Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Морфофункциональные изменения в двигательных нейронах спинного мозга, сердечной и скелетной мышцах неполовозрелых белых крыс при воздействии физических нагрузок и в условиях применения фитопрепаратов (экспериментально-морфологическое исследование)

МИНИСТЕРСТВО .ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОСТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПЕДИАТРИЧЕСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

"ТГБ !

На правах рукописи

.з ;...:-л.

Грищж Татьяна Владимировна

ШРЮФУНКЦЮНАЛЫШЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЬНЫХ НЕЙРОНАХ СПИННОГО МЭЗГА, СЕРДЕЧНОЙ И СКЕЯЕТНОЙ ШПЦАХ ' НЕПОЛОВОЗРЕЛЫХ БЕ71ЫХ КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ФИЗИЧЕСКИХ

нагрузок и е условиях применения фитопрепаратов

/ э:<сперп,?энта1Ь!ю-:'ор|)Ологичсскоо лсследовгизо / Специальность 14.00.02 - Анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург * 1994

Работа выполнена на кафедре анатомии человека Санкт-Петербургской государственной академии физической культуры им. П.Ф.Лесгафта.

Научный руководитель - заслуженный деятель науки РСФСР.

доктор медицинских наук,. профессор Ф.В.Судзшювский

Официальные оппоненты: доктор медицинских лаук,

профессор А.В.Борисов;

доктор.биологических наук. О.С.Сотников

Ведущее учреждение - Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова.

Защита состоится " "_1994 г. в „часов

' на заседании специализированного совета К 084.12.01 при Санкт-Петербургской педиатрическом медицинском институте / 194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2/.

I

С диссертацией можно института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета кандидат медицинских наук

доцент И.А.Комиссаров

ознакомиться в научной библиотеке ,3 " цискл-_1994 г.

- 3 -

ВВЕДЕНИЕ

1 с

Актуальное ь проблемы. Проблема адаптации организма человека и экспериментальных животных к воздействию физических нагрузок интересует исследователей уже длительное время. Еще основоположник функционального направления в анатомии П.Ф.Лесгафт /1892/ в своем фундаментальном труде "Основы теоретической анатомии" четко сформулировал диалектическую взаимосвязь между формой и функцией. Именно П.Ф.Лесгафт и его ученики впервые в эксперименте на животных показали результаты воздействия движений' на форму и структуру органов опорно-двигательного аппарата.

Б дальнейшем особенно интенсивно велись исследования по изучению адаптации костной система при воздействии как на организм человека, так и в эксперименте на животных физических нагрузок различного вида, продолжительности и мощности /М.Г.Привес,1958; Ф.В.Судзиловский, 1964, 1979; Б.А.Никитюк, 1968, 1975; М.А.Кор-нев, 1974, 1984; В.Г.Ковешников, 1980; Я.И.Федонкж, 1987 и др./.

Вопросы адаптации скелетных мышц к физическим нагрузкам изучали П.З.Гудзь /1979/, А.И.Красавицкий, В.И.Талько /1987/, В.В.Яэвиков и В.Г.Петрухин /1991/, M.n.«?oares Jose /1992/ и др.

Многочисленные работы, выполненные на взрослых животных, раскрывают структурные изменения под воздействием физических нагрузок нервной / Э.Н.Попова, С.К.Лапин, Г.Н.Кривицкая, 1976;

A.И.Герус, 1985, 1987; А.Г.Мустафин, В.Н.Ярыгин, 1992 и др./ и сердечно-сосудистой / Д.С.Сархисов, Б.В.Втюрин, 1969; И.Я.Пери-лыгин, 1987; R.Oolemsn et ai. , 1988; Б.А.Никитюк и В.И.Талько, 1991 и др./ систем.

Однако в литературе встречаются лишь единичные работы, посвященные изучению воздействия физических нагрузок на органы исследованных систем у растущих животных и в, частности, у неполовозрелых крыс / В.Н.Крамских, 1979; Г.Е.Загоруйко, 1979;

B.Н.Крамских и Т.И.Рябошапка, 1983; И.Я.Горелов, 1986/. А между тем неполовозрелые крысы, характеризующиеся незавершенностью морфологического и функционального развития, имеют меньшую устойчивость ко всем неблагоприятным воздействиям, в том числе и к физическим нагрузкам / В.И.Махинько, В.Н.Никитин, 1975; В.Н.Крамских, 1979/.

Почти отсутствуют работы, выполненные на крысах раннего постнатального онтогенеза, а также исследования по изучению становления энзиматической активности в данный период и в,

частности, структур спинного мозга, сердца и скелетных мышц у крыс - животных, которые широко применяются в научных экспериментах.

Кроме того, "омоложение" многих современных видов спорта /плавание, гимнастика, фигурное катание и др./ настоятельно требует решения вопроса о допустимых дозировках физических нагрузок на соревнованиях и в тренировочном процессе на растущий организм юных спортсменов. В связи с этим становятся актуальными вопросы научно обоснованного контроля н управления процессами адаптации различных систем на разных уровнях организма к физическим нагрузкам, процессами роста и формирования юных спортсменов /$.£). Суд-зиловский, 1979; Ф.В.Судзиловский и М.А.Корнев, 1934; Ф.В.Судзиловский и Е.Н.Комиссарова, 1991; Б.А.Никитах, 1931, 1986/.

Исследованиями О.И.Далингера /1966/, И.И.Брехмана и О.И.Кн-рнллова /1966/, Г.И.СамодсноБой /1970/, И.В.Дарцымова /1971/, К.П.Бхаргавы я Н.Сингха /1983/, А.В.Лупандвна /1990, 1993/ и других были выявлены ададтяжне свойства элеутерококка, женьшеня и левзеи сафроловидной при воздействии интенсивных физических нагрузок. Однако естественные запасы этих растений ограничены.

Примененве же в современной спортивной практике незапращен-. ных биологически активных веществ с целью повышения адаптивных возможностей организма спортсменов к воздействии интенсивных по продолжительности и мощности, а иногда и цредельно-перенос^уых, физических нагрузок, позволяющих достигать высоких результатов в спорте, постоянно стимулирует поиск новых для

ниэма, но более »ффектаиоас ко своему дейстг"и, адс^тсгенюв тктельного Ерогсхо.тдр;-:"л.

Релъ исследования. Поль работы состояла 2 тел, чтобы из морфофункшюшльиые измср.зекя в ^тепческом ргзг^тш: оргаакг.«« г в отдельных органах, /спинного ко зга, сердца и скелзтшдс ьзащ/ 7 неполовозрелых беспородных белых крыс роннзго онтогенеза как воздействии физических нагрузок, так к при одновременном пр--:с-нении фитопрепаратов. '.

Задачи исследования. Для достижения, постатейно 1 доли ругались следующие задачи:

1. Изучить динамику возрастных изменений мо^о^ушщионмь-ннх параметров организма в целом и отдельных ст^ч.тур его органов /сшшкого мозга, сер,тда и скелетных мышп/'у Екснзраменталь-кых крыс и сроки стабилизации этих показателей, присуще: взрослым животным. с

2. Изучить морфологические изменения в двигательных нейронах спинного мозга, карциомиоцитах и мышечных волокнах скелетной мыщы у крыс двух- и трехнедельного возраста при воздействии однократных предельно-переносимых физических нагрузок и выяснить функциональные возможности подопытных животных данного возраста.

3. Изучить ттуфункциональные изменения в двигательных нейронах спинного мозга, кардиомиоцитах и мышечных волокнах скелетной мыпшы у крыс трехнедельного возраста при воздействии многократных физических нагрузок, применяемых в разном режиме, как

в условиях применения фитопрепаратов, так и без их использования.

4. Изучить в сравнительном аспекте эффективность использованных адалтогеннов /экстрактов элеутерококка колючего, плюща обыкновенного и герани душистой/ на развитие общей выносливости экспериментальных животных.

5. Изучить продолжительность эффективного последействия используемых фитопрепаратов на физическое развитие и общую выносливость у подопытных животных.

Научная новизна. Установлены сроки завершения у крыс интенсивного постэмбрионального морфогенеза двигательных нейронов спинного мо-га, карциомиоцитоа и глышечкых .волокон четырехглавой мьглцы бедра и сроки относительной стабилизации обменных пропес-сов в них. Показано, что феркслгс^к^-.ая акх^кость в исследованных органах уже в трехнедельном возрасте крыс приближается к уровню, присущему взрослым животным.

Впервые исследовано влияние предельно-переносимых однократных физических нагрузок у крыс раннего постнатального онтогенеза. Установлено, что двухнедельные животные еще не способны выдерживать подобные физические нагрузки. Возможно причиной этого является еще недостаточно развитая у них координация движений, интенсивно протекающий морфогенез сердечной и скелетных мышц и ускоренная при этом утилизация гликогена. Однако уже крысы трехнедельного возраста вполне обладают способностью выдерживать эти нагрузки, а. наблхдаемые при этом цитохимические сдвиги в изучаемых органах носят обратимый характер.

Впервые исследовано влияние экстрактов плюща обыкновенного и герани душистой на адаптивные возможности подопытных животных при воздействии многократных, применяемых в различных режимах, физических нагрузок.

Показано, что использованные фитопрепараты в большинстве

случаев в условиях физических нагрузок проявляют анаболическое и адаптогенное действие, повышают ферментативную активность исследованных органов, улучшают физическое развитие животных, препятствуют торможению ростовых процессов, благоприятствуют синтезу гликогена и его умеренной утилизации. Они же способствуют развитию общей выносливости животных к воздействию длительных физических нагрузок, активизируют синтез гликогена в период восстановления.

Установлено, что известные по литературе адаптогенные, анаболические и антиоксидантные свойства элеутерококка проявлялись и на изучаемых наш неполовозрелых крысах.

Показано, что использованные нами фитопрепараты оказывают положительное последействие на общее физическое развитие животных, но в меньшей степени на общую выносливость. В этом отношении наиболее эффективно» оказался экстракт элеутерококка. Воздействие фитопрепаратов в условиях физических нагрузок проявляет индивидуальный характер. Экстракт элеутерококка и шпаца проявляют достаточную эффективность в минимальных дозах, экстракт герани - в удвоенной.

Химический состав листьев герани душистой нами также определен впервые.

Натчная и практическая значимость исследования. Полученные данные имеют теоретическое значение, поскольку расширяют представление о влиянии как предельно-переносимых однократных, так и . многократных физических нагрузок на морфофункциональные особенности органов управления, обеспечения и движения неполовозрелых животных /раннего онтогенеза/, раскрывают эффективность применения адаптогенов растительного происхождения в период адаптации к физическим нагрузкам. Результаты исследования позволяют научно обосновать разработку нормативов физических нагрузок для растущего организма и найдут, таким образом, применение в практике физического воспитания и спорта.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты исследования динамики физического развития и возрастные морфологические изменения в двигательных нейронах спинного мозга, кардиомиоцитах и мышечных волокнах четырехглавой мышцы бедра неполовозрелых крыс раннего онтогенеза.

,2. Данные о морфофункциональных изменениях в организме и в исследованных органах двух- и трехнедельных крыс при воздействии

однократных предельно-переносимых физических нагрузок.

3.Влияние многократных физических нагрузок на морфофункшо-нальные изменения в органах трехнедельных крыс на фоне применения фитопрепаратов.

4. Результаты применения фитопрепаратов на развитие общей выносливости экспериментальных животных.

5. Полученные сведения о продолжительности и эффективности последействия используемых фитопрепаратов на физическое развитие растущего организма в условиях воздействия физических нагрузок.

Апробация и реализация диссертации. Результаты исследований используются при чтении лекций по анатомии и спортивной морфологии Санкт-Петербургской академии физической культуры им.П.Ф.Лес-гафта,, Тернопольского педагогического института /факультет физической культуры/, Санкт-Петербургского медицинского педиатрического института.

Материалы диссертации доложены на итоговых конференциях Тернопольского педагогического института /1991, 1992/, на Ш съезде анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов Украинской ССР, Черновцы, 1990 г.; на ХШ съезде Украинского физиологического общества им. И.П.Павлова, Харьков, 1990 г.; на научном симпозиуме "Экспериментальные к клинические аспекты медицинской и спортивной антропологии, Тернополь, 1991 г.; ка итоговой научной конференции ГД0И5К им. П.Ф.Лесгафта и на научном заседании Ленинградского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов, 1993 г.; на 1 съезде морфологов Узбекистана, Ташкент, 1993; на Всероссийской научной конференции, Саратов, 1993 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста и включает: введение, обзор литературы, материал и методы исследования, результаты собственного исследования и их обсуздение, выводы, указатель литературы. Указатель литературы включает 272 источников, в том числе отечественных 213 и иностранных 59 . Работа иллюстрирована 26 фотографиями, 2 графиками и 21 таблицей. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования. В работе использовано 295

- 8 -

белых беспородных крыс-самцов.

Возрастные морфологические особенности двигательных нейронов спинного мозга, карциомиоцлтов и мышечных волокон /МВ/ четырехглавой мышцы бедра изучали на 1,2,3,4 и 8-недельных животных /всего 50, в каждой группе по 10 животных/.

Влияние однократных предельно-переносимых физических нагрузок /Ш/ в ввде 7-часового плавания на эти же структуры исследовали на двух- и трехнедельных крысах /всего 50/.

С целью изучения влияния многократных ФН на морфогистохими-ческие особенности двигательных нейронов спинного мозга, кардио-миопитов и MB четырехглавой мышцы бедра трехнедельных крыс /всего 195 животных/ на фоне применения фитопрепаратов и без них провели следующие опыты:

а/ с ежедневным одноразовым 2-часовым плаванием /3 недели/, б/ с ежедневным двухразовым плаванием /2 часа в первую половину дня и столько же во вторую/ на протяжении 3 недель, в/ с ежедневным 3-часовым плаванием в течении 5 недель. При этом на протяжении 3 недель плавания крысы получали фитопрепараты, а в последующие 2 недели их исключали для изучения последействия.

Опыты начинали с 2-недельного возраста крысят. В каждом опыте одна группа животных служила контролем /20 животных/. Все другие подопытные животные составляли 3 группы /по 15 в каждой/. Им перорально вводили соответственно экстракты элеутерококка колючего /uleuteroeoccus sentiosuq/, ПЛКЩа обыкновенного /нейега heli* / и герани душистой /Geranium qraveolens /.

При отборе растений' для опытов исходили из следующих соображений. Основными биологически активными веществами элеутерококка являются гликозиды, влияние которых на работоспособность взрослых организмов человека и животных хороню изучено. Экстракт плюща используется лишь в народной медицине. Однако, исходя из содержащихся в его листьях гликозвдов /гедерин и сапонин/, витамина Е, инозита и других биологически активных веществ, он также должен повышать работоспособность организма. Применяемая нами в опытах герань душистая по нашим определениям содержит в листьях флавоновды, танин и сапонин, которые А.В.Лупандин /1993/ относит к полифенольным соединениям, увеличивающим устойчивость организма к действию экстремальных факторов.

Экстракт элеутерококка'использовали в вице оффицинального

раствора в дозе 1,0 мл/кг массы тела /минимальная доза для крыс, установленная И.И.Брахманом, 1968/. Экстракты шшца и герани приготавливали согласно требованиям народной медицины, т.е. 5 г измельченных листьев заливали 100 мл 70° этилового спирта, выдерживали 10 дней в темном месте, после чего- выпаривали спирт и добавляли до необходимого объема дистиллированную воду. Данные экстракты применяли в такой же дозе, как и элеутерококк. Однако в опыте с ежедневным 2-часовкм плаванием экстракт плвда применяли в половинной дозе, а при изучении последействия фитопрепаратов экстракты плюща и герани - в удвоенной.

Начиная с 3-недельного возраста, крысята, получавшие фитопрепараты, подвергались плаванию. Группу контрольных животных делили на две: одна и дальше служила контрольной, а другая также подвергалась плаванию. Длительность плавания наращивали постепенно, начиная с 10 мин и до конца первой недели доводили до необходимого времени. С целью исследования общей выносливости у крыс в конпе опытов использовали 7-часовое плавание.

По ходу экспериментов каждую неделю проводили взвешивание животных. В конце опытов крыс умерщвляли декапитацией и определяли массу и длину тела, абсолютную и относительную массу сердца, сухой и сырой тушек, а также массо-ростовой индекс.

0 состоянии двигательных нейронов спинного мозга судили по активности кислой фосфатазы /КФ/, сукцинатдегидрогеназы /СДГ/, содержанию гликогена и рибонуклеиновой кислоты /РНК/. Учитывали в эндотелии гемососудов активность щелочной фосфатазы /Щ5/. а при исследовании возрастных особенностей нейронов определяли их ядерно-цитоплазменное отношение /по Р.М.Маркову, 1969/.

В кардиомиоцитах определяли активность СДГ, содержание гликогена /а в экдотелиальной оболочке гемососудов - активность Щ/ и во всех случаях проводили электронномикроскопическое исследование. В MB четырехглавой мышцы бедра также определяли активность СДГ и содержание гликогена.

При исследовании общей выносливости крыс с помощью черниль-нопишущего электрокардиографа ЭШСЧ-4 записывали ЭКГ.

Активность СДГ определяли по методике Нахласа, КФ и ЩФ - по Гомори, содержание гликогена - по Шабадашу, РНК - по Браше.

Полученные данные подвержены статистической обработке /М.Л.Беленький,1963/ с вычислением среднего арифметического Д/, стандартного отклонения /tf/ и статического уровня значимости /р/.

- 10 -

Результаты исследования и обсуждение собственных тгддтрл^.

Ранний онтогенез у крыс характеризуется прогрессивным ростом. За время исследования выявлены три момента удвоения массы < тела у них: на второй и четвертой неделе, а также на втором месяце жизни. Удвоению массы тела всегда сопутствовало удвоение массы сердца. В три и четыре надели у крыс выявлен наивысший показатель относительной массы сердца, что, видимо, объясняет значительную выносливость животных ухе в этом возрасте к однократным предельно-переносимым ФН.

В первые три недели тастнатального онтогенеза у крыс происходят также интенсивные процессы морфогенеза. Отмечается значительный рост двигательных нейронов спинного мозга, особенно на второй неделе жизни, когда объем их ядер увеличивается в 3 раза, а цитоплазмы - в 5 раз. К этому периоду в цитоплазме нейронов резко возрастает активность I® и СДГ, умеренно увеличивается содержание РНК, а в эндотелии кровеносных сосудов - повышается активность №. На третьей неделе происходит значительное утолщение вентральных и боковых канатиков белого вещества спинного мозга, что свидетельствует об интенсивном процессе миелинизашш двигательных проводящих путей.

Кардиомиопиты одно- и двухнедельных крыс характеризуются низкой активностью СДГ, превалированием мелких митохондрий с нечеткими кристами. Активность № определяется лишь в эндотелии крупных и средних кровеносных сосудов. В оболочке капилляров она начинает выявляться с З-недельного возраста крыс.

По активности СДГ красные и белые МБ в четырехглавой мыпше бедра различаются у крыс уже в недельном возрасте, но окончательная д ифференцировка их завершается лишь к 3-недельному возрасту. К этому времени стабилизируется гистохимическая картина в МВ. Исходя из этого, наши данные несколько расходятся с таковыми Н.А.Итиной /1973/ иэ.г.ьапаоп /1902/, утверждающих, что гистохимическую характеристику, свойственную взрослым животным, большинство мышц приобретает уже через два недели после рождения.

Нами установлено, что в 3-недельном возрасте у крыс активность исследованных ферментов и содержание гликогена в двигательных нейронах спинного мозга, кардиоыиоцитах и 4В четырехглавой мышцы бедра приближается к уровню, присущему взрослым животным.

Возрастные гистохимические особенности исследованных

- и -

2- и 3-недельных крыс обусловливают разлитая в реакции на воздействие однократных ФН в виде 7-часового плавания. Оказалось, что лишь 10-20% животных 2-недельного возраста могут выдергивать 6-7-часовое плавание и примерно такое же количество - в течении 3,5-4 часов. Остальные животные гибнут на протяжении 10-40 mzhvt. Прл этом гистохимическая картина в исследованных органах почти не изменена. Гкстсикмяческке сдвига в сороку ухудшения у животных данного возраста появляются после 3,5-4 часов плавания и тс в основном за счет изменений лизь в скелетных мкщц. После 7-часового плавания у 2-недедьных крыс отмечается полная утилизация гликогена в четырехглавой мыте и игакарде; резкое снижениг активности СДГ в МЗ и кардиомиоцитах и ЩЗ в стенке кровеносных сосудов миокарда, что свидетельствует о нарушении процессов синтеза и транспорта энергетических веществ /w.s^ats, p..4.Mrsui.ja, 1932/.

В двигательных нейронах снижение количества гликогена и К. К, активности исследованных ферментов выражено сравнительно в меньшей, степени /примерно вдвое/. Однако у пятой части нейронов выражены деструктивные изменения к слабые контакты с сателлитами. Умеренные гистохимические сдвиги в них могут быть следствием резкой.дегидратации /Э.Н.Попова, С.К.Лапин, Г.Н.Кривинкая,1976/, о чем свидетельствует уменьшение объема цитоплазмы /на 61,4?/ к ядра /на 36 , 255/. По утверждению некоторых исследователей /Й.Я.Гейнисман, 1970; Ю.А.Даринский, Г.Е.КЬрнеева, 1975 и др./ уменьшение объема ядра в нейроне указывает на развитие процесс,-торможения в них, а, следовательно, и утомления.

Развитие раннего утомления у 2-неделышх крнс связано с отсутствием должной координации движений и полной утилизацией глл-когена в MB и карциомлоцитах. Об истощении энергетических веществ в последних свидетельствует перенапряжение энергетического аппарата: набуханпа митохондрий, разрушение крист /Д.С.Саркиссл, Б.В.Вгнрин, 1969/, а о нарупеязи процессов транспорта - закуо-лизацпя эндотелиоцитов в частл капилляров, внутриклеточные отг Последние изгут быть следствием истощения кортикостероидов /А.Виру,1971/ и ацздоза /П.Я.'^ульдияров, 1SS7/. Снизонне сократитс-ть-ной функции миокарда вызвано деструкцией сократительного аллах-i-та у значительного количества кардкомиоцптов. Отмеченные сдвегз объясняются интенсивными процессами морфогенеза исследованных органов, происходящими именно в период 2-недельного возраста.

У 3-недельных животных даже после 7-часового плавания /кото- рое они выдерживают в полном количестве/ в поверхностной слое миокарда имеются островки кардиомиоцитов с зернами гликогена. 7 двух третей животных в MB выявляются еще небольшие запасы гликогена, а в стенке кровеносных сосудов миокарда сохраняется высокая активность В двигательных нейронах отмечается небольшое снижение активности СДГ, содержания гликогена и РНК на фоне незначительного уменьшения объема ядер и цитоплазмы / 8,1-6,3&/ и увеличения в эндотелии капилляров активности Щ5. Однако, в исследованных органах и у этих животных энергетические запасы на исходе, а ' у 30-40$ из них в МБ и миокарде гликоген полностью отсутствует. Электронномикроскопически у значительной части кавдиомиоцитов обнаружены внутриклеточные и межклеточные отеки на фоне неизмененного сократительного аппарата. Межклеточные отеки до некоторой степени выполняют положительную функцию, связанную с экскреторными процессами / G.Rote, P.J.Marina, P.B.Hoy ,1970/.

Следовательно, применяемые нами однократные предельно-переносимые ФН позволили выявить резервы адаптации у 2- и 3-недельных крыс и констатировать их большие запасы у последних. 7 3-недельных животных также лучше выражены восстановительные процессы.

Исходя из изложенного, влияние многократных ФН в сочетании с фитопрепаратами и без них изучали на крысах, начиная с 3-недель-ного возраста.

Применение фитопрепаратов с 2- до 3-недельного возраста крыс, т.е. до начала воздействия плаванием, способствовало увеличению по сравнению с контрольными животными прироста массы тела: при использовании экстракта элеутерококка на 13,6-18,4$; герани - на 6,5-40,01; плюща - на 40,0%. Более эффективно проявлялось воздействие исследованных фитопрепаратов, когда исходная масса тела крысят была ниже средних величин, присущих данному возрасту. К аналогичному выводу пришел П.С.Зориков /1972/ после применения элеутерококка в опыте на цыплятах. Следует отметить, что экстракт плица, использованный в 0,5 минимальной дозы, не оказывал никакого влияния на прирост массы тела крысят. Полученные данные свидетельствуют об анаболическом действии не только изученного до этого времени экстракта элеутерококка /И.В.Дардымов,1976/, но плю-' ща и герани. Анаболическое их воздействие, вероятно, проявлялось через влияние на пищевой центр гипоталамуса и стимуляцию утилизации глюкозы из крови, что дам элеутерококка на крысах установлено

К.А.Мещерской /1962/.

Ежедневное одно- и,тем более, двухразовое плавание у крыс вызывало торможение ростовых процессов. Суммировав величины прироста массы тела за весь период исследования /от 2 до б недель/, мы выявили, что наибольшее его снижение свойственно животным, которые не получали фитопрепаратов. У этих животных под воздействием ежедневного одноразового плавания прирост массы тела снижался на 16,7$, при двухразовом - на 23,35?; в то время как аналогичные показатели у животных, получавших экстракт элеутерококка, соответственно равнялись - 3,7% и 12,0%; у получавших экстракт плюща - 4,2:? и 13,5$; у получавших экстракт герани - 3,0% и 18,555.

С этими данными коррелировали биометрические показатели, полученные в конце опытов. Б частности, при воздействии ежедневного одноразового плавания у животных, не получавших фитопрепаратов, по сравнению с контрольными животными масса тела была ниже на 21,1$ /р<0,001/; длина тела - на 3,43 /р<0,01/; масса сырой тушки - на 23,0$ /р<0,001/ и сухой - на 21,1$ /р<0,001/; относительная масса сердца-на 8,7$ /р>0,2/; массо-ростовой индекс - на 15,5% /р<0,001/. Применение фитопрепаратов в этих условиях улучшало ростовые процессы у крыс примерно в 2-3 раза. Длина тела при этом аналогична средним величинам контрольных животных. При этом значительно увеличивалась абсолютная / на 8,3-18,7$/ п относительная /р<0,001/ масса сердца. Наилучшие результаты-получены при применении экстрактов элеутерококка и плюща /в минимальной дозе/.

Меньший разрыв между биометрическими показателями подопытных и контрольных животных наблвдали при ежедневном одноразовом плавании. Однако при двухразовом плавании в большей степени увеличивалась абсолютная и относительная масса сердца. При применении фитопрепаратов такие изменения сэойствены 90-100% животных, без их использования - 30-60$ животных, что подтверждает адаптогенныв свойства не только широко изученного элеутерококка /А.Д.Турова, Э.Н.Сапожникова,1384/, но плюща и герани.

Применяемые многократные ФН приводят к повышению в двигательных нейронах спинного мозга активности К$ и СДГ /в эндотелии капилляров - Щ/, увеличению содержания гликогена и РНК примерно у 50-60$ животных в условиях ежедневного одноразового плавания и в 30-40$ - при двухразовом. У остальных животных активность исследованных ферментов , содержание гликогена и РНК

в нейронах - снижены или находятся на уровне контрольных животных. При использовании фитопрепаратов, особенно элеутерококка и плюща, повышение активности данных ферментов и содержания исследованных веществ свойственно большинству жиеотных.

В миокарде животных под воздействием плавания также повышается активность СДГ и ЩЕ /примерно в 1,5 раза/, возрастает содержание гликогена /особенно у кивотных, получавших экстракты элеутерококка и герани/, набладаются признаки внутриклеточной гипертрофии: гиперплазия митохондрий, увеличение количества средних и мелких митохондрий с плотно упакованными кристами. В миокарде превалируют функционально активные капилляры, особенно при использовании экстракта плюща, что коррелирует с высокой активностью Щ5. У 30-50% животных, не получавших фитопрепаратов, / в частности, в условиях двухразового плавания/ у части кардиомио-цитов имеются признаки деструкции: набухание митохондрий' и изменение их формы, лизис сократительного аппарата, разной степени отеки. Имеют место мелкие кровоизлияния. Данные изменения коррелируют с локальным снижением активности исследованных ферментов. ■

Положительные гистохимические сдвиги в Ш четырехглавой мышцы бедра при воздействии ежедневного одноразового.плавания отмечены у двух третей животных, не получавших фитопрепаратов, и у половины - при двухразовом. У остальных особей наблвдали снижение активности СДГ /преимущественно в ЫВ П В типа/ и содержания гликогена. Применяемые ФН в сочетании с фитопрепаратами увеличивают активность СДГ и содержание гликогена в МВ исследованной мышцы у 80-100$ животных.Последнее осуществляется, по-взди-мому, за счет регулирующего влияния фитопрепаратов на обмен веществ и в основном на энергетический,что относительно элеутерококка доказано раннее /И.В.Дардымов, 1971/. Адаптогенные свойства шгада, элеутерококка и герани /особенно двух последних/ проявляются в усилении физиологической регенерации органелл в кар-диомиоцитах. Рост количества мелких и средних митохондрий увеличивает активную поверхность эыергообразунцего аппарата /б.а.нккетюк, н.Г.Саглэйлов, 19£0/.По нашему мнению экстракт герани проявляет свое биологическое действие в основном на мышечную ткань через накопление в ней гликогена, а"экстракты элеутерококка и плща оказывают влияние на организм двумя путями: через ЦНС и непосредственно на функционирующую ткань.

Использованные фитопрепараты оказывает тонизирующее

действие.Исходя из этого, мы не согласны с выводами Г.И.Самодано-, вой /1970/, что длительное введение препарата элеутерококка не имеет особо существенных преимуществ перед его одноразовым использованием.

Применение фитопрепаратов в сочетании с ФН благоприятствует накоплению в кардиомиопитах и МВ скелетной мыпшы крыс гликогена. От количества последнего, видимо, я зависит улучшение общей выносливости животных к длительным ФН, в частности, к 7-часовому плаванию, применяемому в коше опытов для изучения работоспособности животных. В этих условиях у всех подопытных животных через 2 часа плавания в кардиомиоцитах отмечалась полная утилизация гликогена. Однако, к концу 7-часового плавания начинался его неосинтез и в большей степени под влиянием экстрактов элеутерококка а герани. Усиливался также транспорт гликогена с кровью, 6 чем свидетельствует интенсивная реакция Шабадаша вокруг кровеносных сосудов /Н.И.Ковальская, 1973/. У животных, не получавших фитопрепаратов,в аналогичных условиях- наблюдалась лишь следовая реакция.

После 7-часового плавания на электроннограшах хардиомиопи-тов животных, не получавших фитопрепаратов, наряду с хардиомиопи-тами с сохраненный энергетическим аппаратом выявлялась значительная часть их со сплошными хонтрахтурннми полями,с измененной формой ядер, массовым разрушением крист в митохондриях, а также с признаками деструкции сократительного аппарата и его частичного лизжса. Характер записанной при этом ЭКГ свидетельствовал о нарушении у большинства животных проводимости миокарда /изменение формы зубца Т, появление добавочного зубчика возле зубца Р/, развитии гипоксии и снижении уровня метаболических процессов в нем /В.М.Боев, О.Н.Трифонов, 1986/. Отмеченные сдвиги проявлялись в уменьшении амплитуды основных зубцов ЭКГ / П.М.Кэлбас1н, 1990/.

У животных, получавших фитопрепараты, в кардиойиоцитах имели место лишь слабые отеки. Энергетический и сократительный аппараты без признаков разрушения. Лишь в редких случаях наблюдались кар-диомиоциты с контрахтурныки полями. На ЭКГ 70-80$ животных сохранялся высокий вольтаж зубпа й на фоне незначительного снижения амплитуды зубца Т. Следовательно, использованные фитопрепараты способствуют сохранению целостности сократительного и энергообразую- • щего аппаратов мышечных клеток, проявляя при этом антиоксидантное действие, установленное экспериментальным путем для элеутерококка Д.Г.Карагезян, С.С.Овак-щян," 1939/. Антиоксидантное действие экстрактов плица обыкновенного и герани душистой обусловлено

наличием в их листье флавоноидов, танина и сапонина, принадле-хащего к гликозвдам /В.А.Барабой, 1984; А.В.Лупавдин, 1993/.Данные вещества выполняют роль ингибиторов перекисного окисления / Е, И. Мельник с соавт., 1984/.

Применяемые фитопрепараты способствовали более умеренному снижению содержания гликогена и РНК в двигательных нейронах спинного мозга во время 7-часового плавания, что отодвигало сроки развития утомления в них / н.нгЛеп ,1969/. В МВ же четырехглавой мышцы бедра у всех подопытных животных после 7-часового плавания гликоген не выявлялся, имела место лишь признаки его транспорта с кровью. Отсутствие неосинтеза гликогена в МВ и наличие его в карциомиоцитах свидетельствует о более ранней адаптации энергообразупцего аппарата миокарда к ФН.

Через сутки после 7-часового плавания в исследованных органах- у .большинства крыс.получавших фитопрепараты, и у 30-40$ животных, которые их не получали, наступало восстановление содержания гликогена выше исходного уровня, что свидетельствовало о развитии у животных в этот период фазы повышенной работоспособности /В.Ф.Кондаленко, 1989/.

При изучении последействия элеутерококка, шшца и герани к крысам 3-недельного возраста применяли ежедневное 3-часовое плавание на протяжении 3 недель в сочетании с данными фитопрепаратами и в последующие 2 надели с их выключением. Анализ снятых в конце опыта биометрических показателей подтвердил установленные в предыдущих опытах закономерности о положительном влиянии / в условиях ФН/ фитопрепаратов на накопление гликогена в кардиомио-цитах и МВ четырехглавой мышцы бедра и усилении внутриклеточного метаболизма в них. В данных условиях в карциомиоцитах наблюдали наиболее выраженную гиперплазию митохондрий.

Приобретенные таким образом преимущества в физическом развитии у животных сохранялись и в последующие 2 недели, когда фитопрепараты уже не применялись. При этом у животных, не получавших фитопрепаратов, в значительной части карциомноцитов отмечено "о^;гстошение" митохондрий, отеки, нарушение сосудисто-тканевых отношений, очаговые просветления цитоплазмы, повревде-, ние ультраструктур сократительного аппарата. Гистохимически это выражалось уменьшением количества гликогена в миокарде 30-40$ животных, У такого же количества животных отмечено снижение содержания гликогена в МВ четырехглавой мышцы бедра.

- 17 -

Однако, исходя из перенапряжения энергообразунщей системы и деструкции сократительного аппарата кардиомиоцитов после 7-часового плавания у животных всех подопытных групп, можно предположить, что отдаленное влияние фитопрепаратов на общую выносливость крыс снижается, особенно при применении экстракта плюща. Более эффективным в данном отношении оказался экстракт элеутерококка.

ВЫВОДЫ

1. В раннем постнатальном онтогенезе в возрасте от одной недели до двух месяцев у беспородных белых крыс наблвдается прогрессивный рост с тремя моментами удвоения массы тела и сердца: на второй и четвертой неделях и на втором месяце после рождения. В первые 3 недели у крыс отмечается интенсивный морфогенез со значительным увеличением размеров тел двигательных нейронов спинного мозга, кардиомиоцитов, мышечных волокон четырехглавой мышцы бедра и становление у них к 3-недельному возрасту уровня активности исследованных ферментов и содержания гликогена близкого к уровню взрослых животных.

2. Среди крыс 2-недельного возраста находятся как зрячие, так и еще слепые животные. Большинство последних при плавании тонет через 10-40 мин и лишь 10-20$ из них выдерживает такой вид нагрузки в течение 3,5-4 часов. При этом у них, как и у зрячих животных, для которых предельно-переносимые фиа^еские нагрузки длятся 6-7 часов, отмечается в двигательных нейронах деструкция

и резкая дегидратация, в кардиомиоцитах и мышечных волокнах четырехглавой мышцы бедра резкое снижение активности СДГ и полная утилизация гликогена, а в кровеносных сосудах миок;.рца - значительное снижение активности ЩФ. Электронно.микроскопичзски в кар-диомиоцитах наблюдается развитие глубоких и поверхностных отекоз с набуханием и деструкцией митохондрий и разрушением сократительного аппарата. Через сутки происходит лишь частичное восстановление исследованных показателей.

3. Все крысы 3-недельного возраста выдерживают однократные физические нагрузки длительностью 7-8 часов и более. 7-часовое плавание у них вызывает в двигательных нейронах умеренное снижение активности КФ, содержания гликогена и РНК. Лишь у двух третей животных в кардиомиоцитах и мышечных волокнах четырехглавой ииттм бедра наступает полная утилизация гликогена и снижение активности СДГ, тогда как у остальных животных изменение данных показателей умеренное. Электронномикроскопически в

кардиомиоцитах наблюдается набухание митохондрий, внутриклеточные отеки с преобладанием внеклеточных. Сократительный аппарат без изменений. Через сутки у большинства животных отмечено восстановление исследованных показателей до исходного уровня.

4. Многократные физические нагрузки, применяемые к крысам с 3-недельного возраста, вызывали по сравнению с контрольными животными значительное снижение массы и длины тела, массы сырой и сухой тушек, массо-ростового индекса.

Использование фитопрепаратов в сочетании с физическими нагрузками уменьшало величину снижения данных биометрических показателей в 3-5 раз. При этом у 80-90$ животных по сравнению с контрольными увеличивалась абсолютная и у 90-100$ - относительная масса сердца, в то время как без применения фитопрепаратов эти величины соответственно равнялись 10-20% и 50-70%.

5. Многократные физические нагрузки различного режима и продолжительности у большинства неполовозрелых крыс,принимавших фитопрепараты, и у половины животных, не получавших их, в двигательных нейронах спинного мозга, кардиомиоцитах и мышечных волокнах четырехглавой мышцы бедра вызывают адаптивные изменения, заключающиеся в повышении активности исследованных ферментов и увеличении содержания гликогена, наличии в кардиомиоцитах гиперплазии митохондрий.

У 30-50$ животных, не получавших фитопрепаратов, в исследованных органах положительные сдвиги, сввдетельствуыцие об адаптации, не выявлены. Наряду с этил наблвдалось локальное иди повсеместное снижение активности ферментов и содержания гликогена, в значительной части карциомиоцитов отмечена глубокая деструкция сократительного и энергообразующего аппаратов.

6. Исследованные фитопрепараты в сочетании с плаванием улучшают общую выносливость животных' к длительным физическим нагрузкам, активизируют при этом неогликогенолиз в кардиомиоцитах и мышечных волокнах скелетных мышц, улучшают его транспорт с кровью х обслуживающим н работающим органам, сохранят проводимость миокарда, приводят к более умеренному снижению содержания РНК в гликогена в двигательных нейронах спинного мозга. -

7. По эффективности адаптогенного воздействия принято считать наиболее активным и чаще используемым элеутерококк. Предлагаемые нами новые адаптогены растительного происхождения шшц обыкновенный и герань душистая обладает не менее

эффективными адаптогенными свойствами. Они совершенно безвредны, более доступны и, применяемые в сочетании с длительными физическими нагрузками в раннем онтогенезе животных, способны сдерживать тормозные процессы в физическом развитии крыс. Данные фитопрепараты повышают ферментативную активность в изучаемых органах, способствуют накоплению энергетических запасов в тканях и органах, проявляя при этом некоторое последействие.

список работ, опубликованных по теге диссертации

1. Влияние мышечных нагрузок на морфо-функциональное состояние нервно-мышечного аппарата при стимулировании роста животных// Новое в морфологии и биохимии домашних животных в условиях крупных ферм.-Ульяновск, 1983.-С.55.-Соавт. Багнюк К.А.,Шуст И.В., Галантюк С.И.

2. Морфофункциональные изменения в миокарде растущих белых крыс в процессе адаптации к физическим нагрузкам при применении некоторых тонизирующих веществ// Актуальные вопросы морфологии: Тез. докл. П съезда анат., гистол., эмбриол. и то по графо анатомо в УССР.-Полтава, 1985.-С.17-18.-Соавт. Багнюк К.А., Шуст И.В., Галантюк С.И., Мороз М.М.

3. Влияние однократной физической нагрузки на ультраструктуру карциомиоцитов неполовозрелых крыс// Применение электронной микроскопии в медицине: Тез. докл. областной конф.-Ивано-Фран-ковск, 1989.-С.7.-Соавт. Багнюк К.А,, Галантюк С.И. .Авраменко В.Г.

4. Морфофункц1ональн1 зм1ни в м1окард1 нестатевозр1лих щур1в у nponecl адаптац11 до ф1зичних навантажень 1 г1иертерм11 на фон1 застосування елеутерококу// Розвиток ф1з1олог11 в Укра1нськ1й PCP за 1986-1990 роки: 36. матер. ХШ з'1эду Укр. ф1з1ол. тов. 1м. 1.П.Павлова.-Ки1в, 1990.-С.75-76.-соавт.Щуст 1.В..Галантюк С.1.

5. Мэрфогистохимические исследования компенсаторных перестроек нейроцитов спинного мозга и коры большого мозга неполовозрелых крыс при воздействии физическими нагрузками// Актуальные вопросы морфологии: Тез докл. Ш съезда анат., гистол., эмбриол. и топографоанатомов УССР.-Черновцы, 1990.-С.74-75.-Соавт. Галантюк С.И., Авраменко В.Г.

6. Морфологические изменения скелетной и сердечной мышцы неполовозрелых крыс под влиянием повышенной мышечной деятельности при применении некоторых фитопрепаратов// Новости спортивной морфологии и медицинской антропологии.-М. ,1991.-Вып.1/5/.-С.89-90.

7. Компенсаторно-приспособительные реакции миокарда и печени

неполовозрелых крыс к физическим нагрузкам// XI съезд анатомов, гистологов и эмбриологов: Тез.докл.-Смоленск, 1992.-С. 62-63.-Соавт.Багнюк К.А. ,Галантюк С.И. .Яковлев В.Е.Двраменко В.Г.

8. Розвиток витривалост! ростучого орган1зму до ф1зичних на-вантажень при застосуванн1 деяких ф1топрепарат1в// Матер1али зв1тно1 науково1 конференцИ викладач1в 1 студент1в природничого факультету за 1991 р1к.-Тернод1ль, 1993.-С.18.

9. Динамика морфофункциональных показателей развития выносливости сердца неполовозрелых крыс при воздействии физических нагрузок в условиях применения фитопрепаратов//Вдкяние антропогенных факторов на структурные преобразования органов:Материалы П Всероссийской конференции.-Саратов, 1993.-Часть П.-С.130.-Соавт. Судзиловский Ф.В.

10. Морфогистохимические изменения в моторных нейронах спинного мозга белых крыс при воздействии физических нагрузок на фоне применения фитопрепаратев//Критерии и методы оценки жизнедеятельности тканей: Матер, науч. конф.-Санкт-Петербург, 1993.-С.44.-Соавт. Судзиловский Ф.В.

11. Морфогистохимические изменения в сердечной и скелетной мышцах белых крыс при воздействии физических нагрузок на фоне применения некоторых фитопрепаратов// Материалы 1 съезда морфологов Узбекистана.-Ташкент, 1993.-С.99-100.-Соавт. Судзиловский Ф.В.