CC BY
43
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ОСОБЕННОСТИ АФФЕРЕНТНЫХ РЕАКЦИЙ ПРИ ПОНИЖЕННОМ БАРОМЕТРИЧЕСКОМ
ДАВЛЕНИИ
Д.П. БИЛИБИН, O.A. ШЕВЕЛЕВ, H.A. ХОДОРОВИЧ, Н.В. ЭТТЕЕВА, ПРАДХАН ПРАБОДХ МАН СИНГХ
Кафедра патологической физиологии РУДН. 117198. Ул. Миклухо-Маклая, д. 8
Медицинский факультет
В острых экспериментах на крысах изучали соматические афферентные реакции при понижении барометрического давления. В условиях гипоксии изучали влияние чрескожной электронейростимуляции на соматические афферентные реакции. Согласно результатам при понижении барометрического давления до значений, соответствующих высоте 2,5 км, снижаются пороги соматических афферентных реакций, которые эффективно подавляет ТНС. Эффективность торможения ТНС сохраняется при сниженном барометрическом давлении до 282 мм рт. ст.
Ключевые слова: адаптация, гипоксия.
Приспособление организма человека и животных к окружающей среде, к различным экстремальным факторам является одной из главных проблем биологии и медицины.
Исследованиями Ф.З Меерсона и его школы [4,5,6,7] доказано, что в основе адаптации организма к основным факторам окружающей среды, в том числе и к высотной гипоксии, лежит формирование разветвленного структурного следа адаптации, охватывающего многие органы и системы и адаптивное увеличение мощности центральных и периферических стресс-лимитирующих систем.
Показано, что адаптация организма к высотной гипоксии сопровождается повышением резистентности организма не только к низкому парциальному давлению кислорода, но и к другим чрезвычайным стимулам - ишемии, ожоговой травме, острой декомпрессии, судорожным ядам, воздействию высоких и низких температур и т.п. [8], т.е. адаптация к высотной гипоксии обладает эффектом перекрестной резистентности [6].
Общеизвестна сигнальная, в том числе ноцицептивная роль афферентных систем организма, их участие в реализации защитно-приспособительных реакций в осуществлении срочной и долговременной адаптации [4]. Некоторые авторы [2] подчеркивают роль афферентации в поддержании уровня функциональной активности мозга, обеспечении нормального онтогенетического развития сенсорных систем, регуляции гормональной активности, мотивационного поведения и т.д.
Много работ посвящено исследованию особенностей афферентных реакций в условиях высотной гипоксии. В литературных источниках мы нашли противоречивые данные в оценке ноцицептивной афферентации [3,4,9] при моделировании высотной гипоксии.
Следует отметить, что особенности участия и степень вовлечения различных нейро-медиаторных систем в процессы модуляции афферентных реакций, в том числе ноци-цептивных, при изменении барометрического давления изучены недостаточно. Это обстоятельство побудило нас наметить цель настоящего исследования - изучение особенностей модуляции соматических афферентных реакций при понижении барометрического давления.
Результаты экспериментальных исследований были получены в острых опытах на 300 взрослых белых крысах обоего пола массой 150-300 граммов. Из них неадаптированных к высотной гипоксии-183, а адаптированных-117. Из которых низкоустойчивые к высотной гипоксии составили 59 особей и высокоустойчивые - 58.
Всем животным определяли устойчивость к высотной гипоксии по методике, отработанной на кафедре нормальной физиологии РУДН [1], после чего выделяли серии адаптированных низко- и высокоустойчивых и неадаптированных животных. При экс-
периментальных исследованиях афферентных реакций у неадаптированных низко- и высокоустойчивых крыс были получены одинаковые результаты, поэтому данные группы не подвергали делению, и в работе материал представлен объединенно. Высотная адаптация (тренировка) проводилась ступенчато по схеме Н.Н.Сиротинина [10], в барокамере. У нетренированных животных через два дня после определения устойчивости к высотной гипоксии определяли порог формирования соматической афферентации, характер изменения уровня афферентации в зависимости от интенсивности электростимуляции и понижения атмосферного давления, особенности модуляции афферентных реакций в условиях изменяющегося атмосферного давления на фоне введения различных фармакологических препаратов.
Атмосферное давление в барокамере измеряли соответственно высотам над уровнем моря. На каждой высоте перед проведением эксперимента животных адаптировали в течение 20-25 минут.
Пороговый уровень формирования соматической афферентации определяли по минимальным значениям силы электрораздражений (ЭР) седалищного нерва, при которых формировались устойчивые корковые вызванные потенциалы (ВП).
ВП регистрировали с помощью электродов, фиксированных в костях черепа (активный - в области проекции первой сенсомоторной зоны контралатерального полушария головного мозга, индифферентный - в лобных костях.
Оценке и статистической обработке подвергали суммарную амплитуду начального позитивно-негативного отклонения ВП.
Животных наркотизировали путем внутрибрюшинного введения гексенала. Биполярные раздражающие электроды фиксировали на обнаженном седалищном нерве и на поверхности кожи в крестцовой области. Внутрибрюшинно фиксировали катетер для введения фармакологических препаратов. Животных помещали в барокамеру, снабженную стереотоксическим прибором. В качестве регистрирующей аппаратуры использовали универсальную нейрофизиологическую установку Мультибазис (Biomedica, Италия). ВП регистрировали в режиме когерентного накопления при 10-15 предъявлениях раздражающего сигнала. Статистическую обработку данных проводили на персональном компьютере. Для стимуляции периферических нервов использовался метод одиночных стимулов импульсами тока различной частоты и длительности, наносимых при помощи электростимулятора ЭСУ-2.
Экспериментальные данные показали, что при электрораздражении седалищного нерва суммарная амплитуда начальных фаз ВП у низко- (НУ) и высокоустойчивых (ВУ) к гипоксии нетренированных крыс в условиях нормального барометрического давления составила 98,7 ± 6,6 мкв. При разряжении атмосферного давления до 550 мм рт.ст. амплитуда ВП возросла до 134,8±3,4 мкв. На следующих этапах эксперимента динамика изменений показателей ВП была следующей: 360 мм рт.ст - 99,7±4,8 мкв; 282 мм рт.ст - 72,5±3,9 мкв; 198 мм рт.ст. - 56,8±1,9 мкв;
Таким образом оказалось, что понижение барометрического давления до 550 мм рт.ст. обеспечивает достоверное увеличение суммарной амплитуды ВП и свидетельствует об облегчении афферентных реакций. Дальнейшее понижение давления вызывает прогрессивное угнетение афферентации, наиболее выраженное при давлении 198 мм рт.ст., при неизменной силе раздражений седалищного нерва.
При изучении особенности влияния чрезкожной электронейростимуляции (ЧЭНС) на формирование афферентных реакций в условиях высотной гипоксии у нетренированных НУ и ВУ крыс обнаружено, что наиболее эффективно ЧЭНС подавляет ВП при использовании стимуляции с частотой 350-2000 Гц, причем эти эффекты наиболее выражены при разрежении атмосферы, соответствующем высоте 2,5 км. Суммарная амплитуда начальных фаз ВП при применении стимуляций с частотой 1450 Гц составила 26,9± 1,5 мкв по сравнению с контролем при нормальном атмосферном давлении. При создании в барокамере разрежения, соответствующего высоте 2,5 км над уровнем моря, амплитуда
ВП особенно выраженно подавлялась при помощи ЧЭНС с частотой 1450 Гц и составила 20,4±1,6 мкв от исходных данных, зарегистрированных при том же уровне разрежения атмосферы без ЧЭНС. Дальнейшее понижение атмосферного давления до 360-282 мм рт.ст существенно влияло на эффекты подавления ВП при использовании конкурентной ЧЭНС. Проведение ЧЭНС при разряжении атмосферы, соответствующем «высоте» бодее 7,5 км, приводило к повышению амплитуды тестируемых ВП, что может говорить об облегчении соматической афферентации.
Резюмируя полученные результаты можно заключить, что конкурентная ЧЭНС в исследованных диапазонах частот стимуляции сохраняет высокую способность блокирования соматической афферентации в условиях нормального и пониженного атмосферного давления до 282 мм рт.ст.
Литература:
1. Агаджанян Н.А. Резервы нашего организма. - М..Знание, 1981.
2. Зенков Л.Г., Мельничук П.П. Центральные механизмы афферентации у человека. - М.: Медицина, 1985.
3. Малкина В.Б. Методы повышения устойчивости к горной гипоксии. Тадж. ССР. Отделение охраны и
рационального использования природных ресурсов. - Душанбе.: Дониш, 1989.
4. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: Концепция долговременной адаптации. - М.: Медицина, 1993.
5. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. - М.: Наука, 1981.
6. Меерсон Ф.З. Общие механизмы адаптации и профилактики. М., 1973., - с.304.
7. Меерсрн Ф.З. Физиология адаптационных процессов. Руководство по физиологии. - М.: Медицина, 1986.
8. Пшенникова М.Г. и др. Адаптация к гипоксии - методы повышения устойчивости к гипоксии. - Душанбе, 1992
9. Рахимов Я.А. Человек и высокогорье. - Душанбе, Ирфон. 1982.
10. Сиротинин Н.Н. Влияние адаптации к гипоксии и акклиматизации к высокогорному климату на устойчивость животных к некоторым экстремальным воздействиям. // Пат. физиология и экспериментальная терапия. 1964; 8(3): 12-15.
PATHOPHYSIOLOGICAL FEATURES OF FORMATION OF AFFERENT REACTIONS AT DROPPING
BAROMETRIC PRESSURE
D.P. BILIBIN, O.A. SHEVELEV, N A. KHODOROVICH, N.V. ETTEEVA,
PRADHAN P.M.S.
Department of Pathological Physiology, RPFU Moscow, 117198, Miklukho-Maklaya St., 8. Medical faculty
1л acute experiments on rats studied somatic afferent reactions at dropping barometric pressure. In conditions of a hypoxia studied influence transcutaneous neurostimulation (TNS) on somatic afferent reactions. According to results at dropping barometric pressure up to values conforming to height 2,5 km the thresholds of somatic afferent reactions are reduced which effectively depresses TNS. The efficacy of inhibition TNS saves at the reduced barometric pressure up to 282 mm Hg an item.
Key words: adaptation, hypoxia.
