WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Механизмы адаптации к гипоксии ныряния

-- [ Страница 1 ] --

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

БАРАНОВА

Татьяна Ивановна

МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ К ГИПОКСИИ НЫРЯНИЯ

03.00.13 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Санкт-Петербург

2008

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте физиологи

им. А.А. Ухтомского Санкт-Петербургского государственного университета

Научный консультант – академик РАН Александр Данилович Ноздрачев

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки РФ, профессор, доктор медицинских наук,

Алексей Сергеевич Солодков

Заслуженный деятель науки РФ, профессор, доктор биологических наук,

Юрий Евгеньевич Москаленко

профессор, доктор биологических наук

Виктор Петрович Лапицкий

Ведущее учреждение – ГУ Научно-исследовательский институт

экспериментальной медицины РАМН

Защита состоится «____» __________ 2008 г. в _____ часов

на заседании Диссертационного совета Д 212.232.10 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, ауд. 90.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. А.М. Горького

Санкт-Петербургского государственного университета

Автореферат разослан «____» ______________ 2008 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

доктор биологических наук,

профессор Н.П. Алексеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Согласно современным представлениям адаптация – это не только процесс, направленный на адекватное приспособление к окружающей среде, но и итог таких приспособлений, которые дают возможность организму меньшей ценой отвечать на воздействие неадекватных факторов (Меерсон, 1993, Агаджанян, 2002, Медведев, 2003). Существует несколько подходов к исследованию механизмов адаптации организма к дефициту кислорода. Одним из них является перспективное эволюционное и эколого-физиологическое направление, разрабатываемое сотрудниками лаборатории структурно-функциональных адаптаций НИИ физиологии им. А.А. Ухтомского СПбГУ.

Как показали эти исследования весьма удобной моделью изучения механизмов адаптации к гипоксии являются ныряющие млекопитающие (Галанцев, 1988, Галанцев и др., 1990, 2004). Важнейшим универсальным приспособлением у этих животных является нырятельный рефлекс, который сопровождается рефлекторным апноэ, развитием брадикардии, вазоконстрикцией периферических сосудов и селективным перераспределением кровотока, что приводит к более экономному использованию кислорода и увеличению апноэ (Daly et al., 1977, Галанцев, 1988, Elsner, Gooden, 1983, Blix, Folkow, 1983, Ноздрачев и др., 2000, Бреслав, Ноздрачев, 2005, Ramirez, Folkow, Blix, 2007). Поддержание кислородного гомеостазиса у этих животных обеспечивается рядом физиологических и биохимических адаптивных механизмов. Их вегетативное обеспечение осуществляется сложным взаимодействием холин- и адренергических регуляторных систем.. У человека при погружении в воду также развивается брадикардия, причем, для того чтобы ее вызвать достаточно всего лишь погрузить в воду лицо (Song et all, 1963, Gooden, 1994). Наиболее выраженная рефлекторная брадикардия при погружении в воду возникает у новорожденных (Gksor et. all, 2002); по мере взросления она несколько изменяется, сохраняясь в рудиментарном виде (Elsner, 1976, Graham, Hann, 1978, Perkett, Vanghan, 1982, Rosen, 1984, Olsson et. al, 1988, Martha et al, 1990, Wennergren, 1993, Reyners et al, 2000).

Безусловно, человек является не столь умелым ныряльщиком, как водные и полуводные млекопитающие, но, тем не менее, и ему присущ комплекс адаптивных сердечно-сосудистых реакций аналогичных ныряющим животным (Gooden, 1994, Elsner, 1976, Ноздрачев и др., 2000 и др.). Возникает вопрос: возможно ли путем тренировки присущего человеку «рудиментарного нырятельного рефлекса» активировать цепь системных перестроек организма, аналогичных при нырянии животным с тем, чтобы перевести метаболизм на более экономный уровень, а также увеличить мощность антиоксидантной защиты и тем самым мощность механизмов поддержания аэробных процессов? Ответить на эти вопросы могут лишь всесторонние исследования нырятельной реакции у человека.

Цель работы состояла в изучении закономерностей формирования адаптации к гипоксии, развивающейся при имитации ныряния способом холодо-гипокси-гиперкапнического воздействия на основе системно-динамического анализа материалов комплексной многопараметрической оценки состояния организма человека.

Основные задачи исследования:

1. Изучить особенности реализации нырятельной реакции у человека по показателям сердечно-сосудистой системы.

2. Исследовать закономерности системной гемодинамики при реализации нырятельной реакции и ее изменений при формировании устойчивой адаптации к холодо-гипокси-гиперкапнического воздействию.

3. Оценить характер реализации нырятельной реакции и адаптации к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию у испытуемых, отличающихся организацией психофизиологической сферы.



4. Рассмотреть особенности энергетического метаболизма, а также биохимического и эндокринного статуса человека в процессе реализации нырятельной реакции и их динамику под влиянием адаптации к хододо-гипокси-гиперкапническому воздействию.

Положения, выносимые на защиту диссертации:

1. Нырятельная реакция у человека обладает рядом особенностей, связанных с вегетативной регуляцией. В зависимости от характера развития рефлекторной брадикардии, обусловленной реактивностью системы блуждающего нерва, выявлено четыре типа нырятельной реакции. Представители каждого типа исходно отличаются уровнем резистентности и адаптивности к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию, уровнем аэробного метаболизма, и психоэмоциональной устойчивостью.

2. На характер реализации нырятельной реакции и адаптации к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию существенное влияние оказывают физическая тренированность, психофизиологический статус, возраст.

3. Адаптация к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию сопровождается ростом специфической устойчивости к данному раздражителю, которая обусловлена формированием комплекса сердечно-сосудистых реакций, сопровождающих ныряние: рефлекторной брадикардией, периферической вазоконстрикцией, улучшением мозгового кровотока. Это способствует экономизации энергопотребления организма во время ныряния, что выражается в снижении скорости потребления кислорода, поддержании высоких показателей сатурации крови кислородом, и как следствие, увеличении времени апноэ и скорости восстановления по его прекращении.

4. При формировании устойчивой адаптации к холодо-гипокси-гипрекапническому воздействию увеличивается неспецифическая резистентность человека к адаптогенным факторам, что обусловлено переходом организма на более эффективный путь метаболизма: на общем фоне снижения энергопотребления увеличивается вклад аэробного звена энергообеспечения; растут адаптационный потенциал сердечно-сосудистой системы, уровень физической работоспособности, психологическая толерантность к физическому дискомфорту.

Научная новизна.

Впервые формализованы критерии оценки нырятельной реакции у человека. На основе анализа особенностей развития рефлекторной брадикардии во время ныряния, обусловленных реактивностью системы блуждающего нерва, выделены типы реализации нырятельной реакции и разработана методика их определения.

Выявлены особенности энергетического метаболизма, различные степени резистентности и адаптивности к кратковременной гипоксии ныряния у лиц, относящихся к различным типам реализации нырятельной реакции. Показано влияние возраста, физической подготовленности, особенностей психофизиологического статуса на тип реализации нырятельной реакции.

На основе комплексного подхода методами реоэнцефалографии и допплерографии установлены особенности гемоликвородинамики мозга во время реализации нырятельной реакции у испытуемых, относящихся к различным типам реализации нырятельной реакциии с разной физической подготовкой.

Выявлены критерии устойчивой адаптации к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию. Изучена устойчивость типов реализации нырятельной реакции во времени и изменение их под влиянием холодо-гипокси-гиперкапнической тренировки.

Разработан способ активации механизмов нырятельной реакции посредством холодо-гипокси-гиперкапнической тренировки. При этом выявлено, что адаптация к нырянию у человека сопровождается «переустановкой нормы реакции» на новый уровень, соответствующий большим функциональным резервам. На основе этих данных разработана технология холодо-гипокси-гиперкапнического воздействия, позволяющая диагностировать адаптационные резервы сердечно-сосудистой системы, повысить ее потенциал, оптимизировать гемо-ликвородинамику мозга, энергетический метаболизм, увеличить физическую работоспособность, нормализовать психологическое стояние испытуемых.

Теоретическое и практическое значение. Результаты настоящей работы свидетельствуют о единой стратегии развития адаптивных механизмов сердечно-сосудистой системы к нырянию у животных и человека, направленных на экономное расходование запасов кислорода, увеличения его резервов, способности более полного расходования этих резервов. Данные работы расширяют представления о механизмах повышения функциональных резервов человека.

Системно-динамический анализ результатов комплексной многопараметрической оценки состояния организма позволил выделить испытуемых, отличающихся типом реализации нырятельной реакции, обусловленным особенностями вегетативной регуляции. Показано, что испытуемые, принадлежащие к различным типам, отличаются психофизиологическим и биохимическим статусами, исходной резистентностью и скоростью адаптационных перестроек, протекающих при холодо-гипокси-гиперкапничекой тренировке. Это расширяет существующие представления в области адаптационной и конституционной физиологии, формирует интегральный взгляд на индивидуальные особенности функционирования организма, его адаптационные возможности и резистентность к экстремальным факторам среды; дает возможность индивидуального подхода при разработке практических рекомендаций, направленных на повышение устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям.

Исследование механизмов поддержания кислородного гомеостазиса во время ныряния у животных и человека, исследование защитных физиологических, биохимических, нейроэндокринных механизмов позволило разработать новый оригинальный способ повышения адаптационных возможностей человека, коррекции, профилактики и реабилитации сердечно-сосудистой и нервной системы, а также способ повышения аэробной возможности организма и физической работоспособности.





Данные о механизмах мозгового кровотока в процессе реализации нырятельной реакции выявили возможность использования холодо-гипокси-гиперкапнического воздействия в качестве пробы на определение реактивности резистивных сосудов мозга.

Материалы диссертации, развиваемые автором теоретические представления о механизмах адаптации и типах реагирования, нашли практическую реализацию в учебных процессах факультета летной эксплуатации Государственного университета гражданской авиации, кафедры плаванья Государственного университета физической культуры им. П.Ф. Лесгафта, в учебном процессе кафедры общей физиологии Санкт-Петербургского государственного университета.

Методические разработки, частично описанные в работе, опубликованы и оформлены автором в виде изобретений, на которые получено три патента. Разработанные автором методики повышения физической работоспособности и аэробной производительности апробированы в центре Олимпийской подготовки при УОР №1 Санкт-Петербурга, в детском спортивном клубе «Звезда» и включены в тренировочный процесс юных спортсменов-пловцов. Методика повышения адаптационных резервов, коррекции и реабилитации сердечно-сосудистой и нервной системы апробирована в коррекционном геронтологическом центре г. Тамбова, а также на кафедре военно-полевой терапии ВМА, на что имеются соответствующие документы об апробации и внедрении.

Апробация работы. Материалы, диссертации доложены на 2-м съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995), Международных конференциях по сравнительной электрокардиологии (Сыктывкар, 1994, 1997), на IV,V, VI Международных конгрессах по иммунореабилитации и реабилитации в медицине (Сочи, 1998, Канны, 2002, Банкок, 2004,), III Международном конгрессе по патофизиологии (Финляндия, Лахти, 1998), на XII, XIII, XIV Международных конгрессах по электрокардиологии (соответственно - Ниймиген, 1995, Йокогама, 1996, Братислава, 1997), на XVIII и IX Съездах физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2001, Екатеринбург, 2005), на Международных конференциях "Механизмы функционирования висцеральных систем" (Санкт-Петербург,. 2001, 2007), на Международном симпозиуме "Современные минимально-инвазивные технологии" (Санкт-Петербург, 2001), на Международной конференции по авиакосмической медицине посвященной 40-летию ИМБП (Москва, 2004), на I съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005), на Международном конгрессе по адаптации (Москва, 2006), а также на 30 Всероссийских конференциях и 16 Межрегиональных конференциях.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 91 публикациях, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях. Список основных публикаций содержит 24 статьи, 3 авторских свидетельства и 68 тезисов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общего заключения, выводов и указания цитируемых источников. Работа изложена на 450 страницах и содержит 68 рисунков и графиков и 64 таблицы. Список литературы включает 400 отечественных и зарубежных источников. 1 глава посвящена методам исследования, 2 – 6 главы – экспериментальным исследованиям и содержат литературную справку, результаты, их обсуждение и краткие резюме.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на репрезентативных группах испытуемых различного возраста (от 7 до 70 лет), имевших различную физическую подготовку (спортсменах различных специализаций – легкоатлетах, гребцах академической гребли, пятиборцах, пловцах, спортсменах, занимающихся free diving); лицах, имевших общую физическую подготовку (курсанты ВМА, студентах университета гражданской авиации и университета физической культуры); студентах СПбГУ, не имевших общей физической подготовки; подростках и юношах спортсменах, обычных школьниках; детях младшего школьного возраста; лицах пожилого возраста). Обследовано более 1000 человек.

В лабораторных условиях ныряние осуществлялось посредством имитации – способом холодо-гипокси-гиперкапнического воздействия (ХГВ), разработанного в лаборатории структурно-функциональных адаптаций ФНИИ им. А.А. Ухтомского СПбГУ. Суть ХГВ заключалась в погружении на полувыдохе лица в воду, температура которой была на 10–12оС ниже температуры воздуха (температура воздуха 22±4 оС, температура воды 11±3 оС). Адаптация к нырянию исследовалась после двух и пятинедельной тренировок, которые проводились ежедневно посредством осуществления серии ХГВ.

Достижение поставленной цели предполагало изучение системно-динамических перестроек сердечно-сосудистой системы, общего, периферического и мозгового кровотока, биохимических и гормональных перестроек, с учетом психофизиологического статуса испытуемых.

При этом использовались следующие блоки методов.

Первый блок включал методы оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы, а также вегетативной и центральной регуляции. Для этого использовались:



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 


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.