WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Половые особенности реакций спонтанного и произвольного дыхания на гиперкапнию и постуральные воздействия

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МАРКОВА Ксения Борисовна

ПОЛОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ СПОНТАННОГО И

ПРОИЗВОЛЬНОГО ДЫХАНИЯ НА ГИПЕРКАПНИЮ

И ПОСТУРАЛЬНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

03.03.01 – Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Тверь – 2012

Работа выполнена на кафедре анатомии и физиологии человека и животных в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тверской государственный университет»

Научный руководитель: Миняев Владимир Иванович доктор биологических наук, профессор
Официальные оппоненты: Макарова Ирина Илларионовна доктор медицинских наук, ГБОУ ВПО «Тверская государственная медицинская академия», заведующая кафедрой теории и практики сестринского дела с курсом клинической физиологии и функциональной диагностики
Донина Жанна Альбертовна доктор биологических наук, ФГБУН «Институт физиологии им. И.П.Павлова Российской академии наук», старший научный сотрудник лаборатории физиологии дыхания
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный университет»

Защита диссертации состоится «7» февраля 2013 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.263.08 при Тверском государственном университете по адресу: 170002 г. Тверь, пр. Чайковского, 70/1 лит.Б, ауд. 318.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тверского государственного университета по адресу: 170000, г. Тверь, ул. Володарского, 44, с авторефератом на сайте ВАК при Министерстве образования и науки РФ http://vak.ed.gov.ru

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 170002 г. Тверь, пр. Чайковского, 70/1 лит.Б, Тверской государственный университет, биологический факультет, кафедра анатомии и физиологии человека и животных

Автореферат разослан «___» _________________ 20___ г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент М.Н. Петушков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Поддержание газового гомеостаза является важнейшим фактором обеспечения жизнедеятельности человека. Данную функцию выполняет кардиореспираторная система, неотъемлемым звеном которой является аппарат дыхания. Помимо спонтанного дыхания (автономная регуляция), он участвует и в осуществлении некоторых произвольных функций (речевая, познотоническая). При автономной системе регуляции центральное звено – дыхательный центр – обеспечивает оптимальный объем вентиляции в соответствии с химизмом внутренней среды организма (информация от хеморецепторов) и энергетически оптимальный паттерн дыхания в соответствии с энергозатратами (информация от механорецепторов) (Сергиевский, 1950; Сафонов и др., 1980; Бреслав, Глебовский, 1981; Исаев, 1990; Бреслав, Пятин, 1994; Шик, 1994; Пятин, Никитин, 1998; Сафонов, Миняев, Полунин, 2000; Бреслав, Ноздрачев, 2005; Меркулова и др., 2007). Система произвольного управления дыхательными движениями включает в себя в качестве центрального звена супрабульбарные отделы мозга и прежде всего двигательную зону коры больших полушарий, которая получает информацию от проприоцепторов и экстероцепторов. При волевом изменении спонтанного паттерна дыхания, при повышении интенсивности стимулов от хеморецепторов механизмы произвольного управления и автоматической регуляции дыхания могут вступать в конкурентные отношения (Halttunen, 1974; Бреслав, 1975; Миняев, 1978; 1994; Gandevia, Rothwell 1987; Maskill et al., 1991; Солопов, 1998; Сафонов, Миняев, Полунин, 2000; Isaev et al., 2002; Меркулова и др., 2007; Minyaeva, 2007, 2008; Minyaeva et al., 2008; Миняева и др., 2011б).

Спонтанное и произвольное дыхание осуществляется путем сокращений основных дыхательных (диафрагмы, межреберных) и вспомогательных (брюшных, грудных) дыхательных мышц, различающихся морфологически, функционально и регуляторно (см. обзор: Исаев, 1994). В связи с этим условно выделяют торакальный (грудной) и абдоминальный (брюшной, диафрагмальный) компоненты системы дыхания (McKonno,Mead J.,1967; Миняев и др., 1993; Дьяченко, Миняев, Миняева, 2007; Баранов и др., 2011; Миняева и др., 2011б). Термин "торакальный (или грудной) компонент" понимается как часть системы дыхания, осуществляющая колебания объема легких при дыхательных движениях за счет расширения грудной клетки. "Абдоминальный (или брюшной) компонент" – это часть аппарата дыхания, осуществляющая изменения объема легких за счет смещения границы между грудной и брюшной полостью (Миняев и др., 1993). Соотношение этих условно выделяемых торакального и абдоминального компонентов системы дыхания зависит от многих факторов – положения тела в пространстве (Миняев, Миняева, 1998; Александрова, Донина и др., 2008; Миняева и др., 2011а, б; Донина, 2011), физической нагрузки, (Миняев и др., 1993 и др.), произвольного изменения дыхательного паттерна (Миняев, Давыдов, 2000; Миняев, Саакян, 2003; Миняев, Петушков, 2005; Minyaeva, 2007; Баранов и др., 2011) и других.



Принято считать, что соотношение торакальных и абдоминальных составляющих функциональной жизненной емкости легких, а также роль грудного и брюшного компонентов системы дыхания в осуществлении вентиляции легких у мужчин и женщин различны. Однако это бытующее положение до сих пор не подтверждено экспериментально.

Попытка восполнить этот пробел и получить актуальные для экспериментальной, прикладной физиологии и клиники результаты послужила предпосылкой для организации настоящего исследования.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось изучение половых особенностей регуляции спонтанного и произвольного дыхания, обусловленных положением тела в пространстве, при специфических (хеморецепторных) возмущениях.

Перед исследованием были поставлены задачи – изучить в сравнительном аспекте у мужчин и женщин в вертикальном (стоя) и горизонтальном (лежа на спине) положениях тела

1) объемную стоимость грудных и брюшных дыхательных экскурсий;

2) соотношения торакального и абдоминального вкладов в функциональную жизненную емкость легких и составляющие её объемы;

3) торакальные и абдоминальные вклады в объемные и скоростные параметры вентиляции легких при спонтанном и произвольном дыхании воздухом и в условиях прогрессирующей гиперкапнии;

4) соотношения показателей точности торакальных и абдоминальных дыхательных движений при воспроизведении заданного дыхательного объема без использования внешней обратной связи в условиях дыхания воздухом и при прогрессирующей гиперкапнии.

Научная новизна полученных данных. Впервые у мужчин и женщин дана сравнительная характеристика объемной стоимости грудных и брюшных дыхательных экскурсий, определены соотношения торакального и абдоминального вкладов в функциональную жизненную емкость легких и составляющие ее объемы, а также торакальных и абдоминальных вкладов в объемные и скоростные параметры спонтанной и произвольной вентиляции легких при дыхании воздухом и в условиях прогрессирующей гиперкапнии – в различных положениях тела в пространстве.

Получены новые данные, устанавливающие, что у женщин, в отличие от мужчин, величина брюшных экскурсий значительно меньше, а их объемная стоимость в два раза больше, чем грудных. В результате соотношения торакальных и абдоминальных вкладов в функциональную жизненную емкость и составляющие ее объемы у мужчин и женщин существенно не различаются. При спонтанном дыхании в положении стоя у женщин, как и у мужчин, вентиляция легких практически в равной степени обеспечивается торакальным и абдоминальным вкладами в дыхательный объем, при некотором преобладании абдоминального у женщин. В положении лежа у мужчин и женщин в формировании объема вентиляции легких преобладает абдоминальный вклад. Выявлено, что вентиляторная реакция на прогрессирующую гиперкапнию у мужчин и женщин при спонтанном дыхании и при произвольном управлении дыхательными движениями осуществляется при сохранении исходных (характерных для каждого положения тела) соотношений торакальных и абдоминальных вкладов в объемные и скоростные параметры дыхания. Отмечено, что постуральные различия соотношений торакальных и абдоминальных составляющих параметров вентиляции легких у женщин менее выражены; женщины с более высокой точностью произвольно управляют дыхательными движениями, особенно в условиях прогрессирующей гиперкапнии.

Основные положения, выносимые на защиту. 1. В положении стоя у мужчин и женщин грудные дыхательные экскурсии больше брюшных: у мужчин – при одинаковой объемной стоимости экскурсий, у женщин – при меньшей объемной стоимости грудных. В положении лежа у мужчин грудные экскурсии существенно меньше при большей объемной стоимости брюшных экскурсий; у женщин постуральные влияния на величину дыхательных экскурсий и их объемную стоимость менее выражены.

2. В положении стоя у мужчин и женщин соотношения торакальных и абдоминальных составляющих функциональной жизненной емкости легких не различаются при преобладании торакальной составляющей. В положении лежа у мужчин соотношение торакального и абдоминального вкладов в жизненную емкость уравниваются, у женщин преобладание торакального вклада сохраняется.

3. При спонтанном дыхании воздухом в положении стоя торакальная и абдоминальная составляющие дыхательного объема у мужчин равнозначны, у женщин несколько преобладает абдоминальная. В положении лежа у всех испытуемых преобладает абдоминальная составляющая. В условиях прогрессирующей гиперкапнии у мужчин и женщин объем вентиляции легких увеличивается при сохранении исходных соотношений торакальных и абдоминальных вкладов, характерных для каждого положения тела.

4. У всех испытуемых в положениях стоя и лежа в процессе произвольного управления дыхательными движениями без зрительного контроля прогрессирующая гиперкапния сопровождается существенным увеличением ошибки с преувеличением заданного дыхательного объема, менее выраженным у женщин. При этом точность воспроизведения заданных дыхательных объемов и способность к сдерживанию объема вентиляции легких относительно спонтанного гиперпноэ в этих условиях выше у женщин.





Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные вносят определенный вклад в физиологию дыхания. Выявленные особенности соотношений торакальных и абдоминальных составляющих параметров вентиляции легких в условиях специфических (хеморецепторная стимуляция) и неспецифических (постуральные воздействия) возмущений при спонтанном дыхании и произвольном управлении дыхательными движениями способствуют лучшему пониманию взаимоотношений механизмов произвольного управления дыхательными движениями и автономной регуляции дыхания, а также определению половых особенностей этих взаимоотношений.

Метод и полученные результаты используются в учебном процессе на кафедре анатомии и физиологии человека и животных Тверского государственного университета в курсе лекций, большом практикуме и спецпрактикуме по физиологии дыхания, а также при подготовке курсовых и дипломных работ студентов. Результаты исследований могут быть использованы в фундаментальной, прикладной физиологии, физиологии экстремальных состояний, клинической физиологии и медицине при разработке, обосновании и совершенствовании методов диагностики, лечения респираторных заболеваний, реабилитации дыхательного аппарата.

Метод, результаты исследования использованы при обосновании и разработке программы и методических подходов в проекте «Исследования механизмов регуляции спонтанного и произвольного дыхания» в рамках АЦП Министерства образования и науки РФ «Совершенствование научного потенциала Высшей школы РФ».

Соответствие диссертации Паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует пунктам 1 (Изучение закономерностей и механизмов поддержания постоянства внутренней среды организма), 3 (Исследование закономерностей функционирования основных систем организма) паспорта специальности 03.03.01 – «Физиология» (биологические науки).

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Научной конференции студентов и аспирантов биологического факультета Тверского государственного университета (Тверь, 2007); на V Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения академика Черниговского «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2007); на XI Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2008); на Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2008», «Ломоносов-2009» (Москва, 2008, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает: введение, 6 глав, выводы, список литературы. Работа изложена на 125 страницах, документирована таблицами (39) и иллюстрирована рисунками (19). Список литературы включает 92 отечественных и 57 зарубежных работ.

МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании использовался разработанный на кафедре анатомии и физиологии человека и животных Тверского государственного университета оригинальный, защищенный патентом (2010 – № 2382593), компьютерный трехканальный безмасочный пневмограф с соответствующим программным обеспечением (Миняев и др., 1993), с помощью которого регистрировались торакальные и абдоминальные составляющие параметров дыхания как при спонтанном дыхании, так и при произвольном управлении дыхательными движениями. Дыхательные экскурсии периметра грудной клетки (в горизонтальной плоскости на уровне середины грудины) и живота (на уровне подреберья) преобразуются в аналоговые сигналы с помощью двух первичных измерительных преобразователей и передаются в ЭВМ. Эти сигналы при выполнении испытуемым одновременных произвольных разнонаправленных дыхательных движений грудной клеткой и животом на задержке дыхания при закрытых голосовой щели и носовых отверстиях балансируются, в результате чего амплитуда сигналов становится пропорциональной торакальному и абдоминальному вкладам в дыхательный объем. Пневмограф регистрирует торакальную, абдоминальную и суммарную (сумма сигналов с грудного и брюшного датчиков) пневмограммы. Первый регистрируемый дыхательный цикл суммарной пневмограммы калибруется при спонтанном дыхании с помощью стандартного спирографа (СГ-1М), что позволяет при расшифровке торакальной и абдоминальной пневмограмм по суммарному калибровочному индексу определить их вклад (в мл) в дыхательный объем. Все объемные параметры дыхания автоматически приводятся к системе BTPS. Различия между объемными характеристиками, зарегистрированными с помощью безмасочного пневмографа и стандартного спирографа, составляют ±2%, временные характеристики дыхательного цикла определяются с точностью до 0,01 с.

В исследовании приняли участие практически здоровые испытуемые-добровольцы (10 мужчин и 10 женщин) в возрасте 18-25 лет, не занимающиеся систематически спортом, но соблюдающие активный двигательный режим. Всего было проведено 120 исследований при выполнении международных требований биоэтики.

Исследование включало 6 серий. Предварительно у испытуемых фиксировались основные антропометрические характеристики.



Pages:   || 2 | 3 |
 


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.