sako е. а. і 1990). Однако в научной литературе крайне мало публикаций, посвященных оценке изменений уровня вкусовой афферентации в процессе динамики пищевого потребления, исследованию невральных и нейромедиагорных механизмов регуляции афферентации, изменениям пищевого и специализированного потребления при недостатке вкусовой сигнализации. В то же время проблема участия вкусовой афферентации в механизмах, регулирующих.процесс потребления пищи и жидкостей, относится к разряду актуальных проблем фундаментальной физиологии и ее решение важно для более полного понимания деятельности функциональной системы пищевого поведения.
Цели и задачи исследования. Целью данного исследования было изучение роли вкусовой афферентации в системных механизмах регулирования приема пищи и параметров специализированных форм потребления, в соответствии с чем были сформулированы основные экспериментальные задачи:
I. Исследовать особенности и нейромедиаторныа механизмы центробежной регуляции вкусовой афферентации, вызванной активацией интероцептивного аппарата желудка, а также ее роль на этапе пищевого "сенсорного насыщения".
.2. Изучить роль пептидергических механизмов регуляции вкусовой айерентации в реализации специализированного потребления растворов сахарозы или хлористого натрия.
3. Исследовать особенности специализированного потребления растворов хлорида натрия, сахарозы или сахарина в условиях частичного дефицита вкусовой аїферентации.
Научная новизна работы.В исследовании показано, что в процессе пищевого потребления на стадии "сенсорного насыщения" вкусовая аферентация находится под двойственным центробежным контролем - тормозным и облегчающим. Раскрыты нейромедиаторные механизмы, опосредующие центробежные облегчающее и тормозное влияния на вкусовую афферентацию, вызванные избирательной активацией хеш- и ыеханорецепторов желудка, соответственно. 7становлена роль симпатической нервной системы и эфферентных волокон барабанной
струны в качестве каналов центробежной регуляции, а также раскрыты норадренергические и холинергические нейромедиаторные механизмы реализации центробежных влияний на афферентную активность вкусового рецепторного аппарата.
Впервые установлено, что реализация специализированного потребления сладких углеводов, контролируемая пептидом холецистоки-нином обусловлена усилением вкусовой афферентации под влиянием этого пептида. Специализированное потребление хлорида натрия находится под контролем пептидов вещество-П и литорина и опосредовано избирательным усилением интенсивности вкусовой афферентации под влиянием этих пептидов. Применение активной иммунизации животных конъюгатами литорина и вещество-П с альбумином с целью создания высокого уровня эндогенных антител подтвердило участие этих пептидов в системном регулировании активности вкусовых рецепторов и солевого потребления. У животных с неонатальной дегенерацией вещество-П-содержащих нервных волокон обнаружено снижение уровня афферентации и нарушение солевого потребления.
Обнаружено, что специализированные формы потребления сладких веществ или хлорида натрия существенно изменяются в условиях дефицита вкусовой афферентации. Дефицит афферентации приводит к усилению предпочтения соли воде и нарушению баланса гормонов натриевого гомеостаза - альдостероне и кортикостерона; под влиянием дефицита нарушаются процессы вкусовой памяти, а также контроль зависимости объема потребления сладких веществ от массы тела животных.
Диссертационное исследование позволило сформулировать следующие концептуальные положения, выносимые на защиту: На стадии пищевого "сенсорного насыщения" уровень интенсивности вкусовой афферентации изменяется в соответствии с фазой потребления и характером потребляемой пищи благодаря механизмам двойственного центробежного контроля. В процессе специализированного потребления сладких и соленых соединений, находящегося под контролем пептидных факторов, участвуют регуляторные изменения вкусовой афферентации, опосредованные этими пептидами. В условиях дефицита вкусовой афферентации нарушаются механизмы контроля параметров потребления. Благодаря эмоциональной оценке восприятия вкусовая
афферентация играет роль фактора, модулирующего параметры полезного результата - процесса пищевого и специализированного потребления .
Теоретическое и практическое значение работы. Диссертационное исследование вносит существенный вклад в фундаментальную проблему сенсорных механизмов, контролирующих пищевое поведение у человека и животных. Проведенное исследование раскрывает перспективы дальнейшего изучения роли афферентных сигнализаций в процессе пищевого "сенсорного насыщения".
В диссертации сформулировано и доказано экспериментально положение о модулирующей роли вкусовой афферентации в контроле параметров потребления функциональной системы пищевого поведения. Раскрытие механизмов двойственного центробежного контроля вкусовой афферентации привело к необходимости учитывать состояние активности хеморецепторного аппарата языка на каждой стадии процесса потребления. Получены новые данные о пептидергическоЯ системной регуляции вкусовой афферентации в процессе потребления сладких углеводов и соленого хлорида натрия. Использование современных методов -регулирования эндогенного уровня пептидных факторов в организме путем активной иммунизации животных и неонатальной дегенерации пептид-содержащих нервных волокон дает перспективы в исследовании участия аналогичных механизмов в реализации других сенсорных функций .
Данные, полученные при анализе нарушения параметров пищевого и специализированного потребления в условиях дефицита вкусовой афферентации, раскрывают роль афферентации в механизмах регуляции пищевого поведения и могут быть также использованы в качестве рекомендации в клинической практике при повреждении вкусовых нервов у человека. Аналитическое исследование участия вкусовой афферентации в формировании эмоционального компонента восприятия пищи и жидкости может стать основой для нового направления в области сенсорной физиологии.
Диссертационное исследование вносит вклад в развитие теории функциональных систем академика П.К.Анохина и концепции профессора А.И.Есакова о регуляции активности рецепторов.
Результаты работы могут служить указаниями в области лечеб-
ного питания и экологии питания человека. Материалы использованы и могут быть применены в дальнейшем в курсе лекций по темам "Физиология питания" и "Физиология анализаторов", проводимых на кафедре нормальной физиологии Московской медицинской академии, на кафедре физиологии Иркутского государственного университета, на кафедрах физиологии животных и высшей нервной деятельности Московского государственного университета им. М.И.Ломоносова.
Апробация работы. Результаты исследования по теме диссертации были доложены на XIII и ХУ Съездах всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова (Алма-Ата, 1979 и Кишинев, 1987); на УІ и УІІ Семинарах "Развитие общей теории функциональных систем" (Суздаль, 1982 и Дагомыс, 1986); на международной советско-американской Павловской конференции памяти П.К.Анохина (Москва, 1984); на I Всесоюзном симпозиуме "Физиологические механизмы голода и насыщения" (Тбилиси, 1987); на ІУ Всесоюзной конференции памяти Х.С.Коштоянца "Физиология и биохимия медиаторов" (Москва, 1985); на Всесоюзных конференциях "Механизмы сенсорной рецепции" (Пущино, 1979, 1988); на симпозиуме "Физиология пептидов" (Ленинград, 1988); на заседаниях Московского физиологического общества (Москва, 1985, 1987, 1989, 1990).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на страницах машинописного текста и состоит из "Введения", "Обзора литературы", трех частей и 12 глав "Результатов исследования", методического описания, "Заключения" и "Выводов". Библиографический указатель содержит 328 наименований. Диссертация иллюстрирована 55 рисунками и 5 таблицами.