Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Влияние лазерного излучения на организм при предельно допустимой физической нагрузке в условиях экспериментальной эндокринной патологии



МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

на правах рукописи

БРУК ТАТЬЯНА МИХАИЛОВНА

УДК 612.018.2 : 612.017.2

ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ ПРИ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЭНДОКРИННОЙ ПАТОЛОГИИ

14.00.16 - патологическая физиология

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научные консультанты доктор медицинских наук профессор О.В.Молотков доктор медицинских наук профессов В.А.Войнов

Смоленск - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 13

2.1. Влияние физической нагрузки на организм 13

2.2. Гипофиз-тиреоидная система и физическая 21 работоспособность

2.3. Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система и 26 физическая работоспособность

2.4. Способы, повышающие физическую работоспособность 28

2.5. Влияние низкоинтенсивного лазера на организм 31

2.5.1. Современные представления о механизмах действия 32 низкоинтенсивного лазерного излучения

2.5.2. Применение низкоинтенсивного лазерного излучения в 40 эксперименте и клинике

2.5.3. Применение низкоинтенсивных лазеров в 43 эндокринологии

2.5.4. Внутрисосудистое лазерное облучение крови 47

2.5.5. Воздействие НИЛИ на растворы лекарственных средств 49

2.5.6. Низкоинтенсивный лазер и физическая 51 работоспособность

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ 54

4. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 61

4.1 Влияние предельной физической нагрузки на организм 61 животных

4.2. Влияние лазерного облучения на организм 66

4.3. Влияние НИЛИ на организм животных, выполняющих 69 предельно допустимую физическую нагрузку

4.4. Влияние лазерного излучения на уровень физической 73 выносливости животных

5. ДЕЙСТВИЕ НИЛИ НА ОРГАНИЗМ ЖИВОТНЫХ, ВЫПОЛНЯЮЩИХ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМУЮ ФИЗИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ ПРИ 87

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЭНДОКРИННОЙ ПАТОЛОГИИ

5.1. Влияние предельной физической нагрузки на организм в 87 условиях экспериментального гипертиреоза

5.2. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на 92 животных с экспериментальным гипертиреозом

5.3. Действие НИЛИ на животных с экспериментальным 95 тиреотоксикозом, выполняющих предельно допустимую физическую нагрузку

5.4. Влияние предельно допустимой физической нагрузки на 100 животных с экспериментальным гипотиреозом

5.4.1. Влияние предельной физической нагрузки на тиреоидэктомированных крыс

5.4.2. Влияние предельной физической нагрузки на крыс с гипотиреозом, вызванным введением облученного лазером физиологического раствора

5.5. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на 107 животных с экспериментальным гипотиреозом

5.6. Влияние НИЛИ на животных с экспериментальным 110 гипотиреозом, выполняющих предельно допустимую физическую нагрузку

5.7. Влияние предельной физической нагрузки на адренал- 116

эктомированных животных

5.8. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на 120 адреналэктомированных крыс

5.9. Действие БИЛИ на животных с экспериментальной 122 гипофункцией надпочечных желез, выполняющих

предельно допустимую физическую нагрузку Действие НИЛИ на адреналэктомированных животных, выполняющих предельную физическую нагрузку

Влияние предельной физической нагрузки на животных,

получивших дексазон

5.10. Влияние НИЛИ на крыс, получивших дексазон 133

5.11. Действие НИЛИ на животных, получавших дексазон и 135 выполняющих предельно допустимую физическую

нагрузку

5.12. Влияние предельной физической нагрузки на организм 139 после введения гидрокортизона

5.13. Действие НИЛИ на животных, получивших 143 гидрокортизон и выполняющих предельно допустимую физическую нагрузку

6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 148

7. ВЫВОДЫ 174

8. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 177

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 178

10. ПРИЛОЖЕНИЕ 232

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время особую актуальность приобретает изучение состояния организма в условиях действия предельно допустимой физической нагрузки.

В первую очередь это связано с тем, что при такой нагрузке происходят многочисленные неблагоприятные сдвиги в организме, основой которых является гипоксемия и гипоксия тканей, что приводит к нарушению функций сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной, эндокринной и других систем и органов. Вот почему изменения, происходящие в организме при предельно допустимой физической нагрузке, многие авторы расценивают как находящиеся на грани самой тяжелой патологии ( Л.А.Петухова, 1973; М.Г.Пшенникова, Л.М.Гибер, М.Ю.Захаров, 1979 ; Э.С.Маилян, 1983 ; Ф.З.Меерсон с соавт, 1990, 1991; И.А.Ракитина, 1994 ).

Важно подчеркнуть, что подобная ситуация может возникнуть у спортсменов в момент интенсивной нагрузки в ходе соревнований или тренировочного процесса , людей ослабленных, с хроническими заболеваниями у которых даже обычный уровень физической активности может вызвать неблагоприятные сдвиги в организме. Вот почему, изучение изменениний, происходящих в организме при нагрузке до отказа от работы, разработка способов коррекции и предотвращение их неблагоприятных последствий, в том числе при патологии, являются одной из важнейших задач медицины.

Решение данной проблемы имеет не только теоретическое, но и важное практической значение, так как открывает возможности направленного воздействия на организм с целью повышения его физической работоспособности, сохранения здоровья.

Понятно, что работоспособность - это интегральный показатель,

зависящий от функционального состояния различных систем организма и, прежде всего - сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной. Большое значение имеет состояние систем регуляции функций: нервной и эндокринной, гормоны которой непосредственно изменяют направленность метаболических процессов. И, в этом отношении, особую роль играет статус гипофиз-тиреоидной системы, поскольку гормоны щитовидной железы во многом определяют уровень энергетических процессов в клетках, в том числе мышечной ткани и в организме, как едином целом. Их недостаток или избыток определяет состояние гипо- или гиперметаболизма, что вносит существенный вклад в уровень физической активности.

Действительно, результаты многих работ, посвященных изучению разнообразных биохимических реакций организма при истощающих физических нагрузках ( А.Ф.Бутанян, В.П.Эрез., 1972; С.С. Богданов, 1979;

A.А.Виру с соавт.,1983, 1985, 1990; А.А.Литвин., 1987; К.Э.Томсон., 1980;

B.Д.Чернов., 1981; В.Н.Литвинова., 1986 и др.), отражая изменения, происходящие в процессе метаболизма, одновременно свидетельствуют о первостепенной важности уровня энергообеспечения клеток, подчеркивая вклад гипоксии в наблюдаемых сдвигах.

Подчеркнем, что в немногочисленных работах, посвященных изучению уровня физической работоспособности организма на фоне тиреоидной патологии, содержатся сведения, в целом, свидетельствующие о ее нарушении (А.А.Виру., 1985; М.Ш.Карсанидзе, Д.С.Метревели., 1988; Е.М.Шитова., 1989 и др. ), однако полученные результаты в значительной степени противоречивы .

В связи с этим следует отметить широкое распространение патологии щитовидной железы в нашей стране и, прежде всего в регионах, подвергнутых заражению радионуклеидами в связи с аварией на Чернобыльской АЭС.

Несомненно, что для уровня физической работоспособности организма имеет значение и статус гипофиз- надпочечниковой системы, поскольку широко известна роль глюкокортикоидных гормонов в поддержании и сохранении устойчивости организма при действии на него различных экстремальных факторов. Это дает основание полагать вероятность вовлечения данной системы в реакцию организма на действие физической нагрузки, хотя имеющиеся работы не многочисленны и зачастую носят противоречивый характер ( В.И.Баландин., 1973; Т.А.Смирнова., 1980 А.Г.Кочетков., 1981; А.А.Виру., 1983; Т.Г.Моргалева., 1987; И.О.Кушнарев., 1989; и др.).

Особую, по сути не исследованную проблему представляет действие низкоинтенсивного лазерного излучения ( НИЛИ ) на организм на фоне физической нагрузки до отказа от работы.

Актуальность разработки этой проблемы тем более важна , что нарастающее количество работ демонстрирует положительное влияние НИЛИ на различные системы организма и прежде всего при патологии. Это во многом обусловлено механизмами его действия, в основе которых лежит как антигипоксический эффект, так и нормализация микроциркуляции, стимуляция обменных процессов, местных и общих фактов иммунологической защиты и др.

Не исключено, что такой положительный эффект в значительной мере опосредован его влиянием на регуляторные системы организма, в первую очередь - эндокринную. Именно об этом, очевидно, свидетельствуют результаты работ различных авторов, показавших изменение функционального статуса гипофиз-тиреоидной ( С.И. Карабаева., 1984 ; С.Г.Гнидаш с соавт., 1988; О.В.Молотков, М.Я.Гудкова., 1991, 1993; Л.Н. Бондурко с соавт., 1991; ) и гипофиз- надпочечниковой системы (А.А.Миненков., 1989; Р.Ф.Ильичева с соавт., 1991; Г.Н.Кузьминская с

соавт., 1982, 1991; М.К.Пугачев., 1995 ) при разнообразных способах воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением.

Поскольку, как уже было отмечено, выраженные предельно допустимые физические нагрузки идут на грани патологии, то исследование лазерного эффекта в этом случае представляет особую актуальность.

Это тем более важно, что работ , посвященных изучению действия НИЛИ на организм при предельно допустимой физической нагрузке на фоне измененного гормонального статуса, нет.

В связи со сказанным, сформулирована основная цель и задачи настоящего исследования

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на организм при действии предельно допустимой физической нагрузки в норме и в условиях эндокринной патологии.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Изучить влияние НИЛИ на уровень физической выносливости и некоторые биохимические параметры организма экспериментальных животных: уровень молочной кислоты, мочевины, глюкозы, общих липидов, холестерина, триглицеридов, перекисного окисления липидов в условиях действия физической нагрузки до отказа от работы.

2. Изучить влияние различных режимов ( частотного и временного) низкоинтенсивного лазерного излучения на уровень физической выносливости животного организма при действии предельно допустимой физической нагрузки.

3. Изучить эффект НИЛИ на уровень физической выносливости животных, выполняющих физическую нагрузку до отказа от работы на фоне экспериментального гипо- и гипертиреоза.

-94. Изучить действие НИЛИ на организм при предельно допустимой физической нагрузке в условиях экспериментального гипо и гиперкортицизма.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ .

Впервые обнаружен стимулирующий эффект НИЛИ на уровень физической выносливости организма при действии предельно допустимой физической нагрузки.

Впервые показана зависимость уровня физической выносливости животных от частоты и длительности НИЛИ, определены их оптимальные параметры; проанализирована длительность сохранения положительного эффекта лазера на физическую выносливость.

Впервые показано, что в условиях гипотиреоза дополнительное лазерное воздействие приводит к существенному повышению уровня физической выносливости при действии предельно допустимой физической нагрузки. При гипертиреозе эффект НИЛИ на уровень физической выносливости отсутствует.

Впервые показано, что пониженный при гипо- и гиперкортицизме уровень физической выносливости при действии предельно допустимой физической нагрузки значительно возрастает на фоне лазерного облучения.

Впервые выявлена роль тиреоидных и глюкокортикоидных гормонов в действии НИЛИ на организм, выполняющий предельно допустимую физическую нагрузку.

Впервые предложено использовать НИЛИ как способ повышения физической работоспособности животных.

Обнаруженный в результате выполнения работы новый факт: существенное повышение способности организма выполнять предельно

допустимую физическую нагрузку под влиянием однократного действия НИЛИ, выяснение роли и значения в этом эффекте измененной функции гипофиз-тиреоидной и гипофиз-надпочечной систем позволило сформировать новое научное направление в исследовании низкоинтенсивного лазера на организм, в разработке новых способов его применения в норме и при патологии.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

В результате работы выявлен неизвестный ранее факт положительного влияния НИЛИ на уровень физической выносливости животных при предельно допустимой физической нагрузке.

Установлена зависимость повышения физической выносливости от частоты следования импульсов и времени лазерного облучения; выявлен оптимальный режим лазерного воздействия. Установлена длительность сохранения положительного влияния лазера на уровень физической выносливости. Эти результаты раскрывают наличие неизвестных ранее механизмов действия НИЛИ на организм.

Показано, что при экспериментальном гипо- и гипертиреозе эффект НИЛИ на уровень физической выносливости в условиях действия предельно допустимой физической нагрузки не однозначен: при гипотиреозе он положителен, при гипертиреозе - отсутствует.

Показано, что при экспериментальном гипо- и гиперкортицизме НИЛИ сохраняет свой стимулирующий эффект на уровень физической выносливости при действии предельно допустимой физической нагрузки.

Полученные результаты раскрывают вместе с тем наличие иных, не опосредованных через изученные системы эндокринных органов, механизмов действия НИЛИ на физическую выносливость организма.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ.

Установленный факт повышения физической выносливости в результате применения НИЛИ позволяет рекомендовать НИЛИ как новый способ для повышения физической работоспособности в условиях выраженных физических нагрузок.

В условиях гипофункции щитовидной железы НИЛИ может быть использован для повышения физической работоспособности. При гиперфункции его применение не целесообразно.

При гипо- и гиперкортицизме НИЛИ может быть применен для повышения физической работоспособности, учитывая, что в большей степени его эффект проявляется в случае гиперкортицизма.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Применение НИЛИ приводит к выраженному ( в 1,5-3 раза ) повышению уровня физической выносливости животных в условиях действия предельно допустимой физической нагрузки, причем степень ее увеличения зависит от частоты следования лазерных импульсов и длительности облучения: в пределах частот от 600 до 1500 Гц и увеличении временного интервала от 2 до 8 минут наблюдается пропорциональное повышение выносливости; при частоте 3000 Гц этот эффект снижается, а при частоте 300 Гц он практически не обнаруживается.

2.Длительность сохранения положительного влияния НИЛИ на физическую выносливость зависит от кратности облучения.

3. Низкоинтенсивное лазерное излучение при действии на интактных животных вызывает значительное увеличение в крови содержания тире-оидных гормонов и общих липидов. Другие изученные показатели не

претерпевают сколько-нибудь существенных изменений.

4. Предельно допустимая физическая нагрузка приводит к выраженным изменениям в организме, что находит свое отражение в увеличении содержания в крови тироксина, трийодтиронина, общих липидов, три-глицеридов, глюкозы, молочной кислоты и снижении концентрации мочевины и малонового диальдегида плазмы крови, развитии гипоксемии.

5. Экспериментальные гипер- и особенно гипотиреоз сопровождаются снижением уровня физической выносливости на фоне изменения биохимических параметров крови. Наиболее существенное влияние оказывает гипотиреоз. Положительный эффект НИЛИ обнаруживается только при действии на гипотиреоидных животных: при этом восстанавливаются до исходных значений как уровень физической выносливости, так и многие изученные биохимические показатели .

6. Экспериментальный гипокортицизм ( вызванный двухсторонней адреналэктомией, блокадой дексазоном глюкокортикоидной функции надпочечников) так же, как и гиперкортицизм (вызванный введением гидрокортизона ) в условиях действия предельно допустимой физической нагрузки приводят к снижению уровня физической выносливости крыс. НИЛИ в этих условиях, воздействуя:

а/ на адреналэктомированных крыс - способствует повышению физической выносливости, но ее уровень, однако, не достигает контрольных значений;

б/ на животных с блокадой глюкокортикоидной функции надпочечников дексазоном - повышает их физическую работоспособность до контрольных величин;

в/ на крыс с экспериментальным гиперкортицизмом - увеличивает уровень их физической выносливости выше контрольных значений.

-13Г ЛАВ А 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2 Л. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ОРГАНИЗМ

В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед человеческим обществом, является улучшение состояния здоровья населения.

Причем среди эффективных способов достижения этой цели ос