Динамика интегральных показателей сердечно- сосудистой системы под влиянием нейроакустических сигналов
На правах рукописи
Хашхожева Диана Адамовна
ДИНАМИКА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕРДЕЧНО-
СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ
НЕЙРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Специальность 03.00.13 – физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Майкоп – 2008
Работа выполнена в Кабардино-Балкарском государственном университете им.Х.М. Бербекова
| Научный руководитель: | доктор биологических наук, профессор |
| Шаов Мухамед Талибович | |
| Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор |
| Коновалова Галина Михайловна | |
| доктор медицинских наук, профессор | |
| Хацуков Борис Хусейнович | |
| Ведущая организация: | Центр медико-экологических исследований – филиал ГНЦ РФ ИМБП РАН (г. Нальчик) |
Защита состоится «24» декабря 2008г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.001.07 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата биологических наук при Адыгейском государственном университете по адресу: 385000, Республика Адыгея, г. Майкоп, ул. Университетская, 208, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Адыгейского государственного университета.
Автореферат разослан «23» ноября 2008г.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Известно, что носителем информации в нервной системе являются биопотенциалы, содержащие электрическую и акустическую компоненты. Данные литературы по таким важным аспектам жизнедеятельности организма как электромагнитные и, особенно, электроакустические взаимодействия между клетками немногочисленны. Отмечено, что обмен информацией (импритинг) в виде электромагнитных и электроакустических волн играет важную роль в жизни живых организмов (А.Е. Метелев и соавт., 2007) и одним из ведущих физико-химических факторов биологической эволюции может быть именно информация в виде электроакустических импульсов клеток и их отдельных структурных компонентов (С.Э. Шноль, 1979). Ф.А. Мещеряков и соавт. (2003, 2007) считают, что все биосистемы имеют единую форму взаимодействия, базирующуюся на электромагнитных, звуковых и световых колебаниях по принципу резонанса (теория резонансных информационно-энергетических взаимодействий на всех уровнях организации биосистем).
Организм человека постоянно испытывает воздействия со стороны информации, содержащейся в многочисленных факторах окружающей внешней и внутренней физико-химической среды, каждый из которых может быть при определенных условиях стрессогенным. Очень опасными для здоровья человека являются проявления негативной информации геопатогенных зон Земли, имеющие неадекватные рассинхронизирующие частоты (И.И. Юзвишин, 1996). Однако основополагающим фактором, особенно в условиях гор, является гипоксия, и именно она является информационной основой формирования механизмов адаптации вплоть до уровня РНК и ДНК (А. Зурдинов, 1995). В этих условиях важно предупреждение срыва адаптационных возможностей организма. Наука располагает богатым опытом исследований в этом направлении, среди которых как физические (В.А. Козлов, 2007; М.А. Большаков, В.В. Ростов, 2008 и др.), так и химические (А.С. Лосев, 1991; Т.А. Воронина, 2007 и др.), а также и горно-климатические (Н.А. Агаджанян, М.М. Миррахимов, 1970; Е.А.Коваленко, И.Н.Черняков, 1972; Ф.З. Меерсон, 1986; П.В. Белошицкий, 1996) методы повышения резистентности организма. Однако, несмотря на достижения адаптационной физиологии, поиск эффективных способов адаптации и изучение физиологических механизмов их действия продолжается.
Таким образом, весьма актуальной проблемой современной адаптационной физиологии является разработка ускоренного дистанционно действующего способа повышения адаптационного потенциала организма человека на основе электроакустических сигналов и изучение глубоких физиологических механизмов их воздействия на организм.
Цель работы: определить физиологические механизмы влияния модулированных сеансами импульсной гипоксии электроакустических сигналов нервных клеток на показатели сердечно-сосудистой системы человека и оценить эффективность их действия.
Задачи исследования: 1. Разработать модели электроакустических сигналов (ЭАС) нейрона, адаптированного к импульсной гипоксии.
2. Объяснить механизмы влияния ЭАС на клеточно-тканевом уровне путем регистрации динамики напряжения кислорода (Ро2), суммарной электрической активности (СЭМ) и активных форм кислорода (АФК).
3. Проследить динамику частоты сердечных сокращений (ЧСС) и сатурации кислорода (SaO2) под влиянием разных режимов электроакустических сигналов.
4. Выявить характер влияния моделированных сигналов нейрона на сосудистую систему человека.
5. Определить динамику показателей функциональных резервов организма (адаптационный потенциал (АП), индекс Руфье (ИР), вегетативный индекс Кердо (ВИК)) и эффективность действия ЭАС.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:
- созданы модели электроакустических сигналов нейрона, адаптированного к импульсной гипоксии;
- на основе модели ЭАС нервных клеток предложен способ ускоренного повышения адаптационного потенциала организма;
- установлено повышение напряжения кислорода и снижение суммарной электрической активности миофиламентов икроножной мышцы лягушки под влиянием ЭАС;
- экспериментально доказан факт воздействия ЭАС на агрессивные формы кислорода;
- выявлено влияние модели ЭАС на частоту сердечных сокращений, сатурацию кислорода и сосудистую систему человека;
- показано повышение уровня функциональных резервов организма под влиянием модели нейрона;
- выявлены различия в действии двух режимов моделей ЭАС, отражающие специфику их действия.
Основные положения, выносимые на защиту. 1. Моделями ЭАС нейрона являются «Нейротон-1» и «Нейротон-2», реализующие два различных режима функционирования нервной клетки: ритмический низкочастотный и аритмический высокочастотный.
2. Установленные изменения уровня напряжения кислорода и суммарной электрической активности икроножной мышцы являются следствием снижения уровня энерготрат и повышения энергопродукции под влиянием ЭАС. «Нейротон-1» снижает общий уровень АФК, а модель «Нейротон-2» избирательно действует на перекись водорода.
3. Под влиянием модели ЭАС адаптированного нейрона происходит повышение сатурации кислорода и снижение флуктуаций частоты сердечных сокращений.
4. Модель «Нейротон-1» уменьшает флуктуации среднего артериального давления, «Нейротон-2» способствует снижению не только флуктуаций, но и значений показателя.
5. Низкочастотные ритмические сигналы оказывают стабилизирующее действие на АП, ИР, ВИК; высокочастотные аритмические сигналы повышают адаптационный потенциал и работоспособность организма.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что ее результаты расширяют представления о нейроинформационных механизмах управления физиологическими функциями организма; подтверждают феноменологическую гипотезу электроакустического взаимодействия клеток; развивают теорию резонансных информационно-энергетических взаимодействий на всех уровнях организации биосистем; доказывают гипотезу о дистанционном управлении физиологическими функциями организма; углубляют знания о физиологической функции импульсной электрической активности мембраны нейрона.
Практическая значимость результатов исследования. Электроакустические модели нейрона «Нейротон-1» и «Нейротон-2» повышают адаптационный потенциал и работоспособность организма, что имеет практическое значение в системах: 1) здравоохранения – для профилактики, лечения и реабилитации при сердечно-сосудистых заболеваниях; 2) физической культуры и спорта – для повышения функциональных резервов организма спортсменов; 3) сельского хозяйства – для снижения негативных воздействий экологических факторов среды на продуктивность животных. Результаты работы позволяют создать новые технологии биомедицинского назначения на основе технологии живых систем, в частности, нервных клеток.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования применяются в учебном процессе при подготовке бакалавров (направление №020201.62) на биологическом факультете КБГУ. Разработан новый курс «Нейроинформатика» с полным набором учебно-методической документации, лекций и лабораторных занятий.
Способ повышения адаптационного потенциала организма человека с помощью нейроакустических сигналов внедрен в практику Детской республиканской клинической больницы КБР и ФБУ «Центр медицинской и социальной реабилитации» УФСИН РФ по КБР.
Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены на I съезде физиологов СНГ (г.Сочи, 2005), на XX съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (г.Москва, 2007) и на кафедральных и факультетских научных семинарах КБГУ (2005-2008). По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации результатов исследований на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.
Структура и объем диссертации. Материал диссертации изложен на 146 страницах машинописного текста, иллюстрирован 26 рисунками и 2 таблицами. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, двух экспериментальных глав, общего заключения и выводов, списка литературы и приложения. Список литературы содержит 282 источника (245 отечественных и 37 иностранных авторов).
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучение модели нейрона проводилось на практически здоровых студентах – добровольцах обоего пола в возрасте 19-22 лет по 50 – 60 человек для каждой серии. Обследовано 215 человек. Общее количество измерений (n) составило 63 195.
Испытуемые подвергались действию моделей ЭАС «Нейротон-1» (низкочастотные ритмические сигналы) и «Нейротон-2» (высокочастотные аритмические сигналы), воспроизводящих параметры импульсной электрической активности нейронов, адаптированных к импульсной гипоксии.
В работе применялась пульсоксиметрия на основе пульсоксиметра ЭЛОКС-01М, который позволял регистрировать исследуемые показатели. Определялась частота сердечных сокращений (ЧСС), сатурация кислорода (SaO2), амплитуда пульсовой волны (АПВ), среднее артериальное давление (САД), вегетативный индекс Кердо (ВИК), адаптационный потенциал (АП), индекс Руфье (ИР). Показатели снимались в следующей последовательности: до опытов (фон), ежедневно в течение 10 дней и в последействии 14 дней. Адаптационный потенциал вычислялся по формуле Баевского (1990). Вегетативный индекс определялся по формуле Кердо (А.М. Вейн и соавт., 1991; I. Krd, 1966). Измерение артериального давления проводили аускультативным методом (Р.С. Орлов, А.Д. Ноздрачев, 2006).
Исследование напряжения кислорода проводилось с помощью дифференциально-осциллографической полярографии по методике М.Т. Шаова (1981, 1989) на озерной лягушке. Длительность сеанса воздействия составила 10 минут. Суммарная электрическая активность икроножной мышцы (СЭМ) лягушки регистрировалась на КТД-4 синхронно с полярографическими показателями. Изучение динамики интермедиатов кислорода проводилось по аналогичной схеме, но с применением физиологического раствора. Полученные данные подвергались статистической обработке: рассчитывался коэффициент достоверности Стьюдента (tд), различия считались достоверными при величине уровня значимости р<0,05 (Г.Ф. Лакин, 1990; Б.М. Владимирский, 1992).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Динамика интегральных показателей сердечно-сосудистой системы человека под влиянием нейроакустических сигналов. Сатурация кислорода, «Нейротон-1». Фоновые значения сатурации кислорода студентов составили 87,20±2,62% в контроле и 91,81±0,75% в опыте. С 5-го дня наблюдений в контрольной группе сатурация значительно снижается, появляются флуктуации (рис.1А). На 5-й, 7-й и 10-й дни опыта значения SaO2 в контроле были равны соответственно 96,55±0,13%, 86,41±0,63% и 96,28±0,31%. В группе опыта, напротив, сатурация достоверно (р<0,05) повышается и выходит на стабильный уровень. На 5-е, 7-е и 10-е сутки исследования значения SaO2 составили 97,22±0,1%, 97,3±0,12% и 97,01±0,09% соответственно. В дни последействия флуктуации в группе контроля сохранялись.
 |  |
| А | Б |
Рис. 1. Динамика сатурации кислорода под влиянием модели «Нейротон-1» (А) и «Нейротон-2» (Б)
«Нейротон-2». Серия исследований, связанная с изучением действия модели «Нейротон-2», выявила следующие фоновые значения (рис.1Б): в контроле – 96,34±0,13%, в опыте – 96,13±0,12%. В группе контроля за весь период исследования не наблюдалось больших изменений. В группе опыта показатель достоверно повышается (р<0,05).
Модели ЭАС нейрона способствуют повышению степени насыщения гемоглобина крови кислородом: коэффициент сродства гемоглобина к кислороду (As) снижается и ткани получают большее количество кислорода, что приводит к нормализации процессов энергопродукции в клетках.
Частота сердечных сокращений, «Нейротон-1». Средние значения ЧСС в группах (фон) оказались практически одинаковыми (79,86±0,63 уд/мин в контроле и 79,77±0,57 уд/мин в опыте). В первый день исследований в группе контроля среднее значение ЧСС увеличилось до 84,76±0,56 уд/мин (рис.2А). У добровольцев в группе опыта происходит достоверное (р<0,05) снижение ЧСС (76,08±0,51 уд/мин). К 3-му дню наблюдений значения ЧСС в контроле и опыте составили соответственно 85,79±0,60 и 77,82 ± 0,42 уд/мин (р<0,05). На 5-й день опыта происходит скачок показателя. Флуктуации наблюдались на 7 и 10 дни опыта, а также в последействии, но в группе опыта они снижены.
 |  |
| А | Б |
Рис. 2. Динамика частоты сердечных сокращений (ЧСС) под влиянием модели «Нейротон-1» (А) и «Нейротон-2» (Б)
«Нейротон-2». ЧСС в условиях нормы (фон) оказалась равной 88,37± 0,30 и 84,88±0,38 уд/мин в контроле и опыте соответственно (рис.2Б). Максимальные значения в контроле и опыте – 85,02±0,25 и 84,12±0,37 уд/мин соответственно, минимальные – 76,60±0,46 и 76,12±0,34 уд/мин (р<0,05). ЧСС опытной группы изменяется в фазово-колебательном режиме. В условиях последействия значения ЧСС в группе опыта всегда были ниже, чем в контроле.
ЭАС «Нейротон-1» снижает флуктуации ЧСС, организм благодаря испытуемому фактору удерживает показатель от больших колебаний, характерных для контрольной группы. Модель «Нейротон-2» способствует развитию аутотренировок в фазово-колебательном режиме.
Среднее артериальное давление, «Нейротон-1». До начала исследования значения САД в контрольной и опытной группах в среднем составили 83,0 ± 5,80 мм рт.ст. и 86,82±2,69 мм рт.ст. соответственно (рис.3А). В период опыта с 1-го по 10-й день в группе контроля наблюдаются большие флуктуации показателя. В 1-й день САД контрольной группы было равно 89,32 ± 2,18 мм рт.ст.; к 5-му дню – 80,33±2,59 мм рт.ст., а на 10-е сутки наблюдений – 91,0±1,0 мм рт.ст.,а в опыте - 85,99±1,60, 86,16±1,88 и 81,16±1,14 мм рт.ст. Тенденция, намеченная в период опыта, сохранялась и в последействии.
 |  |
| А | Б |
Рис. 3. Изменение среднего артериального давления (САД) человека под влиянием модели «Нейротон-1» (А) и «Нейротон-2» (Б)
«Нейротон-2». Фоновые значения САД составили: контроль – 83,03± 2,97 мм рт.ст., опыт – 80,43±1,0 мм рт.ст. (рис.3Б). В 1-й день наблюдалось повышение в контроле (86,10±5,24 мм рт.ст.) и снижение в опыте (76,42±2,08 мм рт.ст.). На 3-й день значения составили 81,13±3,96 мм рт.ст. в контроле и 77,61±1,98 мм рт.ст. в опыте. В последующие дни исследования значения САД оставались практически без изменений – около 84 мм рт.ст. в контроле и 75 мм рт.ст. в опыте. В период последействия в опытной группе сохраняется стабилизация значений САД до конца наблюдений, а в группе контроля отмечены колебания исследуемого показателя.
Исследование влияния «Нейротон-1» показало, что под воздействием испытуемого фактора происходит существенное снижение флуктуаций артериального давления человека. Модель «Нейротон-2» снижает абсолютные значения артериального давления. Это объясняется тем, что под влиянием «Нейротон-2» происходит повышение содержания СО2 в артериальной крови (З.А.Шаова, 2008), который, как известно, является вазодилататором (Ю.Н.Мишустин, 2007). Кроме того, возможно, что «Нейротон-2» включает реакцию очищения кровеносных сосудов от токсических продуктов «реакции Мэйяра» (B.S. Kristal, B.P. Yu, 1992) с помощью СО2 – «поглотителя» АФК и продуктов ПОЛ (В.Л. Воейков, 2002).
Амплитуда пульсовой волны, «Нейротон-1». Значения АПВ (рис.4А) до начала исследований в контроле в среднем были равны 4,03±0,10 у.е., в опыте – 6,91±0,40 у.е. В первый день опыта наблюдалось более выраженное повышение показателя в контроле (11,89±1,17 у.е.), чем в опыте (8,04±0,95 у.е.). Однако на 3-й день исследования АПВ в контроле снизилась и составила 7,94±0,44 у.е., а в опыте показатель продолжает расти (11,0±1,04 у.е.). В последующие дни опыта эта тенденция сохраняется. В течение периода последействия АПВ контрольной группы продолжает снижаться.
«Нейротон-2». В группе контроля фоновое значение АПВ оказалось равным 25,40±2,39 у.е., в опыте – 26,21±3,13 у.е., т.е. показатель в обеих группах был на одном уровне (рис.4Б). На 1-й и 3-й день исследования происходит повышение показателя, но в группе опыта – более значительное, чем в контроле. Так, к 3-му дню значение АПВ в контроле составило 26,32 ± 2,71 у.е., а в опыте – 41,94±3,77 у.е. На 7-е сутки наблюдений происходило снижение уровня АПВ, но в группе опыта показатель выше (19,63±2,0 у.е.), чем в контроле (17,05±0,88 у.е.). В условиях последействия значения АПВ контрольной группы также ниже, чем в группе опыта.
Повышение АПВ под влиянием испытуемых факторов вызвано увеличением систолического объема крови, кровенаполнением и расширением сосудов, податливостью артериальной системы, т.е. снижением общего периферического сопротивления кровотоку. Эти изменения приводят к повышению кровоснабжения тканей и усилению интенсивности периферического кровотока.
 |  |
| А | Б |
Рис. 4. Динамика амплитуды пульсовой волны (АПВ) под влиянием модели «Нейротон-1» (А) и «Нейротон-2» (Б)
Адаптационный потенциал, «Нейротон-1». Результаты вычисления адаптационного потенциала в наблюдаемых группах показали, что фоновые значения в группах находятся на одном уровне (рис.5А): в контроле – 2,15±0,19 балла и в опыте – 2,07±0,07 балла. В первый день исследования значение АП в контроле возрастает до 2,23±0,09 балла, а в опыте снижается (1,99±0,07 балла), т.е. повышается уровень функциональных резервов. В условиях последействия направленность изменений АП сохраняется. В контрольной группе наблюдается напряжение механизмов адаптации, а в группе опыта – держится удовлетворительный уровень адаптации.
 |  |
| А | Б |
Рис. 5. Динамика адаптационного потенциала (АП) под влиянием модели «Нейротон-1» (А) и «Нейротон-2» (Б)
«Нейротон-2». Фоновые значения АП составили: в контроле – 2,07±0,05 балла, в опыте – 2,01±0,03 балла (рис.5Б). С первого дня исследования в группе контроля наблюдается повышение показателя и переход в состояние напряжения механизмов адаптации, в то время как в группе опыта значение АП снижается до 1,84±0,05 балла. Затем в контрольной группе наблюдались значительные колебания показателя с превышением порога напряжения механизмов адаптации. У студентов опытной группы, напротив, наблюдалось улучшение состояния механизмов адаптации: 3-й день опыта – 1,91±0,04 балла, 5-й день – 1,88±0,03 балла, 7-й день – 1,81±0,07балла, 10-й день – 1,84±0,03 балла. При исследовании адаптационного потенциала в период последействия было установлено, что эффект стабилизации в группе опыта сохраняется. В контрольной группе наблюдаются более выраженные флуктуации значений АП. Исследование показало, что при использовании модели «Нейротон-1» количество участников с напряжением механизмов адаптации уменьшилось в 2,5 раза; в серии исследований с применением ЭАС «Нейротон-2» - в 9,3 раза (рис.6).
 |  |
| А | Б |
 |  |
| В | Г |
Рис 6. Уровни адаптационных возможностей студентов до и после воздействия моделей «Нейротон-1» (А, Б) и «Нейротон-2» (В, Г)
Механизмом положительной динамики АП под влиянием испытуемых факторов являются процессы, сопровождающиеся снижением артериального давления и частоты сердечных сокращений.
Индекс Руфье, «Нейротон-1». Значение индекса Руфье (ИР) до начала исследования в группе контроля соответствовало удовлетворительному уровню работоспособности (12,04±1,41 у.е.), в группе опыта показатель был равен 10,66±0,99 у.е. (рис.7А).
 |  |
| А | Б |
Рис. 7. Динамика индекса Руфье под влиянием модели «Нейротон-1» (А) и «Нейротон-2» (Б)
В первый день исследования не наблюдалось значительных изменений: в контроле ИР составил 12,28±0,78 у.е., а в опыте – 10,24±0,82 у.е. Однако с 3-го дня наблюдений в группе опыта заметна положительная динамика: 3-й день 8,98±0,89 у.е., 5-й день – 9,7±0,65 у.е., 7-й день – 9,0±0,56 у.е. В эти же дни в группе контроля значения ИР составили: 15,76±1,12, 14,92±0,93 и 13,96±0,36 у.е. На 10-й день исследования в контрольной и опытной группах показатель был соответственно равен 13,24±0,86 и 9,94±0,70 у.е. В условиях последействия характер изменений сохраняется: в группе опыта продолжается повышение, в контроле - снижение работоспособности.
«Нейротон-2». В серии исследований по изучению действия модели «Нейротон-2» на индекс Руфье фоновые значения в группе опыта в среднем были равны 13,60±0,79 у.е., в контроле – 12,04±1,41 у.е. (рис.7Б). В 1-й день исследования значение показателя в контроле почти не изменилось (12,28± 0,75 у.е.), в опыте оно снизилось (11,26±0,83 у.е.). В группе контроля за период опыта наблюдались флуктуации этого показателя (3-й день – 15,76±1,12 у.е., 5-й – 14,92±0,93 у.е., 10-й – 13,24±0,86 у.е.), в группе опыта прослеживается стабилизация ИР (3-й день – 11,26±0,65, 5-й день – 11,26±0,57, 7-й день – 9,76±0,71 у.е.).
 |  |
| А | Б |
 |  |
| В | Г |
Рис 8. Уровни работоспособности студентов до и после воздействия моделей «Нейротон-1» (А, Б) и «Нейротон-2» (В, Г)
В результате применения модели «Нейротон-1» (рис.8) количество участников с удовлетворительной работоспособностью сокращается в 3,5 раза, на «отличный» уровень работоспособности переходят 30% испытуемых. При использовании ЭАС «Нейротон-2» количество испытуемых с хорошей работоспособностью увеличивается в 6 раз, отличная работоспособность у 10% студентов.
Вегетативный индекс Кердо, «Нейротон-1». Фоновые значения в контрольной и опытной группах составили 15,56±4,11% и 10,98±8,03% соответственно (рис.9А). К 3-му дню опыта значения ВИК составили 18,32±6,49% в контроле и 2,103±6,14% в опыте. На 10-е сутки исследования значения выровнялись – в обеих группах ВИК был равен 10,46%.
 |  |
| А | Б |
Рис. 9. Динамика вегетативного индекса Кердо (ВИК) под действием модели «Нейротон-1» (А) и «Нейротон-2» (Б)
В начале периода последействия в контрольной группе превалировали отрицательные значения ВИК (-2,89 ± 4,13%), а в опытной положительные (10,86 ± 3,81%). На 7-й день последействия в обеих группах значения выравнивались: в контроле – 5,31±4,37%, в опыте – 5,94±4,87. На 10-й и 14-й день показатель Кердо соответствовал значениям 4,89±4,08%, 9,25±6,17% в контроле, 13,56±2,61% и 6,40±4,85% в опыте.
«Нейротон-2». До начала исследований значение ВИК в контроле было равно в среднем 12,43±7,61%, в опыте – 18,57±3,15% (рис.9Б). В группе опыта за период действия модели наблюдалась тенденция к росту. Так, на 7-й день исследования ВИК составил 16,21±2,27%, а к 10-му – 24,94±2,76%.
Следовательно, модель «Нейротон-1» способствует поддержанию вегетативного равновесия. Использование «Нейротон-2» привело к сдвигу вегетативного равновесия в сторону симпатикотонии, что привело к повышению уровня основного обмена, интенсификации кровоснабжения скелетной мускулатуры, увеличению объема циркулирующей крови.
Исследование механизмов воздействия нейроакустических сигналов на клеточно-тканевом уровне. Для определения возможных механизмов влияния испытуемых факторов на клеточно-тканевом уровне были проведены исследования по изучению влияния модели нейрона на напряжение кислорода и СЭМ миофиламентов икроножной мышцы лягушки, а также динамику интермедиатов кислорода в биоэлектролитах.
Фоновые значения напряжения кислорода в икроножной мышце лягушки оказались равными в среднем 31,2±1,10 мм рт.ст. (таб.1). Это значение Ро2 с небольшими отклонениями соответствует данным литературы (О.В.Пшикова, 1996, 1999, и др.).
Таблица 1
Изменение Ро2 в мышце лягушки под влиянием модели «Нейротон»
| Время воздействия (мин) | Ро2, мм рт.ст. (Ма±m) |
| 0 (фон) | 31,20±1,10 |
| 2 | 28,60±1,12* |
| 4 | 20,30±1,13* |
| 6 | 17,70±1,20* |
| 8 | 10,30±1,08* |
| 10 | 5,20±1,21* |
| последействие | 42,20±1,11* |
* - р<0,05 - достоверность различий (сравнение с фоном)
В первые две минуты действия ЭАС произошло небольшое снижение Ро2 в среднем до 28,60±1,12 мм рт.ст. Затем реакция снижения уровня Ро2 в мышце под воздействием модели «Нейротон» пошла гораздо быстрее. Так, через 6 минут воздействия Ро2 в ткани мышцы снизилось в среднем до 17,70±1,20 мм рт.ст., через 8 минут – до 10,30±1,08 мм рт.ст. В этом случае уровень Ро2 в мышце приблизился к критическому его значению, равному по данным литературы 9 – 10 мм рт.ст. (И.Н.Черняков, 1972; М.Т.Шаов, 1981, 1995). Продолжение действия модели до 10 минут вызвало еще большее снижение уровня Ро2 в ткани мышцы – в среднем до 5,20±1,21 мм рт.ст.
Для того чтобы установить характер действия нейроакустических сигналов в апробируемом временном режиме исследования были продолжены: зарегистрировали Ро2 в икроножной мышце опытных лягушек на 1, 3, и 5-е сутки после воздействия и отметили характерный для адаптации признак повышения уровня Ро2. Изменения напряжения кислорода, наблюдаемые под влиянием двух испытуемых режимов ЭАС, аналогичные. Следовательно, в апробированном временном интервале моделированные акустические сигналы нейрона оказывают адаптационное воздействие, о чем говорят изменения Ро2 в мышечной ткани в период прямого их воздействия и последействия.
Суммарная электрическая активность икроножной мышцы (СЭМ) лягушки регистрировалась на КТД-4 тем же микроэлектродом из платины синхронно с полярографическими показателями. Фоновое значение СЭМ составило в среднем 23,70±0,87 мкв (таб.2). Под влиянием ЭАС на второй минуте действия произошло незначительное снижение амплитуды СЭМ. Продолжение действия модели привело к значительному (р<0,05) снижению амплитуды СЭМ. Так, на 4-й минуте значение исследуемого показателя было равно в среднем 12,40±0,5 мкв, а после 6 минут воздействия – 11,30±0,53 мкв, то есть происходило снижение СЭМ почти на 50% по сравнению с контролем. На 8-й минуте воздействия амплитуда СЭМ равнялась в среднем 9,78±0,29 мкв. В конце воздействия исследуемая величина составила в среднем всего 7,85±0,17 мкв. Следовательно, под влиянием модели ЭАС нейрона снижается СЭМ икроножной мышцы лягушки в среднем от 23,70±0,87 до 7,85±0,17 мкв. Такое значительное снижение биоэлектрической активности миофиламентов икроножной мышцы говорит о переходе объекта исследования в состояние экономии энергозатрат под влиянием модельных акустических сигналов нейрона.
Таким образом, под воздействием испытуемого фактора в икроножной мышце лягушки за 10 минут уровень Ро2 резко снижается с последующим его значительным возрастанием. Суммарная электрическая активность мышцы в этих условиях уменьшается в три раза (с 23,70 до 7,85мкв) и продолжает оставаться в таком состоянии еще продолжительное время.
Таблица 2
Изменение СЭМ мышцы лягушки под влиянием модели «Нейротон»
| Время воздействия (мин) | СЭМ, мкв (Ma ± m) |
| 0 (фон) | 23,70±0,87 |
| 2 | 20,80±0,76* |
| 4 | 12,40±0,51* |
| 6 | 11,30±0,53* |
| 8 | 9,78±0,29* |
| 10 | 7,85±0,17* |
| последействие | 10,56±0,30* |
* - р<0,05 - достоверность различий (сравнение с фоном)
Уменьшение уровня Ро2 под воздействием сеансов гипоксии, возрастание Ро2 после воздействия, снижение биоэлектрической активности, сохраняющееся и в условиях последействия являются признаками синдрома адаптации (М.Т. Шаов, 1989). Все эти факторы, как отмечено выше, имели место и под воздействием модулированных импульсной гипоксией модельных звуковых сигналов нейрона.
Изучение влияния электроакустической модели нейрона на содержание реактивных интермедиатов кислорода в водно-электролитных системах показало, что под воздействием «Нейротон-1» в физиологическом растворе практически исчезают агрессивные формы кислорода - О2 и Н2О2. При этом происходит заметное уширение волны IO3 с образованием дополнительного пика, занимающего места О2 и Н2О2 на дифференциальных полярограммах. Воздействие модели «Нейротон-2» приводило к интенсивному превращению перекиси водорода по типу реакции Хабер-Вейсса.
ВЫВОДЫ
1. Модели ЭАС воспроизводят режимы ИЭА адаптированных к импульсной гипоксии нервных клеток: низкочастотный ритмический («Нейротон-1») и высокочастотный аритмический («Нейротон-2»).
2. Модели нейрона вызывают адаптационные изменения на клеточно-тканевом уровне – возрастает напряжение кислорода и снижается суммарная электрическая активность мышцы. Низкочастотные ритмические ЭАС снижают общий уровень АФК, а высокочастотные аритмические – избирательно уменьшают содержание перекиси водорода в биоэлектролитах.
3. «Нейротон-1» повышает и нормализует сатурацию кислорода, а «Нейротон-2» повышает уровень сатурации в тренирующем фазово-колебательном режиме. Испытуемые модели ЭАС в целом снижают флуктуации и абсолютные значения ЧСС: действие модели «Нейротон-1» преимущественно направлено на снижение флуктуаций, а «Нейротон-2» - на снижение значений показателя.
4. «Нейротон-1» нормализует флуктуации среднего артериального давления, а «Нейротон-2» нормализует и снижает его уровень. Испытуемые модели ЭАС способствуют возрастанию амплитуды пульсовой волны, но скорость действия установки «Нейротон-2» выше относительно модели «Нейротон-1».
5. Изученные модели ЭАС увеличивают функциональные резервы организма человека: существенно повышают адаптационный потенциал и работоспособность организма; «Нейротон-1» нормализует вегетативное равновесие, а «Нейротон-2» способствует смещению вегетативного равновесия в сторону симпатикотонии.
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации:
1. Шаов, М.Т. Динамика напряжения кислорода и биоэлектрической активности мышечной ткани под влиянием нейроакустических сигналов, модулированных импульсно-гипоксическими адаптациями / М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, Д.А. Хашхожева // Научные труды I съезда физиологов СНГ. – Сочи, Дагомыс, 2005. – Т. 1. – С. 168-169. –0,042 п.л., личный вклад 60%.
2. Шаов, М.Т. Изменение кислородного метаболизма в листьях растения под воздействием нейроакустических сигналов природной модуляции / М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, Д.А. Хашхожева // Биологическое разнообразие Кавказа: материалы VIII междунар. конф. – Нальчик, 2006. – Ч. 1. – С. 107-108. –0,17 п.л., личный вклад 50%.
3. Шаов, М.Т. Современные способы управления кислородным режимом клеток и их эффективность / М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, Л.Г. Шаова, Д.А. Хашхожева // Вестник Кабардино-Балкарского Государственного Университета. – Нальчик, 2006. – Вып. 8. – С. 143-145. –0,42 п.л., личный вклад 50%.
4. Хашхожева, Д.А. Динамика сатурации и частоты сердечных сокращений человека под влиянием нейроакустических сигналов / Д.А. Хашхожева, М.Т. Шаов // ХХ съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова: тез. докл. – М.: Издат. дом «Русский врач», 2007. – С. 463. –0,042 п.л., личный вклад 70%.
5. Хашхожева, Д.А. Изменение кислородного режима в тканях человека, животных и растений под влиянием мембранно-акустических импульсов нервных клеток / Д.А. Хашхожева // Перспектива 2007: материалы междунар. конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых. – Нальчик, 2007. –Т. IV. – С. 69-71. –0,23 п.л., личный вклад 100%.
6. Хашхожева, Д.А. Действие электроакустической модели нейрона на напряжение кислорода в периферической крови человека / Д.А. Хашхожева, М.Т. Шаов, О.В. Пшикова // VI Сибирский физиологический съезд: тез. докл. – Барнаул: Принтэкспресс, 2008. – Т. II. – С. 73. –0,042 п.л., личный вклад 70%.
7. Хашхожева, Д.А. Исследование влияния модулированных нейроакустических сигналов на сосудистую систему человека / Д.А. Хашхожева // Наука и устойчивое развитие: сб. ст. II Всерос. науч. конф. – Нальчик: Изд-во М. и В. Котляровых, 2008. – С. 202-206. –0,21 п.л., личный вклад 100%.
8. Шаов, М.Т. Управление физиологическими функциями организма человека в условиях горной экологии с помощью «голоса нейрона» - электроакустических импульсов нервной клетки / М.Т. Шаов, Д.А. Хашхожева, О.В. Пшикова // Проблемы региональной экологии, 2008. – № 4. – С. 205-209. –0,375 п.л., личный вклад 65%.
9. Хашхожева, Д.А. Изменение работоспособности организма человека под влиянием модели электроакустических сигналов нейрона / Д.А. Хашхожева, М.Т. Шаов // Научные труды II съезда физиологов СНГ. – Кишинев, 2008. – с.223. –0,042 п.л., личный вклад 70%.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АП – адаптационный потенциал
АПВ – амплитуда пульсовой волны
АФК – активные формы кислорода
ВИК – вегетативный индекс Кердо
ИР – индекс Руфье
ИЭА – импульсная электрическая активность
ПОЛ – перекисное окисление липидов
САД – среднее артериальное давление
СЭМ – суммарная электрическая активность мышцы
ЧСС – частота сердечных сокращений
ЭАС – электроакустические сигналы
Ро2 – парциальное давление кислорода (напряжение кислорода)
SaO2 – сатурация кислорода
Хашхожева Диана Адамовна
ДИНАМИКА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕЙРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Автореферат
