Введение к работе
Актуальность проблемы. Разработка и внедрение новых биологически активных соединений - одно из приоритетных направлений развития биологии и медицины (Хаунина Р.А., маслова М.П., 19б7. Ковалев Т.П., 1979; Такунов В.П., 1979, РягоЛ.К., Харковский A.M., 1982, Жарковский A.M., Алликметс Л.Х., Мехалане Л.С, 1984). Исследование роли нейроактивных кислот и их аналогов в регуляции висцеральных функций, в частности, дыхания является одним из ключевых разделов указанного направления (Сытинский И.А., 1972, 1977, Tececis А.К., 1973, Curtis D.R., Johnston G.A., 1974, Тараканов И.А., Сафонов В.А., 1994). Особые проблемы при практическом использовании таких биологически активных соединений возникают в связи с плохим их проникновением через гематоенцефалический барьер и высокой токсичностью доз, которые обеспечивают существенные для практики эффекты. К последним относятся, в частности, антигипокси-ческие эффекты и регуляторные дыхательные эффекты при применении этих веществ (Островская Р.У., 1984). В этой связи заслуживает внимания проблема исследования механизма действия этих веществ и их локализации в структурах мозга. Поэтому сравнительный анализ действия гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и её производных (фенибу-та - Ф и карфедона - К) на дыхательную систему (ДО, исследования эффектов, связанных с микроинъекциями этих веществ в дыхательный центр (ДЦ) продолговатого мозга (ПМ), является весьма актуальным и практически значимым.
Для полноты рассмотрения механизмов действия ГАМК, Ф и К крайне необходимы сравнения исследований на целостном организме в естественных условиях с результатами острых экспериментов на животных. Такого рода сравнения позволяют делать прогнозы о реакции дыхательной системы человека на различные дозы указанных веществ и предсказывать возможные эффекты действия других производных ГАМК, которые еще не разрешены Фэрмксмитетом к применению, а исследования их действия проводятся только на животных.
Цели исследования. Целью исследования явилось изучение изменений функциональных показателей дыхания, в частности, биоэлектрической. активности дыхательных мышц и иннервирующих их нервов крысы в хронических и острых опытах при макро- и микровведениях ГАМК, Ф и К. а также психофизиологические показатели, максимального пот-
ребления кислорода (МІЖ), самочувствия, активности, настроения (САН) человека при приеме рег-cs Ф. Конкретними зяпячями тдяйоты были:
-
Изучить реакции ДС на внутривенное, внутрибрюшное и рег-оз введение ГАМК и её производных в зависимости от дозы введения.
-
Выяснить возможность непосредственного действия ГАМК и её производных - Ф и К - на ДЦ (двойные ядра) и парабрахиалыше ядра с целью направленной регуляции дыхательной активности.
-
Оценить эффективность применения фенибута у человека в условиях хронических наблюдений.
-
Разработать способы и устройства, обеспечивающие регистрацию и поддержание нормального дыхания при экспериментальных применениях указанных веществ в условиях острого и хронического опыта.
Положения., выносимые на зашиту;
-
При действии ГАМК и ее производных на ДС целостного организма, а такхе при микроинъекциях этих веществ в ростральную часть ДЯ и области медиальных ПБЯ наблюдаются выраженные изменения биоэлектрической активности дыхательных мышц и иннервирующих их нервов преимущественно в сторону градуального снижения их активности.
-
Существует зависимость физической работоспособности и психофизиологических показателей человека в условиях приема фенибута.
-
Разработанны новые способы регуляции и восстановления ды-ханид,, способ моделирования одышки, устройство для регуляции дыхания, рефлексометр, стимулятор дыхания, микроинъектор. Установлена целесообразность их применения в острых и хронических опытах при остановке дыхания.
Научная новизна работы. Разработаны новые способы регуляции, восстановления и управления длительностью инспираторной и экспираторной фазами дыхания. Получен новый способ моделирования одышки. Изготовлено и запатентовано устройство регуляции дыхания, рефлексометр и стимулятор дыхания. Создано новое устройство, обеспечивающее микроиъекции биологически активных веществ в локализованные дыхательные структуры продолговатого мозга.
Использование перечисленных новых методов и устройств позволило получить ряд новых результатов, связанных с действием ГАМК и её производных в микро- и макродозах в эксперименте. Установлена количественная и качественная зависимость градуального угнетения
инспираторной активности при микроинъекциях этих веществ в ростро-- латеральную часть двойного ядра (ДЯ). Выявлены области, -которые дают обратимые эффекты остановки дыхания при микроинъекциях. Выявлены области в медиальных парабрахиальных ядрах (ПБЯ), которые дают эффекты инспираторного апноэ в ответ на микроинъекции фенибута и карфедона без перерезки блуждающих нервов. Установлено S-образ-ное увеличение периода восстановления исходной инспираторной активности ДЦ при микроинъекциях указанных веществ в ДЯ и ПЕЯ.
Получены новые данные о зависимости физической работоспособности гпсихофизиологических показателей у спортсменов в условиях действия фенибута.
Практическое и теоретическое значение работы. Результаты экспериментальных исследований по влиянию ГАЖ и её производных на работу ДЦ позволили сформулировать положения, имеющие определенное теоретическое значение для понимания механизмов обеспечения адаптивных реакций организма. Результаты исследования являются теоретической основой для применения фенибута как антигипоксического препарата и препарата повышающего физическую работоспособность, снимающего ощущение тревоги и страха в экстремальных ситуациях. Подготовлены методические рекомендации по применению фенибута в условиях шахтного производства. Результаты экспериментальных исследований и наблюдений на спортсменах используются на лекционных и практических занятиях в Тсльяттинском филиале Самарского государственного педагогического университета (ТФ СГПУ) при чтешш курсов по физиологии спорта и психофизиологии на спортивном факультете и факультете медицинской психологии Ростовского государственного университета.
Разработанные и запатентованные экспериментальные способы и
>
устройства для поддержания и управления дыханием, а также способы
его регистрации нашли применение при проведении лабораторных исследований в институте физиологии им. А.А. Богомольца АН Украины, (г.Киев), Ростовском госуниверситете, медицинских институтах г.г. Москвы. Донецка и Луганска, что подтверждается актами внедрения в этих учреждениях перечисленных выше изобретений.
Аппобапия работы. Материалы исследования неоднократно доложены на кафедре физиологии человека и животных Самарского государственно университета (1989 - 1994), на областных научных конфе-
ренциях молодых ученых (г. Куйбышев, 1984, 1985), Всесоюзном сове щании "Синергетика-86" (г.Кишенев, 1986), на Всесоюзной школе-семинаре "Психологическая бионика" (Харьков, 1988), на кафедре фи зиологии человека и животных Ростовского государственного университета (г.Ростов-на-Дону, 1992, 1993), на кафедрах нормальной фи зиологии Луганского (г.Луганск, 1993) и Донецкого (г.Донецк, 1992 1994) медицинских институтов, на меадународном симпозиуме по ней-роинформатике и нейрокомпьютерам (г.Рос тов-на-Дону, 1992), на ме: республиканской конференции по использованию научно-технически: достижений в демонстрационном эксперименте (г.Саранск, 1992), » IY и Y-м международных научно-технических совещаниях "Датчики ] преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (г.Гурзуф, 1992, 1993), на международном симпозиуме по нейро информатике и нейрокомпьютерам (г.Ростов-на-Дону, 1992), на рабочем совещании "Нейроинформатика и нейрокомпьютеры" (г.Красноярск 1993, 1994).
По теме диссертации опубликовано 13 научных работ и получен* 11 авторских свидетельств и патентов. Перечень публикаций приведе] в конце автореферата.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзо ра литературных данных, описания методов исследований, двух гла; результатов нейрофизиологических экспериментальных исследований ! наблюдений на человеке, их обсуждения, выводов с практическими ре комендациями.