WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

Периферическая терморецепция при различных функциональных состояниях организма

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Диверт Виктор Эвальдович

ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ ТЕРМОРЕЦЕПЦИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ ОРГАНИЗМА

03.00.13 – физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Новосибирск - 2008

Работа выполнена в ГУ НИИ физиологии Сибирского отделения РАМН, г. Новосибирск.

Научный консультант

доктор медицинских наук, профессор Кривощеков Сергей Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Клейнбок Игорь Яковлевич

доктор медицинских наук, профессор Окунева Галина Николаевна

доктор биологических наук Князев Геннадий Георгиевич

Ведущая организация:

НИИ эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН

Защита диссертации состоится «_______» _________________ 2008 года в ______ часов на заседании диссертационного совета Д.001.14.01 при ГУ НИИ физиологии СО РАМН, 630117, Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ физиологии СО РАМН.

Автореферат разослан «______» __________________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

к.б.н. Бузуева И. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Кожная терморецепция анатомически пред-ставлена оконча­ниями чувствительных нейронов заднекорешковых ганглиев спинного мозга и гомологичных им черепномозговых структур (Scott et al., 1992). Существует мне­ние, что структурную основу периферических термосенсоров составляют свобод­ные нервные окончания в коже (Hensel, 1973; Iggo, 1985). Известна единственная попытка морфофункциональной идентификации холо-дового рецептора (Hensel et al., 1974), а тепловые рецепторы структурно не опре-делены. Обычно терморецеп­цию описывают по функциональным свойствам, вы-являемым в электрофизиоло­гических и психофизических исследованиях.

Одной из важнейших фундаментальных проблем терморецепции является ре-шение вопроса о специфичности терморецепторов и возможности проявления по-лимодальных свойств, в частности механочувствительности. В классических ра­ботах Г. Хензеля (Hensel, 1952, 1963, 1973) отстаивалась их узкая специфичность. Вместе с тем, множество исследователей отмечало наличие механочувствитель­ности в функциональных свойствах терморецепторов (Hunt, McIntyre, 1960; Kenshalo, Nafe, 1962; Miller, Weddell, 1966; Casey, Hahn, 1970; Poulos, Lende, 1970; Минут-Сорохтина, 1972; Wexler, Mayer, 1973; Иль­инский, 1975; Зевеке, 1976, 1979; Kenton et al., 1976 и др.), что нашло отражение в их оп­ределениях (Словарь физиологических терминов, 1987). О.П. Минут-Сорохтина обосновала возмож-ность выполнения функции термического вос­приятия механо-холодовыми рецеп-торами, расположенными в стенках кожных и подкожных сосудов (Минут-Сорохтина, 1972). До настоящего времени позиции ученых по вопросу о полимо-дальности терморецепторов остаются не согласованными (Цирульников, 1977; Gavrilov et al., 1996; Клейнбок, 1990; Козырева, 1991; Зе­веке, 1991; Малышева и др., 2001). И.Я. Клейнбок (1990), закономерно отмечая механочувстви­тельность у всех исследованных терморецепторов, предложил новую их классифицикацию. Развиты представле­ния о ведущей роли механического фактора во всех видах кожных ощущений (тактильных, болевых, температурных) (Gavrilov et al., 1996), о наличии вы­раженных термозависимых свойств коллагена кожи и его роли в активации ме­хано-температурных сенсоров (Зевеке, 1976, 1991) и о возможности отдельной термочувствительной структуры принимать участие в формировании ощущений тепла и холода (Цирульников, 1977), которые сочетаются с альтерна-тивным мнением о высокой специфичности термочувствительных нервных окон-чаний (Иванов, 1990; Козырева 1983, 1990). Факт наличия сопряженной меха­ночувствительности у значительной части термосенсоров отмечается также в из­вестных обзорах по терморецепции (Hensel, 1981; Iggo, 1985; Spray, 1986), но приводится с оговоркой на их «неспецифичность», а возможная функцио­нальная роль практически не об­суждается.

Новейшие исследования с использованием методов генетической модифи-кации и клонирования выявили молекулярную ос­нову термочувствительности, связанную с температурной зависимостью меха­низма транспорта ионов кальция и калия у большой группы клеточных мембран­ных белков (TRP) (Patapoutian et al., 2003; Story et al., 2003; Thut et al., 2003), причем в сочетании с выраженной полимодальностью к механическому и ряду биохимических факторов. Ме­тоды гистологического картирования показали экспрессию этих белков в различ­ных клетках и тканях (Peier et al., 2002; Xu et al., 2002; Wissenbach et al., 2000; Wata-nabe et al., 2002; Chung et al., 2004), что позволило выдвинуть новые гипотезы о механизмах местной термозависимой ауторегуляции кровотока, а также о функциональной роли отдельных структур кожи в механизмах терморецепции (Minson, Berry, Joyner, 2001; Cook, Mccleskey, 2002).



Наличие полимодальных свойств у значительной части терморецепторов ста-вит актуальную задачу выяснения их функциональ­ной роли в формировании тер-мического афферентного сигнала и поддержании температурного гомеостаза ор-ганизма при различных его состояниях. В этой связи представляется важным изу-чение роли сосудистой рецепции (Минут-Сорохтина, 1972), как возможного модулирующего фактора в механизме формирования кожных термоощущений, что предполагает использование местных воздействий нетермической природы, изменяющих локальное кровоснабжение.

Психофизические исследования функциональных свойств кожной термо-чувствительности у человека с количественным определением порогов термо-ощущений по определению требуют обеспечения возможности регистрации ми-нимальных и воспроизводимых величин показателей. Значительная вариабель-ность данных в работах раз­ных авторов, полученных с использованием различной аппаратуры и условий из­мерения (Mower, 1976; Jamal et al., 1985; Claus et al., 1987; Kojo, Petrovaara, 1987; Lin et al., 1990; Bravenboer et al., 1992; Hilz et al., 1999; Hagander, et al., 2000; Strigo et al., 2000), нуждается в дополнительном анализе влияния методических и естественных факторов.

Важ­ную роль в модуляции кожной термической чувствительности играет тепловое состояние организма, которое в обычной жизни че­ловека подвержено изменениям под влиянием термических условий среды и мы­шечной деятельности. Однако, изменения кожной термочувствительности при общем охлаждении и на-грева­нии организма представлены лишь в единичных работах, причем с исполь-зованием очень малой площади раздражения (Hirosawa et al., 1984) или очень сильного термостимула (Strigo et al., 2000).

Поскольку основу температурного гомеостаза теплокровного организма со­ставляют процессы выделения тепла в биохимических реакциях с участием кисло-рода (Ленинжер, 1976, 1985; Скулачев, 1989; Иванов, 1990; Пасту­хов, Максимов, Хаскин, 2003), то актуальным представляется изучение влия­ния гипоксии на кожную терморецепцию и терморегуляцию организма (Иванов, 1968). Такие данные в основном получены для условий высокогорья (Бочаров, Сороко, 1992; Бочаров, 2003), где дополнительно присутствует влияние низкого атмо­сферного давления, холода и повышенного радиационного фона. Влияние самого гипок-сического фактора, причем в связи с особенностями кожного кровоснабжения, ос­тается не исследованным.

Рабочие гипотезы о механизмах терморецепции и функциональной роли по-ли­модальных терморецепторов нуждаются в проверках при нервной и сосудистой патологии, что делает актуальной задачу клинической апробации метода.

Цель работы: изучить физиологические механизмы, определяющие функ­циональные свойства кожной терморецепции, при действии на организм местных и системных факторов.

Задачи исследования:

  1. Изучить влияние местного кровоснабжения на кожную термическую чувст­вительность.
  2. Проанализировать влияние на кожную термочувствительность норадрена­лина - медиатора симпатической нервной системы, активируемой стрессовыми воздействиями на организм.
  3. Оценить влияние теплового состояния организма, изменяющегося под дейст­вием термических условий среды, на кожную температурную чувствитель­ность и выявить оптимальные условия для ее проявления.
  4. Определить изменения функциональных свойств кожной термочувст-витель­ности при выполнении мышечной работы.
  5. Изучить влияние нормобарической гипоксии на кожную температурную чув­ствительность и возможности ее адаптивных изменений.
  6. Выявить особенности кожной термочувствительности при клинических на­рушениях в нервной и сосудистой системах.

Научная новизна. Впервые изучена функциональная роль локального крово­снабжения в формировании кожной термочувствительности. Показано, что изме-нение кровоснабжения ме­стными факторами нетермической природы, например, барометрическими воздействиями резко снижает кожную термочувстви­тельность, а выраженность эффекта зависит от исходного уровня кровотока. Рост внутри-кожной концентрации норадреналина через его вазо­констрикторное действие приводит к согласованному увеличению порогов термо­ощущений прохладного и теплого, а локальная блокада механизма выделения NO – активного регулятора сосудистого тонуса, сопровождается сни­жением тепловой чувствительности. По-лученные данные свидетельствуют о возможном участии сосудистых и тканевых механо-температурных рецепторов в формирования кожных термоощущений.

Впервые обобщены представления об оптимальных термических условиях среды и оптимальном тепловом состоянии организма при количественной оценке кожных термоощущений. Исследовано влияние эндогенного разогрева организма при мышечной деятельности на термочувствительность кожи. Впервые опре-делено и функционально обосновано понятие оптимального режима термораз-дражений.

Впервые показано ингибирующее влияние нормобарической гипоксии на кожную температурную чувствительность, которое прослеживается и в активно­сти кожных механо-холодовых рецепторов, у которых впервые количественно оценено влияние механического фактора на термочувстви­тельные свойства. Впер-вые выявлены адаптивные изме­нения кожной термочувствительности при много-дневной гипоксической трени­ровке.

Впервые установлено на­рушение сопряженности между кожной термочув-ствительностью и локальным кровоснабжением при отдельных видах патологии в нервной и сосудистой системах.





Теоретическая и практическая значимость работы. Получены новые фун­даментальные данные, освещающие неизвестные ранее функциональные свойства кожной терморецепции при различных состояниях организма. Систематизировано и количественно оценено влияние термических условий и параметров термости­муляции на показатели кожной термочувствительности. Показаны изменения кожной термочувствительности при мышечной и гипоксической нагрузках на ор­ганизм. Выявлены и количественно оценены механо- и термозависимые функ­циональные свойства импульсной активности кожных афферентных нервных волокон. Ус­тановлена тесная связь местного кровоснабжения и кожной термочув-ствительно­сти, свидетельствующая о возможном участии «неспецифических» сосудистых и прилежащих тканевых механо-температурных рецепторов в меха-низме формирования термоощущений.

Получены практически важные аналитические выраже­ния для расчетов долж-ных величин показателей кожной термочувствительности с учетом теплового сос-тояния организма и условий среды. Результаты изучения влияния нормобари-ческой гипоксии на термические ощущения следует учиты­вать в практике хозяй-ственного освоения высокогорных районов и спортивного альпинизма, а также при проектировании специальных средств и снаряжения для пребывания человека в особых условиях. На основании проведенного исследова­ния рекомендовано до-полнить методику количественной оценки кожной термо­чувствительности ис-пользованием оптимальной скорости термостимулов и необ­ходимостью приве-дения исходной температуры термода к кожной. Практически важные результаты работы опубликованы в специализированном научном жур­нале «Сенсорные сис-темы», переводном “Human Physiology” и иностранных изданиях “International Journal of Cir­cumpolar Health”, “Aljaska Medicine”, а также доложены на отечест-венных съездах, конференциях, сипозиумах и международных конгрессах.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Существуют оптимальные по тепловому состоянию организма и скорости термостимуляции условия для кожной температурной чувствительности, когда она наиболее высока.
  2. Кожная терморецепция тесно сопряжена с локальным кровоснабжением. В механизме формирования кожных термоощущений помимо терморецепторов воз-можно участие сосуди­стых и тканевых механо-температурных рецепторов кожи.
  3. Гипоксическое воздействие снижает кожные термоощущения. В физиоло-гическом механизме этого влияния присутствует прямое дейст­вие фактора на функциональные характеристики рецепторов.
  4. Многократные воздействия гипоксии приводят к накоплению и закрепле-нию следов ее влияния на кожную термочувствительность по адаптивному типу.
  5. Нервные и сосудистые патологии нарушают сопряженность кожной термо­чувствительности с локальным кровоснабжением, что дополняет диагностические возможности количественного сенсорного термо­теста в клинике.

Апробация работы. Материалы работы доложены на конфе­ренции «Орга-низм и окружающая среда: защита человека в экстремальных условиях» (Москва, 2000); IV научно-практической конференции «Современные методы диагностики заболеваний сер­дечно-сосудистой системы» (Новосибирск,2001); Симпозиуме «Механизмы тер­морегуляции и биоэнергетики: взаимодействие функциональных систем» (Ива­ново,2002); «Механизмы индивидуальной адаптации» (Томск,2006); I Съезде кардиологов Сибирского федер. округа (Томск,2005); II, III, IV V Съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск,1995,1997,2002; Томск, 2005); XVIII Всерос­с. Съезде физиологов (Казань,2001); XIX Всеросс. Съезде фи-зиоло­гов (Екатеринбург,2004); XX Всеросс. Съезде физиологов (Москва,2007); 10 международном Симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адапта­ции» (Москва, 2001); XI International Congress on Circumpolar Health (Harstad, Norvway, 2000); XIII International Congress on Circumpolar Health (Новосибирск, 2006).

Публикации. Основные положения диссертации представлены в 39 печатных работах, в том числе 17 статьях, из них в зарубежных журналах- 2, переводных -5.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 334 страницах текста и состоит из введения, обзора литературы, объектов и ме­тодов исследо-вания, 3 глав результатов собственных исследований, обсуж­дения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 548 источников. Работа содержит 60 рисунков и 15 таблиц.

Использованные сокращения:

Та – «температура адаптации» - исходно задаваемая температура поверхно­сти термода, относительно которой определяются пороги локаль­ных термоощу-щений на последовательные одиночные тер­мостимулы.

ХПО - холодовой порог ощущений - температура поверхности термода при ли-нейном ее снижении на момент появления ощущения прохладного.

ТПО - тепловой порог ощущений - температура поверхности термода при линей-ном ее повышении на момент появления ощущения теплого.

МПИ - межпороговый интервал кожной температурной чувствитель­ности.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основным оъектом исследования были люди, добровольно давшие информи­рованное согласие пройти обследование. Для уменьшения числа испытуемых при статистической значимости результатов выбирали практически здоровых моло­дых мужчин. Часть исследований выполнена на лабораторных крысах Вистар с прямой регистрацией импульсной активности кожных нервов. У обследованных больных шейным остеохондрозом, артериаль­ной гипертонией и диабетом диаг-ностика заболеваний проводилась специали­стами - врачами.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.