Введение к работе
Актуальность работы. В связи с интенсивным промышленным освоением горных регионов, бурным развитием горного туризма и альпинизма возрастает роль медико-биологических исследований, направленных на изучение механизмов адаптации человека и животных к условиям высокогорья.
В трудах многих отечественных и зарубежных авторов доказана ведущая роль симпатической нервной системы в приспособительных реакциях организма в период пребывания в горной местности (З.И. Барбашова, I960; Н.А.Агадканян, М.М.Миррахимов, 1970; С.Б.Дания-ров, А.Г.Зарифьян, 1977; Д.З.Закиров, 1979; Н.Н.Сиротинин, 1981; Н.А.Агаджанян, А.И.Елфимов, 1986; Н.Н.Нагнибеда, 1986; М.Т.Турк-менов и соавт., 1986; С.Б.Данияров, 1989; j.A.Dempsey, H.V.For-ster, 1982; c.S.Fulko et al., 1985 и др.).
В рамках этой проблемы накоплен значительный фактический ма
териал, отражавший состояние симпатических механизмов на различ
ных уровнях организма. Так, подробно изучены изменения содержания
биогенных аминов в крови, моче, различных органах и образованиях
организма в условиях хронической гипоксии (К.М.Максутов, Р.И.
Кирьянова, 1973; Д.З.Закиров, 1979; Ф.З.Меерсон, 1986; С.Х.Хай-
дарлиу, 1989; M.J.Brown, I.Maquin, 1982; G.R.Bai-ег, D.J.Pal-
lot, 1984; м.А.Агіапо, S.L.Kenny, 1985). Имеится результаты выявления степени деструкции нейронов симпатических ганглиев при дозированной десимпатизации крыс и изучения динамики содержания катехоламинов в клетках симпатических ганглиев в процессе адаптации к высокогорье (А.И.Калмамбетова, 1987).
Несмотря на глубокое изучение многих сторон вегетативной регуляции функций организма в горах, остается недостаточно исследованным вопрос об участии симпатической нервной системы в регуляции дыхания адаптирувщегося организма. Анализ литературы показывает, что исследователями сделана попытка выявить изменения в регуляции дыхания при различных видах десимпатизации в равнинных условиях (3.И.Крючкова, 1974; Т.Я.Базаревич и соавт., 1979; И.М. Родионов и соавт., 1988; Б.А.Слука, Т.Н.Норман, 1988).
В высокогорных условиях изучена динамика объемно-частотных характеристик внешнего дыхания при частичном выключении симпатического отдела вегетативной нервной системы методом химической
десимпатизации (Ю.МЛанский, 1987). На этой же высоте (3200 м над уровнем моря) проведены электрофизиологические эксперименты по выяснении особенностей биоэлектрических характеристик дыхательной мускулатуры у равнинных и горных животных с удаленными каротидкы-ми гломусами. Рассмотрено также состояние нейрональных элементов дыхательного центра крыс (Е.М.Бебинов, 1979).
Однако необходимо отметить, что до настоящего времени вопросы, касающиеся совокупного изучения характеристик биоэлектрической активности дыхательного центра и дыхательной мускулатуры, их соотношения с другими элементами паттерна дыхания, практически не разработаны как в горных, так и в равнинных условиях. Не решен и весьма важный вопрос о связи указанных характеристик с активностью вегетативной нервной системы, хотя роль симпатического отдела в регуляторних реакциях многих систем доказана убедительно. Поэтому представляются перспективными исследования по изучении функционирования различных звеньев системы внешнего дыхания в условиях горной гипоксии на животных, подвергнутых разной степени химической десимпатизации. Результаты подобного рода экспериментов существенно дополняют имеющиеся представления о влиянии симпатической нервной системы на респираторную функцию в период пребывания 5 горнойїме.стности.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования было выявление степени участия симпатической нервной системы в формировании адаптивных реакций дыхания в условиях высокогорья у крыс.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
-
Провести сравнительный анализ.импульсной активности дыхательных нейронов продолговатого мозга, различных групп дыхательной мускулатуры и параметров легочной вентиляции контрольных животных в низкогорье ^и высокогорье.
-
Выявить особенности сдвигов импульсной активности дыхательных нейронов, дыхательных мышц и вентиляторных показателей у животных, десимпатизированкых в условиях кизкогорья.
3. Изучить динамику указанных электрофизиологических и вентиляторных характеристик дыхания животных, десимпатизированных в различные сроки высокогорной адаптации.
Научная новизна. В работе впервые проводились исследования, одновременно охватывающие ведущие звенья системы внешнего дыха-
ния животных (дыхательный центр, дыхательная мускулатура, легочная вентиляция) при воздействии на симпатическую нервную систему в условиях хронического влияния горной гипоксической среды. Получены новые данные о степени участия симпатической регуляции системы дыхания на различных стадиях горной адаптации.
Впервые в горной экспериментальной физиологии установлены закономерности, углубляющие представления о динамике характеристик паттерна дыхания животных, подвергнутых действию симпатолити-ка в различные сроки адаптации к высокогорью.
Показано, что химическая десимпатизация белых крыс в условиях низкогорья приводит к уменьшению активности большинства элементов механизма регуляции дыхания и снижению уровня вентиляторных показателей. Получены новые данные о состоянии параметров импульсной активности нейронов дыхательного центра продолговатого мозга контрольных и десимпатизированных животных в различные сроки их пребывания на "большой" высоте.
Установлено, что активность дыхательных нейронов, характеристики электромиограммы, временные и объемные параметры паттерна дыхания животных, подвергнутых влиянию гуанетидина в горных условиях, зависят от длительности предварительной адаптации.
Научно-практическая ценность работы. Результаты настоящего исследования являются определенным вкладом в теорию и практику горных физиологических исследований. Полученные данные о динамике характеристик импульсной активности дыхательных нейронов продолговатого мозга животных.в различные сроки горной адаптации позволяют значительно углубить представления об особенностях регуляции системы дыхания в условиях гипоксии вообще и горной гипоксии в частности.
Выявленные в работе особенности соотношения сдвигов нейро-нальной активности и электромиограммы дыхательных мышц можно использовать для решения некоторых вопросов нейрофизиологии дыхания человека. Ряд закономерностей, обнаруженных в настоящем исследовании, можно с некоторым допущением использовать для поникания механизмов центральной регуляции дыхания человека в горах. Тем более, что прямые данные о работе.нейрональных механизмов дыхательного центра у человека, находящегося как в горных, так и в обычных условиях, в литературе не отражены.
Полученные факты используются в процессе преподавания курса
і і ;
нормальной физиологии. Результаты внедрены в научно-методический процесс ЦНИИ Киргосмединститута.
Связь работы с основной тематикой НИР. Работа выполнена в рамках плановых НИР Киргосмединститута (номер госрегистрации 80061757) по теме: "Изучение роли вегетативной нервной системы в формировании адаптивных перестроек функций дыхания и кровообращения организма в условиях высокогорья".
Основные положения, выносимые на защиту:
Iv У химически десимпатизированных крыс на высоте постоянного места обитания (низкогорье) происходят изменения в различных звеньях системы внешнего дыхания (дыхательный центр, дыхательные мышцы, вентиляторные реакции), что в целом перестраивает паттерн дыхания.
-
В условиях высокогорья изменения в регуляции дыхания зависят от степени десимпатизации и сроков адаптации, предшествующих проведении десимпатизирующего воздействия.
-
Информативным критерием динамики паттерна дыхания в процессе горной адаптации служит выявление корреляционной зависимости между функциональными характеристиками в центральных и исполнительных звеньях респираторной системы.
Апробация работы. Результаты исследования доложены на заседании Ученого совета ЦНИЛ Киргосмединститута, на заседании кафедры нормальной физиологии Киргосмединститута, на ХУ съезде Всесо- юзкого физиологического общества им. И.П.Павлова (г. Кишинев, 1987 г.).^
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и указателя литературы.
Работа излокеначна 135 страницах машинописного текста и иллюстрирована 14 рисунками и 14 таблицами. Указатель использованной литературы включает 243 наименований, в том числе 118 иностранных авторов.