Механизмы регуляции дыхания и гемодинамика при постуральных воздействиях (04.04.2011)

Автор: Донина Жанна Альбертовна

ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ им. И.П. ПАВЛОВА

на правах рукописи

ДОНИНА Жанна Альбертовна

Механизмы регуляции дыхания и гемодинамика при постуральных воздействиях.

Специальность: 03.03.01 - физиология

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание учёной степени

доктора биологических наук

Санкт-Петербург

Работа выполнена в лаборатории физиологии дыхания Института физиологии

им. И.П. Павлова РАН

Научный консультант: доктор биологических наук

Александрова Нина Павловна

Официальные оппоненты: академик РАН, доктор биологических наук, профессор

Ноздрачев Александр Данилович

Санкт-Петербургский государственный университет

доктор медицинских наук, профессор

Катунцев Владимир Петрович

Институт медико-биологических проблем РАН

доктор биологических наук, профессор

Балыкин Михаил Васильевич

Институт медицины, экологии и физической культуры Ульяновского государственного университета.

Ведущая организация: Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН

Защита состоится «___»_______________2011 г. в ____часов на заседании диссертационного совета Д 002.020.01 при Институте физиологии им И.П. Павлова РАН (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им. И.П. Павлова РАН

Автореферат разослан «____» __________2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук Ордян Н.Э.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из наиболее важных гравитационно-зависимых факторов действующих на организм человека и животных является гидростатический компонент давления крови и других биологических жидкостей, который формируется в результате проявления силы тяжести (Gauer, Henry, 1963; Пестов 1997). Изменение положения тела в пространстве по отношению к вектору гравитации (постуральных воздействий) сопровождается перераспределением жидкостных сред организма в соответствии с направлением гидростатических сил в сосудистой системе. Важным последствием перемещения объемов крови являются взаимообусловленные реакции со стороны различных физиологических систем организма, в развитии которых существенное значение принадлежит изменению показателей общей гемодинамики, состояния сердечно-сосудистой функции и кровообращения в отдельных органах.

Поскольку перераспределение крови, возникающее при постуральных воздействиях, изменяет кровенаполнение легочных сосудов и нарушает легочную гемодинамику, то происходящие сдвиги кровообращения в легких будут непосредственным образом отражаться на функциональном состоянии и регуляторных механизмах дыхательной системы (Дворецкий, 1994; Bettinelli et al., 2002).

Влияние антиортостатического положения на реакции системы кровообращения и дыхания исследовано в гораздо меньшей степени, чем ортостатического. Интерес к изучению антиортостатического воздействия значительно возрос в связи с интенсивным освоением космического пространства. В практике космической медицины антиортостатическое положение используется в качестве функциональной пробы, воспроизводящей перераспределение крови в краниальном направлении, характерное для условий невесомости. Полученный к настоящему времени экспериментальный материал, позволяет провести физиологические параллели между влиянием реальной невесомости и антиортостатической моделью (Михайлов и др., 1979; Газенко, Григорьев, 1980; Газенко, Касьян, 1990; West, 1991; Генин, Пестов, 1997; White, Blomqvist, 1998; Prisk et al., 2002; Григорьев, Баранов, 2003).

Исследование функции внешнего дыхания и газообмена при моделировании физиологических эффектов невесомости и в условиях космического полета, свидетельствует об изменении структуры легочных объемов и емкостей, вязкостно-эластического сопротивления легких и паттерна дыхания (Касьян, Макаров, 1974; Paiva, Estenne, Engel, 1989; West, 1991; Баранов, 1993; West, Prisk, 1999; Wantier et.al., 1998; Prisk, 2000; Montmerle, Linnarsson, 2002; Bettinelli et.al., 2002). Это свидетельствует об ухудшении функционального состояния респираторной системы. Однако механизмы регуляции легочной вентиляции и газообмена, в этих условиях, практически не исследованы.

Немногочисленные работы по исследованию газообмена в космическом полете и модельных исследованиях, обнаружили тенденцию к развитию гипоксемии и ретенции двуокиси углерода в организме. Имеются данные о смещении кислотно-основного состояния крови в сторону ацидоза, застойной венозной ишемии и гипоксии мозга, изменении состава спинномозговой жидкости (Берри, 1975; Катков и др., 1977; Голиков и др., 1980; Матвеев, 1987; Баранов, 1993). Это дает основания предполагать о возможном изменении уровня афферентации, поступающей в дыхательный центр от центральных и периферических хеморецепторов.

Учитывая вышеизложенное, следует признать, что роль гуморальных и нейрогенных компонентов лежащих в основе формирования компенсаторных реакций системы дыхания на гравитационные воздействия окончательно не выяснена и требует дальнейшего углубленного изучения.

Большую теоретическую и практическую значимость приобретают исследования влияния изменения эластической нагрузки на дыхательный аппарат в связи с применением профилактических методов коррекции гемодинамических сдвигов, возникающих в условиях невесомости, большинство из которых основано на сдвигах внутригрудного давления и сопровождаются физиологическими изменениями дыхательной и сердечно-сосудистой системы (Генин, Пестов, 1972; Пестов и др., 1972; Катков и др., 1983; Генин и др., 1983; Баранов, Тихонов, Дегтярев, 1991; Halliwill et al., 1998; Баранов и др., 2001; Kitano et al., 2005).

Разработка и совершенствование средств и методов профилактики, направленных на улучшение общего физического состояния и работоспособности космонавтов на начальном этапе действия невесомости, повышение ортостатической устойчивости после длительной гипокинезии или пребывания в невесомости имеет существенное практическое значение. Несмотря на большое количество теоретических обоснований применения различных профилактических средств, данная проблема в настоящее время пока еще находится в стадии развития (Генин, Пестов, 1997; Arbeille et al., 1999; Custaud et al., 2000; Millet et al., 2000). Для ее оптимального решения необходима как разработка новых средств профилактики и их технической реализации, так и инвазивная верификация в исследованиях на животных уже известных методов, проведение детального физиологического обоснования эффективности и адекватности способов коррекции гемодинамических сдвигов, на основании изучения межсистемных реакций дыхания и кровообращения при постуральных воздействиях.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение механо- и хеморецепторных механизмов регуляции дыхания, резервных возможностей дыхательной системы и межсистемных соотношений дыхания и кровообращения в условиях антиортостатического воздействия.

Основные задачи исследования:


загрузка...