Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Особенности гормональной регуляции при физической нагрузке у собак в разное время суток

, о На правах руютки

"О <$> . V

ч

ДЖУРАЕВА Евдокня Иннокентьевна

Особенности гормональной регуляции при физической нагрузке у собак в разное вршя суток

14,00. 17, — вориалкв&я физвологвя

I

АВТОРЕФЕРАТ диссертации ва соискание ученой степгяа кавдада!» биологнчеешх наук

Томск -1996

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте биологии и биофизики при Томском государственном университете

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор С. А. Хоргаа Официальные сишояевты:

доктор биологических наук, профессор Э.М. Камга

доктор биологическш наук, профессор В Н. Вшю

Ведущая организация - Институт физиологии СО РАМН. Новосибирск

Зашита диссертации состоится _1996 г. в_

час. на заседании специализированного Совета Д 084.28.02 Сибирского государственного медицинского университета (634050, Томск, Московский тракт, 2)

С диссертации! можно ознакомиться в научной библиотеке Сибирского государственного медицинского уштсраггета (Томск, пр. Ленина, 107)

Автореферат разослан "__"___1996 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

доктор медицинских наук, профессор 1

Общаи характеристика работ

Актуальность___проблемы. Биологические ритмы отражают

универсальное свойство жшюго организма приспосабливаться к изменениям окружающей среды, поэтому изучению временной организации системы адаптации организма в норме н патологии поспящен достаточно большой кр>т работ (Э..М. Казни н до., 1975; Л.Е. Панин н др., 1975; НА. Агаджанян и др., 1978; VI.П. Мошкин и др., 1979; ГД. Гуиин и др., 1991; ЮА. Романов и др., 1991; Ю.П. Шорни и др.,* 1991; 11.1!. Дедов н др., 1992; Р.На1Ьег2, 1964). Особо важную роль в жизни человека из множества биологических ритмов играют цнркадные ригмы (Б.С. Алякринский, 1985), и поскольку околосуточнын ритм является информативным в оценке функционального состояния и приспособительных возможностей организма, то хронобиологнческие методические подходы начинают использоваться и Практике здравоохранения. Известно, что специфика современной жизни нрньела к сиене жизненных стереотипов, зызвала существенные изменения в состоянии нейтральной нервной системы, что отразилось и на фазах индивидуального околосуточного ритма. Широкий круг людей, проживающих в течение длительного срока в районах Крайнего Севера, является примером лиц со смешенными фазами околосугочного ритма, отражающими измененное психоэмоциональное состояние человека | М.Г, Колпаков, 1974; В.П. Казначеев и др., 1976). Хронобиологический подход, примененный авторами, оказался самым информативным при оценке индивидуальных функциональных резервов организма, здоровья человека, поскольку он отражает глубинные механизмы ней ро 1у мораль н ой регуляции висцеральных систем в процессах дательной адаптации.

Учитывая, что в живых системах существует единая пространственно зременная организация, важно разработать методические подходы по зрогнозу функциональной устойчивости индивида с учетом суточных ритмов. Одним из признанных комплексных показателей, по которому шторы прогнозируют устойчивость организма к действию факторов греды, является состояние иейрогу моральной регуляции висцеральных :нстем. Гормоны адаптации, обеспечивающие синхронность функционирования важнейших регуляторных процессов с процессами юздействня, обладают высокой лабильностью ее составляющих, что во многом сдерживает использование гормональных показателей для «стояния организма. Применение методики ангмостомирования собак юзволиет справиться о данным вопросом и добиться относительной табилъности уровня гормонов в исходном состоянии у каждого животного и понять закономерности реакции гормонов на тестовую 1агрузку.

Механизм регуляции висцеральных .функций после окончания нагрузок исследован достаточно подробно, но в то же вр:мя роль первичных . гормональных ответов, последовательность включения гормонов в реакцию и их взаимодействие с гормонами и медиаторами вегетативной нервной системы в зависимости от естественно сниженной системы регуляции, а также при искусственно измененной чувствительности рсцепторного аппарата на уровне центров головного мозга остается не изученным. ^ ,

Особенностью современной жизни являе1ся повышение психоэмоциональной напряженности у людей, связанного с изменением адренергического звена в системе регуляции функций, в том числе на уровне ренспгорного механизма восприятия поступающих сигналов. При этом, если теоретические вопросы физиологических эффектов катехоламннов через адренорсцепторные макромолекулы достаточно подробно изучены (Е.В. Науменко, 1971; Е.М. Стабровскнй и ар.. 1971; М.В. Ханбабян, 1981; СЛ. Разумов, 1983; В.Г. Шаляпина, !985: Ф.З. Меерсон и др., 1988"), то физиологические аспекты взаимодействий множества югшоноп, отвечающих за адекватную регуяяюрн}ю реакцию целого организма при разных воздействиях, находятся на начальном уровне разработок. Разработанный С.М.Ксенцем (1966) способ ангносгомирования собак для изучения изменений артериального давления при физических нагрузках, позволил приблизить условия эксперимента К естественным процессам выполнения организмом заданного мышечного упражнения и получшь по картине физиологических процессов специфический приспособительный результат с первых минут бега собак.

Выявление условной "нормы" для животных разного возраста при тесговы.х физических нагррках, а также формирование функциональных вариантов при изменениях на разных уровнях нейрогуморальной системы адаптации составляет чрезвычайно важную задачу при оценке "качества здоровья", а также в лечебной практике при выборе способов коррекции ti дсчения больных с измененным гормональным состоянием.

Мало изученными остаются вопросы взаимодействия тканевых регуляторов, в частности, простагландкна Е: (ПГЕг), с важнейшими регуляторами процессов адаптации. Обширный, диапазон реакций организма на действие экзогенных ПГЕ: при четкой адренергнческой направленности действия этого класса пронзводйых непредельных жирных кислот позволяет применять их при создании моделей напряженности в системе нейрогум оральной регуляции вегетативных функций. Особое значение это может имел» при изменении активности адренергичсского звена регуляции, в частности, при нарушении процессов управления функций сердечно-сосудистой системы.

t

В связи с этим оценка временной организации системы гормональной регуляции висцеральных систем в условиях интенсивной мышечной нагрузки, как в условиях относительной нормы, так и при изменении чувствительности аяренорецепторов, даст возможность понять закономерности процессов приспособления организма в разных- условиях жизни, а также разработать информативные хронобнологнческне критерии оценки функционального состояния индивида и способы коррекции о помощью восстановления эндогенных механизмов регуляции.

Цель нсследогча ння.

Изучить закономерности суточной организации системы гормональной регуляции при тестовой физической нагрузке у собак а условиях относительной нормы н при измененной адренсршческой регуляции.

Зажш1жа?до!шшЯ|

ЬИзучить динамику показателей эндокринной системы собак греднего возраста При тестовых физических нагрузках в разное время :уток.

2.Установнть различия срочной компенсаторно-приспособительной зрганнзаиин системы гормонов адаптации при полярных временных тернодах (утро, ночь) во время физической нагрузки.

З.Оценнть степень ' функциональной напряженности )ейрогуморального регулирования гтрн физической нагрузке у собак на }>оне снижения адренергической активности.

Научная нояизна.

Впервые проведено комплексное изучение динамики показателей -ормональной системы у здоровых собак в разное время суток во время $ыполнения ими физической нагрузки, что позволило обосновать тредставленне об околосуточиой организации взаимосвязей основных ормонов адаптации в динамике физической нагрузки.

Выяснено, чго 'а ночное время суток на начальных минутах сомпенсаторно-приспособитслыюй реакции динамика гормонов шаптацнн отражает степень напряженности гормональной регуляции шнгательныд функций, что проязляется в огставлснносги по времени >еакщш активизации гормонов адаптации к воспроизведения ее только в 1ериод отдыха.

На анпюстомировакных собаках с измененной адренергической наивностью установлены подходы дта выявления функциональной гстойчнвостн организма к действию экстремальных факторов среды при Истовых нагрузках в разное время суток.

Нпучно-практнческая значимость. ' Данное экспериментально исследование об изменениях функционального состояния организма разное время суток* дополняет знания о закономерностях временно регуляции жизненнопажных функции, увеличивает возможности дл раннего распознавания изменений в гормональной регуляции и тем самы способствует развитию хроно-биологических подходов к выявленш качества здоровья.

Оригинальная методика анпюстомирования животных с целы изучения динамики гормонов крови во время бега собак lia гретбан позволшл доказать, что принцип индивидуального анализ напряженности ненрогуморальной регуляции функций организм целесообразно строить на хроноопологнчсскнх моделях.

Положения выносимые на защиту. Околосуточная организацн взаимосшзей основных гормонов адаптации определяет неспецифическу} устойчивость организма к действию факторов среды н проявляется ка минимум п двух разных вариантах взаимосвязей гормонов - утренний ночной тип нейро-гуморалмюй регуляции.

Индивидуальная оценка функционального состояния организма н фоне различного рода факторов среды возможна при изучении динамик гормонов вовремя нагрузки с учетом времени суток к при известно) исходном функциональном состоянии организма.

Ночной вариант гормональной .регуляции вегетативных функцн при тестовых нагрузках характеризуется на начальном этап компенсаторно- приспособительного процесса заторможенностью реакЦИ! активации ГАКС и САС, развитие реакции приходится н; восстановительный период.

Использование фармакологических препаратов ,нзменяюти. активность основных звеньев нейро-гуморального процесса ( на уровн рецепторного звена и тканевых гормонов), показывает сходспи динамики основных гормонов адаптации во время тестового физическоп напряжения с ночным вариантом гормонального регулировано: висцеральных систем.

Апробация работы. Диссертационная работа и отдельные ее раздель докладывались и обсуждались на 6 Всесоюзной конференции ж экологической физиологии, I9S2, г. Сыктывкар; на 16 Всесоюзно! конференции по физиологии мышечкой деятельности, 1982, г. Смоленск; н; Всесоюзном симпозиуме "Эндокрннные механизмы регуляцш приспособления организма к мышечной деятельности", I9S4, 1987, 1988 1991, г. Тарту; на Всесоюзной научной конференции "Современны проблемы охраны природы, биоиндикации и экологической прогнозирования", 1986, г. Томск; на 1 съезде физиологов Сибири, 1986

г.Новосибирек; ид 6 Всесоюзной конференции по фпзполопш вегсмшнной нервной системы, I9S6, г. Ереван; на Всесоюзном физиологическом съезде, 1937, г. Ленинград; на 3 Всесоюзной конференции "Неиро'ждокринные механизмы регуляции репродукции н -шцитно-прнсносоСинельных реакции". I9SS, г. Харьков; на 10 Всесоюзном совещании по эволюционной физиологии, посвященной памяти академика Л.Л.Орбслн, 1989, г. Ленинград; на Международном симпозиуме "Физиология гнпофизарно-адренокоргнкалычой системы", 1990, г. Ленинград; на 2 всесоюзной конференции "Фармакологическая коррекция шпокеических состоянии", 1991, Гродно; на международной конференции стран СНГ "Коррекция и управление функциональным состояние.1.« в процессе трудовой деятельности", 1993, г. Караганда; на Всесоюзной конференции "Биоритмы пищеварительной системы и гомеостаз". 1994, г. Томск; на международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды ПООС-95", 1995, г. Томск; на II съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока, 1995, Новосибирск; па 2 международном научном симпозиуме по проблемам саносснного и патогенного эффектов эколотческих нозпейсглий на внутреннюю среду организма, 1995, Бишкек.

Обьем и структура работы. Диссертация изложена на 147 границах машинописного текста, включая 16 рнсунков и 8 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы,. материала и методов исследования, результатов исследования, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 170 отечественных и 81 иностранных источников.

Матернхты и методы

Экспериментальное исследование проведено на 17 беспородных собаках-самцах 2-5 летнего возраста с массой тела 1S-20 кг. Возраст животных, определялся по картине зубов (О.В Коркушко, 1983) и уточнялся по состоянию кровеносных сосудов во вреня операции. Исследования проводились на животных, предварительно оперированных по методике, разработанной С.М.Ксенцем и Ю.В.Щербаковым (1966) для получения доступа в артериальное русло в любой момент опыта.

В экспериментах были использованы фармакологические препараты, изменяющие функциональную активность важнейших систем адаптации -гипофизарно-адренокортнкальную (ГАКС) и симпато-адреналовую [САС).' Был использован aj-адреномиметик - клофелин и экзогенный гфостагаандзш ПГЕг.

Опыты проведены в осенне - зимний период. Животные содержались з условиях с естественной периодичностью смены дня и ночи.

Для выполнения задач исследования были поставлены 4 серии опытов по влиянию суточного ритма на активность ГАКС и САС при физической нагрузке в виде бега на третбане со скоростью 3 м/сек в 2, 8, 14, 20 часов. Также были поставлены 4 серии опытов по влиянию клофелнна и ПГП: на гормональный статус организма:

¡.контрольная серия наблюдений на ашиоегомированных животных при Ос 1С со скоростью 3 м/сек в течение 20 минут с одновременной регистрацией артериального давления;

2л«1стк ИГЕ; (артериально) в дозе 40 мкг/ьт на 18 минуте опыта, до начала 20 минутого бегл собак;

Зленегеие клофелнна (аргериально) на 10 минуте опытного периода в дозе 0,5 мг'кт на биохимические показатели крови во время бега на третбане со скоростью 3 м'сск и течение 20 минуп

4.нвсденис клофелнна в дозе 0.5 мг/кг на 10 минуте опыта и ПГЕг ь дозе 40 мкг/кг на 2" минуте опыта до начала 20 минутого Gera жчпотных,

Oiiuibi по влиянию клофелнна на содержание гормонов в крови

проведены ц утреннее время суток (S часов). Объем крови, забираемый в

течение опытного периода наблюдений не превышал 60 мл, что по данным

контрольных опытов, не вызывало достоверных вменений уровня

изучаемых показателей. Контролем являлось введение физиологического

раствора. Нагрузкой служил бег на ленте третбана со скоростью 3 м/сек. /

В серии опытов по изучению действия цнркадного ритма на организм были взяты ключевые точки опытного периода с целью уменьшения количества забираемой крови:

1 мин. - введение иглы и фистулу;

2 мин. -1 контрольная (фоновая) проба крови;

22 мин. • 2 проба крови. 2' минута физической нагрузки;

30 мин. - 3 проба крови, I0ä минута физической нагрузки;

37 мин. - 4 проба крови, 17» минута физической нагрузки;

70 мин. - 5 проба крови, 30» минута восстановительного периода.

Во всех сериях опытов динамика отбора крови сохранялась одинаковой, за исключением серии опытов с клофелином и при сочетанием действии клофелнна и ПГЕг, в которых продолжительность опытного периода уд линялась на 30 минут для достижения стойкого гипотензивного эффекта.

Способ введения и дозы фармакологических веществ были подобраны дая животных экспериментально с учетом данных литературы (ОМ. Ашкян, 1988; H.A. Мазур, 1928).

Клофелнн (Химзатол, Новокузнецк-), - а;-адреномимегик центрального действия вводился внутршртериальио я дозе 0,5 мг.'кг.

Клофслин (клоншшн) - 2^2,6-днхлорфениламнно)-нмидазолш(а шдрохлорид. Агонист а:-адреноре1тпоров мозга. В зависимости от дозы клофелии может как тормозить, так и усиливать вызванную активацию иорадренергической-системы через аппарат ире- или постсиммагнчсской реакции. В дозе 0,1 'мг/кг и ниже активирует преимущественно иресимпатические рецепторы, снижает двигательную' и исследовательскую активность. В больших дозах стимулирует постсинаптнческие рецепторы, повышает моторную активность (N .Е. Anden el al., 1976).

Простаглацдин ti> (Огп.гтный завод органического синтеза и биопрепаратов, Эстония) вводился цнутриартериально а дозе 40 мкпкт (11,5-10 8 моль/кг) в течение 40 секунд.

Активность i ипофизарно-адрсцокортнкальнон системы оценивалась ю содержанию АКТГ и глюкокоргнкондов (11 -окенкоргикостероиды гвободные и сказанные с белком) в плазме кропи. В сериях наблюдений по влиянию цпркадкости ил организм активность коргикхирогпни в плазме срони определялась по методу, предложенному Розситалсм В.М. (I98Ó).

В сериях опытов по влиянию клофелина на организм живо того иттноеть кортикотропина изучалась радноиммунолошческим методом с юмошыо наборов RIA KIT (Sonn, Франция).

Активность ппококортикоидов в плазме крови определялась >лк>оримезрнчески (ЮЛ. Панков к др., 1965; J1.В. Павлихина и др., 1973;н ■адиоиммунологическим методом с помощью радионммунологнческнх аборов отечественного производства (стерон-К'-'-М-М.кортнзол).

Активность симпато-алреналовои системы оценивалась люоримегрическими методами по динамике адреналина, норадренэлина, офамина (Э.Ш. Матшша, 1974), серотонина в плазме кропи животных З.М. Коган и др., 1979),

Уровень простагланднна группы Е в крови собак изучали с омошмо радионммунологнческнх коммерческих наборов Prostaglandinen (Amersham, США). Измерения радионуклид! loíí активности роведено на ß-сцинтилляционных счетчиках и f-счетчиках зарубежных гран. ' -

Полученные результаты статистически обработаны и оценены с змощью параметрического (критерий Стьюдента) и непарлметрического ритернй Вилкоксона) методов. Различия между контрольными и тытными значениями считали достоверными при уровне значимости '0,05. При вычислении среднего арифметического выборка показателей юверялась на однородность. В приведенных таблицах даны значения

9

среднег о арифметического и его стандартной ошибки (Mim). Особетшст Ниркадной периодики оценивались но программе для апрокснмаци функций одной переменной сплайном третьего порядка со сглаживание (C.B. Мухаметова и др., 1975).

Результаты еобстасннык исследовании и их обсуждение

Динамика и соотношение гормонов адаптации с разнос орсмл суток при физической нггрулне

Результаты исследовании подтвердили наличие циркадных ритме исходного состояния СЛС и ГА КС, а также и то. что одинакова фюическая нагрузка в виде бега на третбаие со скоростью 3 м/сс; выполняемая собаками в разнос время суток, по-разному актнпнзироват: САС. Симпатическое и адреналовое звенья системы реагировали на бег разное время суток неоднозначно. Кроме того, исходная концентрат: адреналина, АКТГ, 1 !-оксикортикостсрондов свободных и связанных артериальной крови максимальна утром (8 часов), а норадреналнна - дне (14 часов). Минимальная концентрация адреналина, АКТГ, Г окснкортикостероидов свободных и. слизанных в артериальной кров собак наблюдалась ночью (2 часа), а норадреналнна - утром (8 часов).

о.оо «.¿о всо 12.00 16 00 го.оо гюо (час) Рис Л. Исходное состояние снюхккичгеких показателей артериально! крови собак в течение суток.

Обозначения: -:—■— (I) АКТГ (ыкед/мл)

----- (2) 11-ОКС связанные («кмоль/л)

—------— (3) 11-ОКС свободные (мкмоль/л)

—1—1—.-.— (4) адреналин (нмоль/л)

(5) иорадреналин (нмоль/л) -

Опыты показали, что активность коршкотропиид » 8 часов достоверно увеличивалась от исходных значений 17,20:0,740 мкец-мл до 29,"7±2 376 мкеямл (р'0,005) уже на второй минуте бега. В ходе нагрузки активность кортнкотропина возвращалась к дордбочему з'ро'шю, а со второй минуты восстановительного периода, вновь нарастая, достигала на 60 минуте опыта максимума - 35,1 £9,917 мкед'мл (табл.1).

Таолииа 1

Влияние физической нагрузка, luno.iiiacuoá s утреннее врсця суток, на динамику содержания биохимических показателей артериальной крови собак (Мат) (п—14).

Показатели кро»н Исходный уровень Врсч» иагрузкн (инк) Брейк огдоха(мни)

10 17 2 | 10 ! 20 16,9 3,165

Кортикмро-ПИЯ (ыкед/ил) 1720 ± 0,740 + 2,376 • 23,1 V 3,107 Т 17.5 -» 2,154 20,3 1,063 * 23,1 8,700 35,1 9,917 Г

11 -океккор-тнкостсрои-ди, связанное с белком (икмоль.л) 0,28) ± 0,040 0,361 ± 0,031' 0,316 i 0,046 02)4 0,052 0,319 X 0,033

11 -сксикор-тикостерои-ди, свободные (мкмоль/л) 0,041 ± 0,025 0,020 ± 0,009 0,076 > 0.021 • 0,090 ± 0,052 0,071 + 0,031

Адреналин (ныоль/л) 9,770 ± 0,655 12.499 ±1255' 10,916 ± I.S0I 12.3)5 i 1,747 11,134 ±1,092 9,497 х 1,528 9.3SS ±1255 9,606 ± 1.419

Норадреиа- ЛИН (выоль/л) 3,370 I 1,950 11,999 2,187 18,738. 4. 3,310« 15,842 1' 2,660* 10,753 + 2,128 10,935 2,424 »5,132 ± 1,9 51 • 14,778 ± 1,478«

Примечание: знаком "*" обозначены изменения досгоасрно эначниие (р<0,05) относительно исхо.чки* значений.

Нарастание адренокершкотропнон активности в начале нагрузки сопровождалось увеличением содержания в крови связанных с белком II-оксикортикостероидов (11-ОКС). Уже в первые две минуты бега оно увеличивалось от 0.283+0,040 мкмоль/л до 0,36110,031 мкмоль/л (р<0,005), талес следовал возврат к базальному исходному уровню в связи с переходом 11-ОКС в свободную форму. На ото указывает рост содержания' ;вободных 11-ОКС от исходных 0,04! ±0,015 мкмель/л на 93% к десятой чннуте бега. После прекращения нагрузки начинается процесс юрмалнзацин и содержание свободных 11-ОКС возвращалось', к исходному уровню па 60 минуте опыта.

Опыты показали, что в 8 часов утра концентрация адреналина юстоверно (р<0,005) увеличивалась уже на второй минуте бега от

и

исходных 9,770í 0,655 нмоль'л до 12.499+1,255 нмоль/л, оставаясь повышенной до конца бега. После бега наблюдалось постепенное возвращение биогенных аминов к исходному уровню и на 60 минуте опыта концентрация адреналина в артериальной крови собак составила 9,606±1,419 нмоль'л. Параллельно изменялось содержание норадреналина: к ссреднке бега, на 20 минуте опыта наблюдалось достоверное (р<0,005) увеличение до 18,738i3,310 нмоль'л по сравнению с исходными 8,370± 1,950 нмоль'л и оставалось повышенным до конца бега. Сразу после физической нагрузки наблюдалось возвращение к исходным данным, но к концу восстанопительного периода (50, 60 минуты опыта) отмечено наблюдаемое повышение концентрации норадреналнна в артериальной крови собак до )5.132±1,951 нмспь.'л п 14,778±1,478 нмоль/л соответственно.

. Ночью, в 2 часа, собаки труднее всего переносили физическую нагрузку. Они часто отказывались бежать ,а нногда не могли закончить 20 минутный бег. Такая реакция, вероятно, должна быть связана с какими-то характерными для этого времени суток изменениями ГАКС (табл. 2).

Опыты показали, что содержание в крови связанных 11-ОКС при беге в это время суток достоверно снижалось по сравнению с фоновыми 0,19220,013 мкмоль/л на 2 минуте ло . 0,163-0,011 мкмоль/л (р<0.05). снижение продолжалось до 10 минуты бега и составило 0,161 ±0.010 мкмоль/л (p^0,05j. Но это не обеспечивало оперативного роста содержания свободных 11-0 КС в кройи, поскольку увеличение активных форм гормонов в крови отмечено лишь на 17 минуте бега до 0,042+0,008 мкмоль/л (фон- 0,022í0,009 мкмолъ'л). То, что дозированная физическая нагрузка не активизирует стсронднуго функцию надпочечников связано с отсутствием роста коргикогропн oíl активности крови как не посредственно при беге собак, так и в восстановительном периоде. Опыты этой серии показывают, что ночью на фоне сниженной базалыюй активности ГАКС имеет место пониженная двигательная реакция организма. Сниженная активность кортнкотроппна, освобождение связанных 11-ОКС от белков и переход их в активную форму в конце бега при отсутствии увеличения гнпофизарной активности, вероятно, является одной из причин сниженной . способности собак адаптироватт,ся к мышечной нагрузке в ночное время суток. При этом исходный уровень адреналина в артериальной крови собак был минимальным по сравнению с исходным уровнем в другие часы суток и составил 5,840+0,655 нмоль/л. Во время выполнення предложенной стандартной нагрузки содержание адреналина в артериальной крови собак достоверно (р<0,05) увеличивалось на 2 минуте бега и составило 9,006±1,201 нмоль/л. К концу физической нагрузки наблюдался повторный достоверный выброс адреналина в кровь (9,060+1,419 нмоль/л). На 30 минуте отдыха отмечалась тенденция к достоверному увеличению содержания адреналина в артериальной крови, что составило 8,187±1,092

нмоль/л. Уровень содержания норадреналина в ночное время достоверно увеличивается лишь после физической нагрузки к достигает максимальных значений 19,625±2,601 нмоль/л (р<0,05) на 2 минуте отдыха (фон -13,359± 1,832 нмоль/л). В ото время суток отмечен повторный выброс норадреналина в артериальную кровь собак на 20 минуте восстановительного периода (18,620£2М87 нмоль/л) (р<0,05).

Таблица 2

Влияние физической нагрузки, выполняемой в ночное время суток, издияяикку содержания биохимических показателей артериальной кроки собау; (\Нт)'и=М).

IloKaaaic.ni] ИСХОД- Бремя нагрузки (ими) Вреия отдыха(мин)

ГрОВИ НЫЙ уровень

2 10 17 2 10 20 10

Кортикотро- 9.«6 11,49 И,15 11,29 11,56 12.55 15,06 12,30

пин ± О. ± ± ± ± ±

(ихед/мл) 2,590 1,402 1,524 1,343 1.776 3,106 3,831 2,048

1! -оксихор- 0,152 0,163 0,161 0,164 0,196

тякостерои- + ± i ± О-

яы, сняэан-цые с белком 0,011 0,011' 0,010* 0.033 0,043

(икмоль/л)

11-скснкор- 0,022 0.035 0,039 0,042 0,036

тикосгерон-дц, езобод- ± 0,009 ± 0,016 ± 0,011 ± 0,00? ± 0,020

ные

(икмоль.'л)

.Адреналин 5.S40 9,005 6.76S 9,060 ± 6,550 5,731 7,314 8,187 ±

(имоль/л) ±0,655 ±1,201' ± 1,255 1,419' ± 0.982 ± 0,382 ± 0.928 1,092'

Нор адрена- 13,359 8,214 13.418 17,083 19.625 13,53« 18,620 14,659

лин ± ± ¿ ± ± ± ± ±

(нмоль/л) 1,8)2 1,478 1,832 2,424 2,601* 2,010 2.1S7* 2,542

Примечание: знгкол "*" обозначены п'кеие-'шя достоверно зиачииие (р<0,05) относительно неходких значений.

Таким образом, тестовая физическая нагрузка (20 минутный бег на ретбане со скоростью 3 м/сек) в разное время суток увеличивала ктивность САС и Г А.КС при отсутствии единства в реакциях этих систем.

Изменения функциональной активиости ТАКС и САС проявлялись и зменениях базального уровня гормонов в покое и в разног.; характере шамтси содержания гормонов адаптации при мышечкой работе в разное :смя суток.

пиянис ПГВ} и клофепина на взаимосвязи гормонов при бега >бзк

Процессы гормонального регулирования срочных

испособительных процессов организма направлены на предотвращение

пшеркок}пенсАцнн тех органов, которые несут максимальную нагрузку в конкретных условиях воздействия фактора. При физических нагрузках таким органон, в первую очередь, является сердечно-сосудистая система, в приспособлении которой важную функцию-играют наравне с гормонами просташаидшш. Наибольшее распространение получила гипотеза о том, что из обширного спектра гормонов ключевая роль при взаимодействии с проста гландшиши принадлежит катехолашшам (Л.С. Чаева, 1980; А.И. Громов и др., 1985; F.S. Yates, at. al., 1980). Данная гипотеза основана на модельных "экспериментах в условиях работы изолированного органа, что не отражает полной картины процессов регуляции на уровне целого организма. Б связи с этим была поставлена экспериментальная серия, целью которой являлось изучение действия гипотензивного средства клофелина .н ПГЕз. Интегральными показателями, по которым оценивалось действие препаратов являлись артериальное давление (АД) и частота сердечных сокращений (ЧСС).

Экзогенный ГТГЕг вызывал достоверное снижение артериального давления (АД) со 120,014,22 мм.рт.сг до 93,313,33 мм.рт.ст. (р<0,05) (Табл. 3). При этой частота сердечных сокращении (ЧСС) увеличивалась с 83,0+5,13 уд/иин до 92,7±1,80 уд/мин. Одновременно наблюдалось изменение биохимических показателей в артериальной крови собак: уровень норадреналина и дофамина достоверно (р<0,05) снижался с 8,3711,95 тюль/л до 3,2610,68 нмоль/л и с 83,6113,30 нмоль/л до 20,24+1,23 нмсшь/л соответственно.

Опыты показали, что при введении экзогенного ПГЕ; содержание адреналнна, кортикотропина, 11-окснкорп1Хостероидов, Н3-ПГЕ достоверно (р<0,05) увеличивается. При этом уровень адреналина возрастает по сравнению с исходными значениями с 6,8010,96 нмоль/л до 8,81+0,83 ниоль/л, кортикотропина с 13,7210,74 мкед/мл до 20,5+0,97 мкед'мл, 11-ОКС с 0,24±0,01 мкмоль/л до 0,479±0,04 мкмоль/л и Н-'-ПГЕ с 671.5115,4 пгАи до 922,7114,5 пг/мл.

В результате проведенных исследований по изучению совместного действия препарата клофелнна, изменяющего чувствительность а-адренорецепторов, с производным непредельных жирных кислот ПГЕг можно отметить особенности гормональной регуляции у собак при физической нагрузке. Клофелин, вещество центрального адреиергическогс действия, вызывал существенные изменена уровня гормонов надпочечников, ПГЕ, но активность тройных гормонов гипофиза изменялась незначительно. Простагландин Ег приводил к углублении: основных дом тирующих гормональных сдвигов, которые были связаны < дейстннем первого фактора.

Таблица 3

Влияние кяофелкпа (0,5 кг/кг) и ПГЕг(11,5-10 е коль/кг) на биохимические погачатели __¡фор« собвк(М±та)(п-14) при физической нагрузке.____ _

Показатели крови Исходник Введение клофеаи- Введение ПГЕ2 Время нагрузки (мин) Время отды-

уровень иь (кии)

2 10 17 20

Адреналин 4,83* 2,59 ± 5,06*0,75 6,6341,30 9,32* - 6,64*

(имоль/л) 0,95 026 2,13* 2,10

Иоралрена-ЛШ1 (тюль) 5,72* 1.09 6,33+ 0,18 7,681:1,93 6.68*125 6,30± 0,90 - 7,92* 1.77

Дофамин 60,20* 62,46* 46,0242.80 57,7*2,70 572± Г 59,54 58,7*

(нмоль/л) 1,76 0.90 * 2,98 2,24 2,23

Серотовин 0,97* 0,89* 1,42*0,07 1.20+0,07 1,23* 1,3 7± 1,31*

(мкм оль/л) 0,0.1 0,05 * Г 0.08* 0,12 * 0.06 *

Кортико- 4,11± 4,09± 4,40*0,30 4,со±о,зо 3,85+ 3.72Г1 4,1Н

троппи ■ ¿'¿'(яг/мл) 022 0,70 0,28 0,18 0,30

у». /9,5* 53,12* iiS.6ir7.50 83,6*5,0 1Н2± 101.8* 84,0*

кортизол (нг/вл) 0,47 3,71 * * * Н,1 • 3,92 * ■4,72 *

Ш-IIГЕ (пг/мл) 477,6з: 21,2 956+ 29,1 - 956*29,6 « 780*34,8 И 1147* 52,9 ' 795* 36,8 « 542* 35,1

Артериаль- 128* 84,3* 79,01620 118,5* 133,7± 134,0*1 115*

ное давление (мч.рт. 1,53 2,30 • * 6,90 2,63 5,67

СТ.)

Частлтз 107.0* 58,4± 115,7111,5 152,5* '166,0* 164,0* 116,0*

сердечных 1Д1 2,77 * 0.91 3,88 2,89 5,4

сокращение (удАннн) * *

Примечание: знаком "*" обозначены изменения достоверно значимые (р<0,05) относительно ясхоккихзиачепяб.

Таким образом, на основании количественных сдвигов важнейших гормонов ГАКС и САС, последовательности их включения в реакцию при выполнении тестовых нагрузок н скорости гюсстанопительных процессов, по структуре внутрисистемных связей можно оценить функциональное состояние организма и особенности его адаптационных процессов.

Данная модель оценки качества прочесса срочного регулирования по изучению динамики ряда гормонов адаптации ГАКС и САС при беге собак_ позволяет сделать вывод, что временная синхронизация составляющих гормональной системы адаптации является критерием приспособляемости организма н может использоваться в изучении функционального состояния организма.

Особенно эти . исследования помогают помять устойчивости некоторых организмов к условиям действия комплекса экстремальных факторов , которое выявляется ишарально или отсутствием выраженной циркаднон периодики или смещением фаз. В период полярной ночи у большинства полярников наблюдаются перестройки ряда показателей функционального состояния системы кровообращения с развитием явлений дееннхроиоза. Снижение выраженности суточного ритма проявлялся в неспособности регуляториых систем к поддержанию прежнего циркадного ритма, гак же отмечена неспособность организма поддерживать суточный ритм периферического сосудистого сопротивления, диастолического давления. Обнаружено, что максимальная активность глюкокоршкоидной функции совпадает с наибольшим возрастанием сосудистого тонуса (М.Г.Колпаков, 1974).

Полученные нами данные свидетельствуют о первоначальных этапах этого процесса. Вариант приспособительного процесса в ночное время суток ведет к истощению регуляториых механизмов и функциональных систем, что способствует нарушению равновесия в вегетативной нервной системе с превалированием ее парасимпатического огдела с последующим развитием отрицательного хронотропного и ннотропного эффекта, склонностью к брадикардии, снижению систолического и минутного объемов кровообращения, повышению периферического сосудистого сопротивления. '

По нашим данным эти изменения функционирования системы кровообращения сопровождаются, кроме более известных биохимических изменении, нарастанием серотонннергического влияния в регуляции процессов мышечной деятельности. Если активация ГАКС и САС считается известным компонентом реакции адаптации, то о роли серотошшершческои системы в срочных процессах адаптации только начинают говорить , хотя общеизвестны фундаментальные работы Е.В.Науменхо и Н.К.Поповон (1971, 1995) о роли серотоннна в поведении и взаимосвязей его с ГАКС. Работами последних лет доказано,, что артериальная шпертеизия у человека и животных сопровождается нарушением функций ГАКС и САС. . При генетической предрасположенности к высокому артериальному давлению в условиях стресса резко снижены экспрессия гена проопномелажжортнна в гипофизе, угнетена реакция ГАКС на эмоциональный стресс, уменьшено содержание иорадреналина в некоторых отделах мозга, однако увеличено 5;оличестао «л-адренорецеторов в продолговатом мозге. Прогресс в изучении биоритмологических аспектов при адаптации организма, согласно полученных нами данных определяется во многом успехами нейрохимического анализа на уровне целостного организма, в том числе особо ьыделяегся малоизученная роль серотонннерлшеского '¡вена

и

регуляции. Многие авторы склоняются к мнению о том, что на разных этапах хронического стресса существенная перестройка ретуляторных механизмов мозга происходит на фоне неоднозначных изменений в серотонииергической системе (Л.А. Корякина, 1995). Придание серотошшергической системе важной роли п адаптационных процессах справедливо не только из-за тесной связи серотонниа с ТАКС системой, го и его роли иммуносупрессора. Хотя и в этой связи до сих пор много неясного.

Если сравнить экспериментальную модель (введение собакам клофелина и ПГЕ г) с тем состоянием людей, проживающих долгое время л условиях Крайнего Севера, го можно найти иного общих .механизмов регулярног о процесса. Но главной закономерностью процесса является то, что организм выбирает филогенетически более старые программы регуляции, переключая тяжесть компенсаторных перестроек на периферические вегетативные органы и системы тканевого гомеостаза. Циркулирующие с кровмо такие физиологически активные молекулы как серотоннн, ПГЕ, катехоламины способны некоторое время поддержимть гомеостаз работающего организма.

Создав программу ретулянии по "защитному" типу с привлечением териферического механизма кровотока, организм становится гонсерватнвным к* внорь поступающим сигналам и не способен быстро н |деквапю перестроиться на другой, более рациональный способу травления. При оптимальном способе управления двигательными фоцессамн временная последовательность включения в реакцию гормонов дапташш при беге собак определяет экономичность процесса риспособлсния.

Увеличение роли местного кровотока, повышение чувствительности осудов к хроническим воздействиям при нарастании ПГЕ и серотоиина в рови способствуют сохранению объема циркулирующей крови, редотвратцагет сосудосуживающий и антитромбогезшый эффект (В.В. ■»ролькис, 1984; А.И. Громов ц др., 1985; М.Г. Пшенникова и др., 1990).

Изучение количественных исходных характеристик гормональной егуляцин в разное время суток и особенности взаимосвязей гормонов в :рнод физической нагрузки показало, что напряженность ретуляторных зоцессов нарастает в ночное время.

Как показывают данные многочисленных исследователей появление шэб на здоровье свидетельствует уже о нарушении компенсаторных юцессов в организме человека (Д.С. Саркисов, 1989; В.Г. Тристан, 1994). оэтому очень важна ранняя диагностика ухудшения здоровья человека, [ним из критериев оценки которого является изменение гормональной гуляцни важнейших вегетативных систем. В наших модельных опытах

такой системой являете* сердечно-сосудистая система. Одним из маркерных показателей при оценке качества компенсаторных процессов во время бега "собак является участие в срочных регуляторных процессах серотонина. Увеличение содержания серотонина в крови при беге собак ведет к нормализации АД и ЧСС регуляторов сосудистого тонуса (серотонина, ПГЕ) скелетной мускулатуры. Благодаря компенсаторным механизмам регуляции через периферический кровоток, глубокое снижение уровня катехоламинов в крови, крайне нежелательное в период динамической нагрузки, вероятно, частично компенсируется, итогом чего является поддержание артериального давления в пределах гомеооташчсской нормы во время бега животного.

Преимущество нашей модели изучения особенностей нейрогуморалыюго процесса заключается в том, что данная ситуащи двигательной активности животного максимально приближена » естественным процессам. При этом существенным условием объективно; оценки развития срочного адаптационного процесса является определена) исходного состояния организма, возможность регистрации сдвигов 1 изучаемых показателях во время мышечного напряжения, в динамик* реакции адаптации. Наши выводы в большей мере совпадают с данным! (С.Г. Кривоицеков.н др., 1986) о том, что хронотип здоровых люде! определяется преимущественно регуляторными механизмами в ЦНС Отсюда можно думать, что используемая нами модель более всеп подходит дня выявления изменений околосуточной периодики организма ] стадии напряженности нейрогуморалььой регуляции висцеральных систем не перешедших в стадию патологического процесса.

Таким образом, изучение закономерности циркадной органнзацн системы гормональных взаимосвязей на разработанной модели ангаостомироизнными животными показзло особенности роудяторны процессов мышечной деятельности. Такой комплексный подход изучению функционального напряжения здоровья человека позаолж понять механизмы индивидуальной устойчивости к действ«! экстремальных факторов среды и соответственно в дальнейшем выйти и адекватные способы поддержания состояния здоровья в усяовш хронического перенапряжения систем адаптации.

Выводы

1.В хронических экспериментах на собакая выявлены разные варна 1пг| гормональных механизмов срочной плантации организма к физическим нагрузкам и разное время суток*.

2.В утреннее время сугок проявляется вариант сбалансированности гормональных процессов со время физической нагрузки, основными элементами которого якчяотся повышение уровня АКТГ, норадреналина, свободных и связанных глкжокорпгкондов.

3.В ночное время доминируют фнлогенетнческн более ранние механизмы регуляции вегетативных функций, характеризующиеся арепктигностыо АКТГ, свободных и связанных ппококортикондов, адреналина и норадреналина в период мобилизации функций на' выполнение мышечной нагрузки.

4.13 ночное время суток отставленная по времени активизация ГАКС и САС приходится па восстановительный период после прекращения физической тестовой нагрузки н свидетельствует о более продолжительном периоде компенсаторного процесса в ночное Бремя суток, а также характернз'.'гтея более значительными изменениями активности симпато-адрснаяовой системы, особенно нарастанием содержания норадреналина в крови к 30 минуте восстановительного периода.

5Экзогг1шы|"| ПГЕг (II,5108 моль/кг), введенный в артериальное пусло собак, приводит к кратковременному дисбалансу гормонов ГАКС н САС за счет резкого снижения содержания норадреналина и дофамина в артериальной кропя собак, сохранявшегося в течение последующих 20 .(кнут бега животных и 20 минут отдыха. Реализация компенсаторных 1даптационньгх процессов при физической нагрузке происходит череп !ентрал!!зацию ряудяторного процесса путем повышения акпшностн ¡ентрального регуляторкого звена ГАКС.

ЪЛ/гниение центрального адренсргического звена клофелшюм (0,5 |г/кг, в артериальное русло) и возросший уровень кортизона и эндогенных 1ГЕ при неизменном уровне кортнкотропиш приводит к. варианту рочного адаптационного процесса близкому к "ночному" н звдетельсгвуст о напряженности в-регуляторных гормональных процессах о время физической нагрузкн.

7 .Снижение адренергнческой акпшностн ночью, а также в моделях рн введении клофелина. ПГЕ; к их совместном действии вызывает зеличенне роли серотошшергических механизмов в регуляции мышечной ;ятельности, активизирует тлюкокортикопды и эндогенные ПГН, что ншетельпвует о преобладании механизмов регуляции периферического 1ена.

СПИСОК РАБОТ .ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1 .Бзаимодеисшпс , шпофпзарно-надлочечнИАОвой и снмпато-адреналоьой систем при физической иафрке у животных разного возраста И Механизмы адаптации и компенсации физиологических функций ь экстремальных условиях. Томск. 1977. С. 24. Сойот.: Хорева СЛ., Ксеиц С.М., Ольшанская Т.Г., Крылова Л.Н., Новикова НА., Лшьшюаа 11А.

2.Возрастные особенности реакции гипофшарно-надлочечниковой системы собак на физическую нагрузку I! Эндокринные механизмы ре1уяяции приспособления организма к мышечной деятельности. Тарту. 1977., в. 419.iT. ¿3-67. Соавт.: Ксенц С.М., Хорева С.А., Ольшанская Т.Г., Крылова Л.Н., Блинова Н.Г.

3.Влиянне мышечной работы на галофизарно-надпочечниковую систему собак в разное время суток И Вопросы бнодогин. Томск. I $>78. С, 88-93.Соавт. Петель В А.,КсгнцСМ., Блинова Н.Г., Чгрдынцева Н.В.

4Дшшмяка кортикотропнна, свободных и связанных ))■ окснк'ортикосгерондов у собак в разное время суток прн физической натрузхс (7 Вгес. конф. Физиологические факторы, определяющие ( щшнтирукацие спортивную работоспособность, Москва, 1982. С. 207-208 Соавт. Хорева СА.

5.Влияние суточной периодики на длнамнку активного кортикотропнна, свободных и связанных с белком 11 оксикортикостеровдов у собак прн мышечной работе II Стероидные I пептидные гормоны при мышечной деятельности. Taip1y. 1984. В. 670, С 101-110. Соавт.: Хорева СА.. Ксенц С.М.

6.Ненрогуморальная регуляция приспособительных функций у люде с разным типом вегетативного реагирования при умеренной гипоксии

\ гипертермии Н Всес. конф. Адаптация человека к клчмато-геотрафически

условиям и первичная прсфи.тзкпи:а. Новосибирск. 1986., т.1. С. 122-12, Соавт.: Хорева СА., Кузина О .И., Старикова М.Г„. Никнрагина Г.П Осьминнн Ф.В.,Сумцов В.Н.

7.Проиессы нейрогуморадьного регулирования адаптации оргашт к действию гипертермии на фоне гипоксии Н Всес. конф. ВажнеЛид теоретические и практические проблемы терморегуляции. Минск. 1986. < 506. Соавт.: Хорева СА., Старикова М.Г., Кузина О.И., Никирапша Г.П

Роль клофелина и простагландина Б в нейрогуморальш регуляции мышечной деятельности И Эндокринные механизмы регудяш приспособления ортаннзма к мышечной деятельности. Тарту. 1987. С. 1С |07. Соавт~ Хорева С А., Иванова ЕА.

9Роль исходного уровня глюкокортикоидов в процессах срочной таптации к гипоксии к высокой температуре у людей II Механизмы даптационных реакций организма. Томск. 1987. С. 198-201.

Ю.Первичиые нейрогуморальные реакции у людей при действии токсин н гипертермии • // Всес. симп. Проблемы оценки ч рогнозирования функциональных состояний в прикладной физиологии, 'рупзе. 1988. С. 362-363. Соавт.: Хорева СЛ., Кузина О.И., Ершов А.Ф., икирашна Г.П., Старикова М. Г., Осьмннии Ф.В.

11 .Показатели нсПрсэндохринноЙ регуляции в индивидуальной icfiKe функционального состояния организма // Всес. конф. по ^логической физиологии. Ашхабад. 1989. С. 369-370. Соавт.: Хорева А., Шустова Т.И., Никирапша Г.П., Кузина О.И., Моргалева Т.Г., .тлев Ю.В., Осьмитш Ф.В., Ершов А.Ф., Карлов В.Н.

12.Роль клофелина и просгсгланднна Б в регуляции артериального вления у собак при физической нагрузке Н Непрогумораиьные ханизмы регуляции висцеральных органов и систем. Томск. 1989. С. 1645. Соавт.: Иванова ЕА.

(З.Соотношение уровня гормонов гипофизарно-

ренокортнкальной, гипофнзарко-гнреоидной и инсулинергнческой Л'ем у животных в процессе барокамерной и мышечной тренировки // гжд. симп. Физиология пшофизарую-адренокортикальной системы, нинград. 1990. С. 138-139, Соавт.: Моргалева Т.Г., Лопухоза В.В., янова ЕА., Хорева СЛ., Рябчух Ю.А.

Н.Некоторые межгррмонзльные соотношения в условиях длительной токсин у крыс с разным типом вегетативного реагирования. Рук. деп. в [НИТИ. Ред. ж. Проблемы эндокринологии. 1990. N 7. С. 10-21. Соавт.: •рева СЛ., Лопухова BJ3.

15.Гормональная регуляция первичных приспособительных эцсссоз во время мышечной нагрузки // Эндокринные механизмы уляцни приспособления организма к мышечной деятельности. Тарту, Ю. т. 884. С. 32-42. Соаыг.: Хорева С А., Иванова ЕЛ., Моргалева Т.Г.

16.The relationship of hormones during physical toad and after it under conditions of altered adrenoreceptor activity.// All Union Sympos.

-rncnal regulation of adaptatio.. to muscular activity. Tartu. !99l. Co-hors: Khoreva SA., Ntkiragma G.P., Ivanova JeA., Ksents S.M.

17.Циклическая периодика в гормональной регуляции тестовых ическиг. нагрузок у собак II Биоритмы пищеварительной системы н еостаз. Томск. 1994. С.ЗО-ЗЗ. Соавг.: Хорева С А.

18 Характеристика уровня здоровья человека по состоянию гЛ.тгорных процессов при адаптации организма к действию факторов

окружающей среды1// Проблема выживания человечества. Томск. 1994. ( стр. в печати). Соавт.: Хорева СЛ., Старикова М.Г., Крина О.II.

19.Инднвндуалыш оценка риска здоровья при длительно пребывании человека в условиях действия множества неблагоприятны факторов среды Н Межд. коиф. Фундаментальные и прикладные проблем окружающей Среды (ПООС-95). Томск. 1995. Соавт.: Хорева С .Л Смышляев А.В., Лукьянова М.Г.

20.Покззателн эндокринной системы при длительном пребывали организма в зоне загрязнения природной среды !/ П съезд физиологе Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. 1995. Соавт.: Хорева С-А Магковская Т.В., Мосмлшжа Н.С.

21 .Варианты гормональной реакции у людей при действии гипокси как критерий адаптивных возможностей организма и способы коррекции II межд. сими, по проблемам самогонного и патогенного эффекте экологических воздействий на внутреннюю среду организма. Бишкек. 199 Соавт. Хорева С А., Коетеша Н.Я., Кузина О.И., Морга лева Т.Г.

/Тираж 100 экз. ШО ГГУ , Томск, 19, Никитина,4,