Быстрый поиск

Реферат: Вплив гіпоксичного тренування на морфофункціональну адаптацію кори великих півкуль головного мозку до некрозу міокарда

Міністерство охорони здоров’я України

Харківський національний медичний університет

Панкратьєв Микола Олександрович

УДК 616.831.3:616.127-005.8

Вплив гіпоксичного тренування на морфофункціональну адаптацію кори великих півкуль головного мозку до некрозу міокарда (експериментальне дослідження)

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Харків–2008

Дисертацією рукопис.

Робота виконана в Луганському національному педагогічному університеті імені Тараса Шевченка МОН України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Виноградов Олександр Анатолійович, Луганський національний педагогічний університет імені Тараса Шевченка МОН України, завідувач кафедри анатомії, фізіології людини та тварин.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, старший науковий співробітник Коляда Тетяна Іванівна, Державна установа “Інститут мікробіології та імунології ім. І.І. Мечнікова АМН України”, завідувач лабораторії клінічної імунології та алергології, м. Харків;

доктор медичних наук, професор Казімірко Ніла Казімірівна, Луганський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри патологічної фізіології.

Захист відбудеться 14.02. 2008 р. об 11.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.03 при Харківському національному медичному університеті (61022, м. Харків, проспект Леніна, 4).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного медичного університету (61022, м. Харків, проспект Леніна, 4.

Автореферат розісланий 13.01. 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізовано вченої ради,

кандидат медичних наук, доцент О.Ю. Степаненко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сьогоднішній день однією з найбільш актуальних проблем практичної й теоретичної медицини захворювання серцево-судинної системи. Ішемічна хвороба серця (ІХС), інфаркт (ІМ) і некоронарогенний некроз міокарда (НМ) за соціальною значущістю займають одне з перших місць у багатьох країнах світу (Амосова Е.Н., 1998; Органов Р.Г., 1999; Чазов Е.И., 2001; Коваленко В.М., 2002). В Україні щорічно на ІХС занедужу більше 470 тис. осіб. Тільки у 2000 р. зареєстровано 6 млн. хворих (Амосова Е.Н., 2004; Лутай М.И., Митченко А.И., 2004). Невтішні й прогнози ВООЗ: до 2020 р. причиною смерті в 40 % випадків буде ІХС.

Основні медико-соціальні проблеми кардіології в Україн зводяться до збільшення захворюваності та кількості випадків захворювань на найбільш соціально значущі хвороби серцево-судинної системи – атеросклероз, гіпертензію, ІХС; високої первинної інвалідизації, причиною якої є захворювання серцево-судинної системи; високої смертності хворих працездатного віку; зменшення тривалості життя населення (Москаленко В.Ф., Коваленко В.М., 2001). Однією з причин підвищення смертності та інвалідизації є постінфарктна енцефалопатія (Пермяков Н.К., Хучуа А.В., Туманский В.А., 1986).

Численні дослідження, присвячені проблемі ІХС, спрямовані на вирішення питань, пов’язаних з реанімаційними заходами, лікуванням і профілактикою ІМ і НМ, а також з постінфарктною реабілітацією хворих (Емерсон Ф.З. и соавт., 1993; Сагач В.Ф., 1998; Bolli R., Marban E., 1999; Varda-Bloom N. et al., 2000; Kita T., 2000; Bauersachs J. et al., 2001; Canty J.M.Jr., Fallavollita J.A., 2001; Коваленко В.Н. и соавт., 2002; Колчин Ю.Н. и соавт., 2003, 2005; Виноградов А.А., 2005).

Численн літературні джерела вказують на можливість підвищення резистентності організму до впливу патологічних процесів унаслідок розвитку неспецифічної адаптації, яка може бути результатом попереднього впливу деяких несприятливих чинників навколишнього середовища, зокрема, зниження парціального тиску кисню в повітрі, яким ми дихаємо (Березовський В.А. и соавт., 2000; Sommerschild H.T., 2000; Виноградов А.А. и соавт., 2002, 2003, 2005; Некрасов С.Ю., 2006).

Незважаючи на актуальність медико-соціальної проблеми, яку створюють ІХС, ІМ і НМ, на сьогоднішній день недостатньо вивчений механізм формування енцефалопатії та можливого розвитку адаптаційних реакцій головного мозку до НМ, зокрема, без і після гіпоксичного тренування (ГТ).

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є частиною науково-дослідної роботи кафедри анатомії, фізіології людини та тварин Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка МОН України за номером державної реєстрац 019800026641 “Механізми адаптації до чинників навколишнього середовища”. Автор виконавцем (2003–2007 рр.) одного з напрямків розділу, що стосується вивчення механізмів адаптації органів і систем до переривчастої нормобаричної гіпоксії в нормі і при моделюванні патологічних процесів, зокрема НМ.

Мета дослідження: визначити можливість і механізми підвищення резистентності і морфофункціонально адаптації кори великих півкуль головного мозку до розвитку НМ під впливом ГТ.

Відповідно до мети дослідження було поставлено так завдання:

1. Вивчити морфофункціональні прояви адаптації в кор великих півкуль головного мозку до ГТ.

2. Виявити морфофункціональні ознаки дизадаптації в кор великих півкуль головного мозку при моделюванні НМ в інтактних тварин.

3. Визначити морфофункціональні ознаки підвищення резистентності з боку кори великих півкуль головного мозку при моделюванні НМ після ГТ.

4. Дати рекомендації щодо можливості застосування ГТ для профілактики енцефалопатії при НМ.

Об’єкт дослідження: адаптація кори великих півкуль головного мозку до НМ.

Предмет дослідження: можливість механізми підвищення резистентності організму в цілому і головного мозку зокрема до розвитку експериментального НМ під впливом дозованої гіпоксії.

Методи дослідження: патофізіологічні (моделювання НМ до і після ГТ), морфологічні (електронна мікроскопія, гістологічні дослідження і морфометрія), функціональн (електрокардіографія (ЕКГ), визначення вмісту води в корі великих півкуль головного мозку і проникності гематоенцефалічного бар’єра (ГЕБ), активност каталази в корі великих півкуль головного мозку і внутрішньошкірної напруги кисню), статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено комплексне морфофункціональне вивчення механізмів адаптації кори великих півкуль головного мозку, підвищення резистентност організму до розвитку НМ під впливом ГТ. Установлено, що зміни морфофункціональних показників кори великих півкуль головного мозку, пов’язан з розвитком НМ, є одним з початкових проявів розвитку енцефалопатії при НМ, як далі є підставою для гострого набряку-набухання головного мозку (ННМ). Установлено, що попереднє ГТ призводить до зменшення ННМ.

У роботі визначено кількісні показники порушення проникності ГЕБ і розподілу загальної води у корі великих півкуль головного мозку після ГТ та моделювання НМ в інтактних тварин і після ГТ. У корі великих півкуль головного мозку визначені морфофункціональні прояви адаптації до ГТ дизадаптації при моделюванні НМ з розвитком енцефалопатії. У процесі дослідження встановлено, що застосування ГТ може призвести до транзиторних ішемічних змін у головному мозку, які нівелюються впродовж 24 годин.

Проведено порівняльний аналіз морфологічних функціональних показників при розвитку енцефалопатії без і після ГТ. Надано кількісні характеристики внутрішньошкірної напруги кисню й активності каталази в мозковій тканині при адаптації до НМ і розвитку енцефалопатії.

Практичне значення одержаних результатів. У процесі дослідження розроблено експериментальну модель процесу дозованої гіпоксії та пристрій для її здійснення. Для подальших експериментальних досліджень надано кількісні показники порушення проникност ГЕБ і вмісту води в корі великих півкуль головного мозку, які можуть бути використані при порівняльному аналізі.

Кількісний аналіз морфофункціональних показників гострого ННМ є підставою для прогнозування змін у головному мозку при НМ з розвитком енцефалопатії.

Певні транзиторні ішемічні зміни в головному мозку дали підстави для рекомендацій щодо обмеження застосування ГТ у пацієнтів з ІХС.

Особистий внесок здобувача. Самостійно проведено патентний пошук і аналіз наукової інформації з проблеми, що вивчається, обґрунтовано мету та завдання дослідження, розроблено й упроваджено частину методів дослідження, виконано експериментальну частину роботи, оброблено й описано одержані результати, проведено статистичн дослідження. Написано всі розділи дисертації й автореферат.

Апробація результатів дослідження. Матеріали дослідження апробовані на конференціях молодих учених Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка (Луганськ, 2003–2006); конференціях молодих учених Луганського державного медичного університету (Луганськ, 2004–2007); І–V Міжрегіональних конференціях “Актуальн питання біології та медицини” (Луганськ, 2003–2007); Міжнародній науково-практичній конференції “Олімпійський спорт, фізична культура, здоров’я нації у сучасних умовах” (Луганськ, 2004).

Публікації. За темою дисертац опубліковано 11 наукових праць, з них 5 статей у спеціалізованих виданнях, затверджених ВАК України, та 6 тез, упроваджено 4 раціоналізаторськ пропозиції.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, розділу власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів досліджень, висновків. Загальний обсяг – 166 сторінок; робота включає 18 таблиць, 58 рисунків, які займають 32 повних сторінки. Список літератури містить 142 літературних джерела, з них 52 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи. Дослідження виконано на 50 білих щурах-самцях лін Wistar масою 240–280 г. Усі тварини були розподілені за групами: контрольна група – група К, група з ГТ група ГТ, група з моделюванням НМ у інтактних тварин – группа НМ, групи з моделюванням НМ одразу після ГТ – група ГТ+НМа (що загинули ) і група ГТ+НМ*а (що вижили); група з моделюванням НМ через 24 год після ГТ – група ГТ+НМб. Догляд за тваринами, а також анестезіологічне забезпечення в дослідах та евтаназію здійснювали відповідно до наявних наказів, які регламентують організацію роботи з використанням експериментальних тварин і принципів Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються з експериментальними та іншими науковими цілями (Страсбург, 1985), а також рішення Першого національного конгресу з біоетики (Київ, 2001).

НМ моделювали шляхом введення в черевну порожнину 0,25 мг адреналіну гідрохлориду на 100 г маси тіла (Серов Р.А. и соавт., 1977).

ГТ тварин проводили в спеціально розробленому пристрої, що складався з герметичної ємності, балону з азотом та ротаметричної системи, для дозування концентрації кисню. Упродовж 30 діб тварин щодня до 60 хв утримували в газовому середовищі з концентрацією кисню 10,5–12,0 %. У перші 6 діб проводили поступову адаптацію щурів до гіпоксії шляхом збільшення експозиції утримання від 10 до 60 хв. У частини тварин (20 щурів) після 30-добового ГТ моделювали НМ.

У тварин контрольної та дослідної груп вивчали функціональні та морфологічні показники: електрокардіографічні – запис електрокардіограми виконували портативним електрокардіографом УКОМ-1 у трьох стандартних відведеннях; внутрішньошкірну напругу кисню (РО2), яку вимірювали за допомогою транскутанного оксигемометра Radiometer TCM-2 (Данія); активність каталази в гомогенаті головного мозку (Виноградов А.А. и соавт., 2005); проникність ГЕБ (Виноградов А.А., 1989); вміст води в головному мозку (Исаков Ю.В., Ромасенко М.В., 1986); гістологічні дослідження міокарда лівого й правого шлуночків серця (Серов Р.А. и соавт., 1977); гістологічні й ультраструктурн дослідження головного мозку (Боголепов Н.Н., 1976); стереометричн (Ариэль Б.М., Тарарак Э.М., 1974; Ташкэ К., 1980). Обчислювали основн стереометричні показники: довжину стандартного відрізка прямої в умовних одиницях (у. о.); кількість нейроцитів, що перетинаються стандартним відрізком прямої; сумарну кількість нейроцитів; середню довжину одного нейроцита (у. о.); сумарну площу нейроцитів (у. о.2); сумарний об’єм нейроцитів (у. о.3); стереометричний індекс.

Цифрові дані обробляли методами варіаційної статистики на ЕОМ. Визначали: середню арифметичну вибірки (M); помилку середньо арифметичної вибірки (m); імовірність помилки (р<); коефіцієнт кореляції (Rxy); помилку коефіцієнта кореляції (rxy).

Результати дослідження та їх обговорення. Встановлено, що при моделюванні НМ в інтактних тварин 40 % їх гине в перші чотири години від початку експерименту. Морфофункціональні зміни кори великих півкуль головного мозку при НМ у тварин, що перенесли шість годин моделювання НМ, проявлялися: змінами ультраструктури капілярів і нейронів з явищами більш-менш вираженого набряку й набухання мозкових структур; зменшенням кількості нейроцитів, що перетинаються стандартною прямою, з підвищенням сумарного об’єму, площі та зниженням стереометричного індексу щільност розподілу нейроцитів; підвищенням проникності ГЕБ для нейтрального червоного вмісту води в корі великих півкуль головного мозку. При цьому знижувалася внутрішньошкірна напруга кисню (РО2) і підвищувалася активність каталази в корі великих півкуль головного мозку. Однак виявлені морфофункціональн зміни кори великих півкуль головного мозку були виражені неоднаково і залежали від виду експерименту (ГТ, НМ, НМ після ГТ).

Установлено, що після ГТ ультраструктурні зміни в кор великих півкуль головного мозку мали ознаки транзиторних гіпоксичних змін гіпергідратаційного характеру, які більшою мірою виявлялися в капілярах. Ламінарна поверхня ендотеліоцитів капілярів кори великих півкуль головного мозку була згладженою. Визначено неоднакову товщину в маргінальній частині ендотеліоцитів капілярів і по периферії клітини. Ядра клітин мали неправильну форму. Конденсований хроматин в основному був орієнтований по периферії ядра, утворював нерівномірної товщини смужку з грубих конгломератів, проміжки між якими заповнював дифузний хроматин. Дифузний хроматин також заповнював площу ядра, що залишилася. На відміну від конденсованого хроматину він містив велику кількість фрагментів з пікнозом і відрізнявся практично повною відсутністю перихроматинових гранул. Виявлено помірне розширення ядерних пор перинуклеарного простору. У цитоплазмі ендотеліоцитів відзначено зменшення кількості органел. Визначено численні дрібні й великі окремі мітохондрії, у яких виявлено часткове осередкове руйнування крист. Виявлено розширені цистерни ендоплазматичного ретикулума. Матрикс їх був електронно-прозорим, а вміст рибосом, як вільно розташованих, так і пов’язаних з ендоплазматичним ретикулумом, зменшений. У цитоплазмі ендотеліоцитів виявлені одиничні вакуол різного діаметра. В окремих місцях плазмолеми, звернених у просвіт капіляра, виявлено ділянки з виростами у вигляді ворсинок.

У нейроцитах після ГТ особливих змін не виявлено. Більшість мітохондрій зберігали цілісність зовнішньої мембрани, але містили кристи з нечіткими контурами. Цистерни апарата Гольджі були сплощені та компактно розташовані близько до ядерної оболонки. В ендоплазматичному ретикулумі було виявлене помірне розширення цистерн. У цитоплазмі визначен поодинокі лізосоми, які були орієнтовані поблизу каріолеми. У ядр конденсований хроматин був дифузно розподілений по всій площині й формував пухкі скупчення поблизу каріолеми. Частина його у вигляді окремих глибок невеликого розміру була розкидана по всій площі ядра. Простір, вільний від конденсованого хроматину, було заповнено дифузним хроматином, що чергувався з ділянками невеликих осередків пікнозу. Виявлено незначне й рівномірне розширення перинуклеарного простору інезначне розширення ядерних пор, які визначалися у проекції цистерн апарата Гольджі. Коли тварин виводили з експерименту відразу після закінчення ГТ, то в окремих нейроцитах у мітохондріях були зруйнован кристи і внутрішня мембрана, що надавало їм вигляд вакуоль. У ядрі хроматин був організований у глибки, які безсистемно розташовувалися по внутрішньому контуру ядра.

На помірну гідратацію вказували зміни стереометричних характеристик щільності розподілу нейроцитів у корі великих півкуль головного мозку тварин після ГТ. Установлено збільшення стереометричного сумарного об’єму сумарної площі, займаної нейроцитами, до (14,36±0,61) у. о.3 (15,12±0,61) у. о.2 при контрольних показниках (13,81±0,54) у. о.3 (14,88± 0,48) у. о.2 відповідно. Стереометричний індекс був помірно знижений – з 1,08±0,04 у контрольних тварин до 1,07±0,04 після ГТ.

Страницы: 1, 2