WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Q = ---------------------

М • t

где: Q - потребление кислорода животными, л/кг в час

pО2 = pО2 начальное – рО2 конечное

рО2 начальное - содержание кислорода в камере в начале измерения, %

рО2 конечное - содержание кислорода в камере в конце измерения, %

Vсистемы - объем камеры, л

М - масса животных, кг

t = tконечное - tначальное (в нашем случае t =0,5-1 час)

Морфологические методы исследования. Иммуноцитохимически на парафиновых срезах толщиной 10 мкм определяли в моторной коре крыс HSP70 и ядерный белок нервных клеток (NeuN). Мозг животных быстро (1-1,5 мин) выделяли, фиксировали цинк-этанол-формальдегидом и заливали в парафин. После депарафинирования на срезах мозга выявляли HSP70 с помощью первичных моноклональных антител (NovoCastra, Великобритания, разведение 1:90) и вторичных антител, конъюгированных с полимером и пероксидазой (набор LSAB2/HRP, Dako, Дания). Для определения NeuN применяли первичные моноклональные антитела (Chemicon, США, разведение 1:400) и вторичные антитела (набор LSAB2/HRP, Dako, Дания). Визуализацию прореагировавших первичных антител производили при помощи диаминобензидинового хромогена DAB+ (Dako, Дания). Светооптически на срезах выделяли нейроны, прореагировавшие с антителами на HSP70 и NeuN, и подсчитывали количество клеток с определенной интенсивностью иммуноцитохимической реакции. При постановке этих реакций пользовались опубликованными протоколами (Коржевский, 2005).

Тренировочные режимы гипоксии. Интервальная гипоксия была использована в качестве метода увеличения резистентности животных к действию повышенного давления азота. Тренировочные экспозиции проводились ежесуточно. И использовались 6-ти процентная кислородно-азотная смесь. Сеанс гипоксии выполнялся в соответствии с протоколом: 20 минут гипоксии + 5 минут нормоксии + 20 минут гипоксии + 5 минут нормоксии + 20 минут гипоксии + завершение сеанса гипоксии переходом к дыханию воздухом. После сеансов гипоксии для иммуноцитохимического анализа крыс брали на 1-е, 4-е и 8-е сутки. После 8-ми суток гипоксии часть предварительно кондиционированных животных подвергалась азотному наркозу.

Статистическая обработка результатов исследований. Первичные данные обрабатывались стандартными статистическими методами (Ашмарин с соавт., 1975; Елисеева, 1982), используя программы Microsoft Office, Microcal Origin, Diastat. Выяснение характера распределения данных, показало, что они подчиняются закону Гаусса. В связи с тем, что число измеренных значений в большинстве случаев было меньше 50, в дальнейших расчётах мы переходили от нормального распределения данных к распределению Стьюдента. Уровень значимости выбрали равным 0,05.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

  1. Действие повышенного давления азота на организм млекопитающих.

В ходе компрессии азотом у млекопитающих наблюдаются изменения в когнитивной, двигательной, эмоциональной и сенсорной сферах. В исследованиях на животных, проводившихся в нормоксических и нормокапнических условиях, доминируют изменения двигательной активности и рефлексов позы.

Двигательная активность и рефлексы позы крыс при различных значениях давления азота. В начале компрессии крысы, впервые подвергавшиеся действию повышенного давления азота, проявляли беспокойство. После достижения давления 1,3 МПа появлялись первые признаки атаксии задних конечностей при перемещении животных по камере. Эти признаки усиливались в диапазоне давлений 1,3 – 2,1 МПа. При давлении 2,1 МПа появлялась атаксия передних конечностей. При достижении давления 2,7 МПа, на фоне развивающейся атаксии задних и передних конечностей, у крыс появлялся новый поведенческий признак – падения на бок. К тому моменту, когда давление азота в барокамере достигало величины 3,9-4,0 МПа, перманентные падения превращались в боковое положение животного. При этом их конечности были напряжены и вытянуты, пальцы растопырены и напряжены. При достижении давления 4,1 МПа у крыс проявлялись признаки потери выпрямительных рефлексов.

Динамика биоэлектрической активности мозга крыс в ходе компрессии азотом. Для анализа биоэлектрической активности мозга животных применялась мультиэлектродная система отведения биотоков мозга. Анализ когерентных отношений осуществлялся между потоками биоэлектрической активности из лобной (1) и моторной коры (2), головки хвостатого ядра (3), черной субстанции (4) и ретикулярной формации среднего мозга (5) крыс (рис.1).

0,1 МПа

1,1 МПа

2,1 МПа

4,1 МПа

Рис. 1. Паттерн когерентных отношений биоэлектрической активности структур ЦНС крысы в начале компрессии азотом. 1 – лобная кора, 2 - моторная кора, 3 - хвостатое ядро, 4 – черная субстанция, 5 - ретикулярная формация среднего мозга.

При нормальном давлении (0,1 МПа) нормоксической кислородно-азотной ДГС указанные центры мозга функционировали в условиях полного набора взаимных когерентных отношений. По мере компрессии паттерн этих отношений изменялся. При 1,1 МПа появились первые признаки редукции исходных взаимоотношений, как среди корковых, так и среди подкорковых структур. При 2,1 МПа отношения когерентности изменялись в сторону большего рассогласования исходных взаимосвязей. Дальнейшая компрессия до 4,1 МПа не приводила к полному восстановлению паттерна, так как когерентные связи между отдельными структурами по-прежнему отсутствовали.

Результаты исследования двигательной активности и электрографических коррелятов азотного наркоза позволяют предложить шкалу изменения состояния организма крыс в ходе компрессии, которая содержит пять важных точек: 0,7 МПа (торможение двигательной активности); 1,2 МПа (атаксия задних конечностей); 2,1 МПа (атаксия передних конечностей); 2,7 МПа (падения на бок); 3,9-4,0 МПа (боковое положение), равномерно перекрывающих диапазон давлений азота 0,1–4,1 МПа.

Изменение напряжения кислорода в коре мозга крыс при компрессии азотом. В ходе компрессии до 7,1 МПа среднее значение рО2 в моторной коре мозга крыс колебалось в пределах нормы от 26 до 33 мм.рт.ст. Это означает, что даже сорокакратное увеличение плотности ДГС не приводит к нарушению снабжения кислородом коры мозга экспериментальных животных. Результаты измерения представлены на рис. 2. Следовательно, в диапазоне повышенных давлений азота 0,1-4,1 МПа, применяемом нами в исследовании сочетанного действия гипоксии и азотного наркоза, при использовании нормоксических ДГС кислородный гомеостаз моторной коры мозга крыс не был нарушен.

Рис. 2. Изменение напряжения кислорода в мозгу крыс в ходе компрессии азотом. Доверительные интервалы указаны для Р = 0,95.

Анализ динамики напряжения кислорода в мозгу крыс в ходе развития азотного наркоза дал возможность провести дополнительную коррекцию ранее полученных поведенческих и электрографических данных, позволившую получить тщательно выверенную шкалу ключевых изменений состояния нескольких функциональных систем экспериментальных животных при компрессии азотом. Ее можно рассматривать как физиологический портрет азотного наркоза. Ключевыми точками этой шкалы следует считать: атаксию задних конечностей при 1,7 МПа; атаксию передних конечностей при 2,6 МПа; состояние бокового положения, в котором животное оказывается при давлении азота 4,1 МПа.

  1. Действие пониженного парциального давления кислорода на организм млекопитающих. При уменьшении парциального давления кислорода в пределах 0,018 – 0,010 МПа организм включает физиологические резервы, нивелирующие недостаток кислорода в ДГС. Это - этап компенсируемой гипоксии. Последующее снижение количества кислорода в дыхательной смеси уже не восполняется мобилизацией физиологических и биохимических резервов организма. В большей части экспериментов мы выбирали содержание кислорода в ДГС в начале зоны некомпенсируемой гипоксии (0,006 МПа). При этом, содержание углекислого газа не превышало 0,0004 МПа, что характеризует наши экспериментальные ДГС как нормокапнические. Температура дыхательной газовой среды при этом поддерживалась в диапазоне 24-28 0 С.

Двигательная активность и рефлексы позы крыс при дыхании гипоксическими кислородно-азотными смесями. Поведенческий репертуар животных в условиях нарастающей гипоксии выглядит беднее, чем двигательные изменения в ходе компрессии азотом. При уменьшении парциального давления кислорода в ДГС с 0,021 до 0,009 МПа крысы сохраняли обычную позу покоя. В диапазоне парциальных давлений кислорода 0,009 – 0,007 МПа отмечалось усиление двигательной активности животных. Возрастало количество очистительных рефлексов. При давлении кислорода в ДГС ниже 0,007 МПа развивалась потеря выпрямительных рефлексов. Это был единственный общий признак, объединяющий кислородное голодание и азотный наркоз. Таким образом, шкала количественной оценки динамики двигательной активности и рефлексов позы крыс на фоне нарастающей гипоксической гипоксии имеет только две отчетливо выраженные фокальные точки на оси парциальных давлений кислорода. Это момент появления первых признаков двигательного возбуждения при 0,009 МПа кислорода и сформировавшееся состояние потери животным выпрямительных рефлексов при 0,005 МПа.

Динамика потребления кислорода крысами при гипоксии. При уменьшении концентрации кислорода вплоть до критической зоны 0,012-0,009 МПа потребление кислорода крысами оставалось практически неизменным и близким к значениям нормы (Трахтенберг с соавт., 1978) (рис. 3). При концентрации кислорода ниже 0,009 МПа, потребление кислорода увеличивалось. Это увеличение можно объяснить как увеличением работы мышц дыхания и миокарда в условиях нарастающей плотности, так и увеличением двигательной активности животных из-за развития атаксии конечностей.

Рис. 3. Динамика потребления кислорода крысами при различном содержании кислорода в ДГС. По оси абсцисс – концентрация кислорода в ДГС (объемные проценты). Доверительные интервалы указаны для Р = 0,95

Изменение напряжения кислорода в коре мозга крыс при гипоксии. В нормоксических условиях среднее значение напряжения кислорода в моторной коре мозга крыс составляло 25 мм.рт.ст. (рис. 4). При уменьшении парциального давления кислорода в дыхательной газовой среде со скоростью 0,001 МПа в мин на этапе компенсируемой гипоксии напряжение кислорода в коре мозга снижалось градуально со скоростью 1,7 мм.рт.ст. в мин. В диапазоне 0,010-0,003 МПа кислорода в ДГС эта скорость уменьшилась до 0,5 мм.рт.ст. в мин. Наиболее вероятной причиной появления новой тенденции сохранения кислородного гомеостаза мозга может быть регионарное перераспределение кровотока в организме крысы в пользу преимущественного кровоснабжения ЦНС.

Рис. 4. Напряжение кислорода в коре головного мозга крысы при различном содержании кислорода в ДГС. По оси ординат – напряжение кислорода в мозгу, мм.рт.ст. По оси абсцисс – концентрация кислорода в ДГС (объемные проценты). Доверительные интервалы указаны для Р = 0,95

В условиях действия нарастающего гипоксического стимула изменения двигательной активности и рефлексов позы крыс коррелируют прежде всего с динамикой вегетативных показателей функциональных систем, обеспечивающих транспорт кислорода в организме.

На этапе компенсируемой гипоксии наблюдалось торможение двигательной активности животных, сопровождающееся умеренной активизацией деятельности кардиореспираторной системы. При этом потребление кислорода оставалось практически в пределах нормы, а напряжение кислорода в коре мозга градуально уменьшалось. На этапе некомпенсируемой гипоксии, начинающемся для различных функциональных систем в диапазоне 0,012-0,009 МПа кислорода в ДГС, происходила активизация вентиляторного и циркуляторного звеньев доставки кислорода к клеткам организма, что выражалось в увеличении ЧД и ЧСС. Таким образом, шкала изменения состояния крыс на фоне действия нарастающего гипоксического стимула, построенная на основе изменений двигательной активности и рефлексов позы животных и откорректированная по данным динамики вегетативных показателей, имеет три критические точки – 0,009 МПа кислорода (увеличение двигательной активности); 0,006 МПа (первые признаки потери выпрямительных рефлексов); 0,003 МПа (потеря выпрямительных рефлексов).

  1. Сочетанное действие повышенного парциального давления азота и пониженного парциального давления кислорода на организм млекопитающих.

Исследование влияния двух факторов на организм осуществлялось при их одновременном предъявлении в рамках экспериментальной модели и при последовательном их действии. Во втором случае фактор, предъявляемый отсроченно, оказывает свое действие на фоне «метаболического хвоста», вызванного действием первого фактора.

Развитие азотного наркоза у крыс на фоне гипоксической гипоксии. Исследование процесса развития азотного наркоза на фоне гипоксии производилось при парциальном давлении кислорода в ДГС, равном 0,021; 0,012; 0,008; 0,006 и 0,004 МПа. В качестве основных поведенческих признаков наркотического действия азота использовались: атаксия задних конечностей, атаксия передних конечностей и потеря выпрямительных рефлексов (см. рис. 5). В условиях нормоксии основные признаки наркотического действия азота впервые проявлялись соответственно при давлениях 1,7 МПа, 2,6 МПа и 4,1 МПа. Появление самого раннего признака азотного наркоза – атаксии задних конечностей при давлении азота 1,7 МПа мы рассматривали как количественную меру чувствительности организма крыс к наркотическому действию азота. Разницу давлений азота между появлением самого раннего и самого позднего признаков азотного наркоза мы рассматривали как количественную меру устойчивости к наркотическому действию азота. В условиях нормоксии она составляла 4,1 – 1,7 = 2,4 МПа. При компенсируемой гипоксии (0,012 и 0,008 МПа кислорода в ДГС) все основные поведенческие признаки впервые проявлялись при меньших давлениях. При этом повышалась чувствительность и

уменьшалась устойчивость животных к действию гипербарического азота.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»