КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Герасимов Ігор Григорович

УДК 612.014.4-52

МЕХАНІЗМИ ТА МОДЕЛІ РЕГУЛЮВАННЯ

ФУНКЦІОНАЛЬНИИХ СТАНІВ ОРГАНІЗМУ ЖІНОК

ПРИ ДІЇ ЕНДОГЕНННИХ ТА ЕКЗОГЕНННИХ ФАКТОРІВ

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

Київ – 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в НДІ медичних проблем сім'ї

Донецького медичного університету ім. М. Горького

Міністерства охорони здоров'я України

Науковий консультант:

доктор біологічних наук, професор

Лях Юрій Єремійович,

Донецький медичний університет імені М. Горького,

завідувач кафедри медичної інформатики, біофізики

з курсом медичної апаратури

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор

Горго Юрій Павлович,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

завідувач лабораторії фізіологічної кібернетики та психофізіології

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Кальніш Валентин Володимирович,

Українська військово-медична академія МО України,

професор кафедри авіаційної, морської медицини і психофізіології

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Ільїн Володимир Миколайович,

Інститут фізіології імені О. О. Богомольця,

ведучий науковий співробітник

Провідна установа

Інститут геронтології АМН України, м. Київ

Захист відбудеться "27" січня 2003 р. о 14.00 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного

університету імені Тараса Шевченка (м. Київ, пр. акад. Глушкова, 2,

біологічний факультет)

Поштова адреса: 0133, Київ-33, вул. Володимирська, 64, біологічний факультет

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Київського національного

університету імені Тараса Шевченка (01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 58)

Автореферат розісланий 17 грудня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 О.В. Цимбалюк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В сучасному суспільстві людина підлягає впливу різноманітних зовнішніх (екзогенних) факторів, що були відсутні ще невеликий час тому (Горго Ю.П., 1999). Це забруднення зовнішнього середовища, радіація, величезний потік інформації, різноманітні стресорні впливи та інше, субмаксимальні та максимальні навантаження, що відбуваються, наприклад, в процесі трудової діяльності в екстремальних умовах і досягненні рекордних спортивних результатів. Під дією цих факторів організм людини може втрачати деякі функціональні можливості, що були йому присутні. Часто потрібно допомогти організму людини досягти адаптації в нових умовах діяльності, або відновити втрачені в процесі діяльності функції (Коробейніков Г.В., 1995). В той же час зміна функціонування організму під впливом екзогенних факторів є суто індивідуальною (Судаков К.В., 1996). За індивідуальні реакції організму на вплив відповідають специфічні механізми, які на відміну від неспецифічних, що залежать від характеристик впливу, цілком визначаються наявним рівнем функціонування організму. Щоб скорегувати функціональний стан організму людини відповідно новим умовам, потрібне його індивідуальне регулювання. Це передбачає необхідність оцінки функціонального стану організму людини.

Локальний зовнішній знижений тиск – тиск нижчий за атмосферний – екзогенний вплив, механізм дії якого достатньо зрозумілий і величину якого можна регулювати відповідно індивідуальної реакції організму на його дію. Тому знижений тиск доцільно використовувати у якості екзогенного фактору заради поліпшення функціонального стану організму людини. У той же час менструальний цикл жінок – є ендогенним фізіологічним фактором, що впливає на функціональний стан жіночого організму, та його доцільно використовувати у якості контролю функціональних станів організму при дії екзогенних факторів. У той же час деякі механізми саморегулювання організму жінок в динаміці менструального циклу та при впливі зниженого тиску залишаються невідомі. Крім того, наявні інтегральні показники, які дозволяють коректно оцінювати функціональні стани при дії ендогенних та екзогенних факторів, не є індивідуальними. В індивідуалізації спрямованого регулювання функціонального стану на підставі його оцінювання й виявлення неспецифічних і специфічних ме6ханізмів саморегуляції і полягає актуальність роботи.

Зв'язок роботи з науковими, програмами, планами, темами. Основні результати роботи одержані при виконанні науково-дослідних робіт за завданнями Міністерства охорони здоров'я України, що виконувались в Українському державному центрі діагностики та реабілітації репродуктивної функції людини: "Створення приладів, що автоматично регулюються, та засобів для індивідуального лікування та реабілітації людини (на прикладі камери зональної декомпресії, що застосовується в реабілітаційної терапії людини, яка страждає порушенням репродуктивної функції)" (1994 - 1996 рр., N 0194U019070) та "Дослідження впливу фізичних засобів (на прикладі локального зниженого тиску), що застосовуються в реабілітаційній терапії людини, яка страждає порушенням репродуктивної функції" (1995 - 1997 рр., N 0193U040213), а у НДІ медичних проблем сім'ї ДонДМУ ім. М. Горького: "Вивчення впливу магнітних полів, що використовуються в терапії, на організм людини, (на прикладі лікування жіночого безпліддя запального генезу)" (1999-2001 рр., № 0196U016243) та "Індивідуальне лікування та реабілітаційна терапія людини, яка страждає порушенням репродуктивної функції, шляхом створення пристроїв та засобів, що автоматично регулюються" (2000 - 2002 рр., № 0100U000030).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було вивчення механізмів саморегулювання під дією ендогенних та екзогенних факторів й оцінювання функціональних станів заради розробки на цій підставі моделі системи, що надасть можливість індивідуального (з урахуванням вихідного стану людини) спрямованого на поліпшення регулювання функціонального стану організму на прикладі жінок і з використанням зниженого тиску в якості регуляторного впливу. Відповідно з метою вирішували такі основні задачі:

- охарактеризувати особливості функціонування організму жінок при ендогенних впливах в динаміці менструального циклу заради оцінювання функціональних станів та встановлення закономірностей саморегуляції;

- виявити закономірності та особливості реакцій організму, які відповідають на вплив зниженого тиску, та встановити залежності адаптаційних реакцій від вихідного функціонального стану;

- визначити найважливіші регуляторні параметри організму при екзогенних впливах та індивідуалізувати параметри впливу зниженого тиску;

- розробити критерій, який доцільно використовувати заради інтегральної оцінки якості зміни функціональних станів організму людини, а також узагальнюючий параметр, що дозволяє характеризувати індивідуальні функціональні стани;

- з використанням даних, що отримані при визначені динаміки функціонального стану організму жінок, що підлягали впливу зниженого тиску, розробити модель системи регулювання функціонального стану організму людини.

Об'єктом дослідження є функціональний стан організму жінок репродуктивного віку в нормальному менструальному циклі та під впливом зовнішнього локального зниженого тиску.

Предметом дослідження є саморегуляторні індивідуальні механізми, що реалізуються в нормальному менструальному циклі та під впливом зниженого тиску.

Методи дослідження. Аналізувались та узагальнювались сучасні літературні дані стосовно до проблеми, що вивчалася; використовувалися методи дослідження біохімічних, цитологічних та фізико-хімічних показників крові, а також показників гемодинаміки та дихання; визначалися характеристики функціонального стану організму за інформаційними та термодинамічними критеріями; використовувались методи математичної статистики, кореляційного та регресійного аналізів.

Наукова новизна одержаних результатів визначається тим, що вперше вивчено функціональний стан організму людини під дією ендогенних та екзогенних факторів у їх взаємозв'язку; розроблено ентропійний еквівалент – інтегральний критерій оцінки функціонального стану організму людини – та індекс регулювання серцево-судинної системи – параметр, який характеризує індивідуальний функціональний стан, а також показана можливість їх застосування; вперше доказаний розвиток фізіологічних функціональних станів із зниженим постачанням киснем та зменшеним рН крові в динаміці нормального менструального циклу жінок та при дії зниженого тиску; вперше при впливі зниженого тиску виявлені пускові специфічні і неспецифічні механізми саморегуляції функціонального стану, які завдяки розвитку компенсаторних реакцій призводять до його поліпшення; на прикладі жінок розроблено модель системи індивідуального спрямованого регулювання функціонального стану за допомогою зниженого тиску, що надає можливість поліпшення функціонального стану організму людини.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне застосування результатів роботи полягає: в можливості поліпшення функціонального стану організму людини на підставі розробленої моделі його індивідуального спрямованого регулювання за допомогою зниженого тиску; у використанні ентропійного еквіваленту заради інтегральної оцінки функціональних станів організму та індексу регулювання серцево-судинної системи, який характеризує індивідуальний функціональний стан. Розроблені методичні рекомендації застосування зниженого тиску для реабілітаційної терапії і методики індивідуального призначення режимів і корекції величини розрідження по відповідній реакції організму на вплив: Методичні рекомендації "Застосування локального зниженого тиску в лікуванні трубної безплідності", Київ, 1996 (протоколи N 7 від 31.07.96, N 10 від 29.10.97 засідання президії Комітету з нової медичної техніці Міністерства охорони здоров'я України), "Методика індивідуального призначення і коригування режимів впливу при реабілітаційній терапії захворювань органів малого тазу і черевної порожнини локальним зниженим тиском" (протокол N 2 від 28.03.97 Науково-практичного семінару Українського державного центру діагностики та реабілітації репродуктивної функції людини). Розроблено і випробувано алгоритм автоматичного регулювання функціонального стану за допомогою зниженого тиску, який може бути реалізований в відповідних адаптивних пристроях. Використання моделі індивідуального спрямованого регулювання функціонального стану організму людини при лікуванні гінекологічних, дерматологічних, травматологічних, інфекційних та інших захворювань дозволило зменшити терміни перебування хворих у стаціонарі на 3 – 15 днів, поліпшити ефективність лікування на 20 %, зменшити частоту проявлення патологічних синдромів на 10 %, про що надані 5 відповідних актів про провадження.

Теоретичне значимість роботи полягає: у розробці в галузі фізіології, зокрема, фізіологічної кібернетики, моделі системи індивідуального спрямованого регулювання функціонального стану організму людини (на прикладі жінок репродуктивного віку) за допомогою зниженого тиску, що призводить до поліпшення; у розробці заради інтегральної оцінки функціональних станів ентропійного еквіваленту, що введений із застосуванням положень термодинаміки нерівноважних процесів, а також індексу регулювання серцево-судинної системи, що дозволяє оцінювати індивідуальний функціональний стан організму людини; у встановленні механізмів розвитку фізіологічних станів із зниженим постачанням киснем та зменшеним рН крові в менструальному циклі жінок і пускових механізмів, що призводять до таких станів при впливі зниженого тиску, а також відповідних компенсаторних механізмів; у виявленні індивідуальних особливостей відповідних реакцій організму людини при дії зниженого тиску, параметрів цих реакцій та встановленні вкладів неспецифічних і специфічних механізмів.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок автора полягає в постановці цілі та формуванні завдань дослідження; виборі методичних підходів до рішення поставлених задач та засобів їх реалізації; встановленні механізмів саморегулювання функціонального стану в менструальному циклі жінок та при зниженому тиску; виявленні індивідуальних реакцій організму при зниженому тиску та параметрів для їх оцінки; розробці підходу до оцінки функціонального стану організму на підставі теорії термодинаміки нерівноважних процесів; вияві неспецифічних та специфічних механізмів саморегулювання функціонального стану при зниженому тиску та розробці на їх підставі алгоритму спрямованого регулювання функціонального стану організму людини за допомогою зниженого тиску.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи апробовані на Науково-практичній конференції "Функціональні методи дослідження в акушерстві і гінекології" (Донецьк, 1994), II і III із міжнародною участю Всеросійських конференціях "Молекулярні і клітинні основи кислотно-лужного і температурного гомеостазу" (Сиктивкар, 1994, 1997), Української науково-практичної конференції "Метагігієна-94: Застосування математичних методів і обчислювальної техніки в медико-гігієнічних дослідженнях" (Київ, 1994), Всеукраїнської науково-практичної конференції з міжнародною участю "Актуальні питання гігієни праці, профпатології і медичного забезпечення трудящих промислових підприємств на сучасному етапі розвитку господарського комплексу Донбасу" (Донецьк, 1995), Міжнародному конгресі "Ендометріоз" (Москва, 1996), Науково-практичної конференції "Актуальні питання дерматовенерології" (Дніпропетровськ-Хмельницький, 1996), Науково-практичної конференції "Сучасні аспекти діагностики і лікування марного шлюбу" (Вороніж, 1997), I Міжнародному симпозіумі з проблем авіаційної і космічної медицини "Україна - Росія - AGARD/NATO" (Київ, 1997), III Міжнародному конгресі "Імунореабілітація і реабілітація в медицині" (Эйлат, 1997), на Міжнародній конференції “Гіпоксія в медицині” (Москва, 1998), Пленумі ортопедів-травматологів України (Одеса, 1998), конференції “Медичні додатки математичних та інженерних наук” (Харків, 1998), XVI Конгресі акушерів-гінекологів (Вашингтон, 2000), II Конгресі Української асоціації спеціалістів УЗД в перинатології та гінекології (Харків, 2000), XI з'їзді акушерів-гінекологів України (Київ, 2000).

Публікації. Основні результати досліджень, що містяться в дисертації, опубліковані в 30-ти статтях в наукових журналах, 4-х збірках наукових праць та у виді 2-х депонованих рукописів, а також у 14-ти повідомленнях в збірках матеріалів та тез конференцій, пленумів і конгресів. Одержано 6 патентів України та 1 патент Росії.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел (всього 343) та додатків. Робота викладена на 321 сторінках машинописного тексту, містить 20 таблиць і 39 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження

Досліджували жінок (усього 283) репродуктивного віку (20 - 40 років) із нормальним менструальним циклом.

Виходячи з поставлених задач, була розроблена методологія дослідження, яка полягала у вимірюванні показників, що відбивають функціональний стан (ФС) організму в нормальному менструальному циклі (МЦ) жінок й оцінюванні ФС у цьому процесі, що було контролем при вивченні останнього під впливом зниженого тиску (ЗТ) та у вивченні й оцінюванні ФС організму жінок при ЗТ, що з'явилося експериментальною основою для розробки фізіологічно обумовленої системи індивідуального спрямованого регулювання ФС організму людини за допомогою ЗТ (рис. 1).

Знижений тиск створювали за допомогою камери зональної декомпресії (Україна). Впливу ЗТ піддавали колову зону, обмежену знизу верхньою третиною стегон, зверху - нижнім краєм реберних дуг. Тривалість ЗТ складала 20 хв. протягом 20 днів щодня окрім суботи та неділі. Застосовували два базових режиму ЗТ - переривчастий (ПрЗТ) з інтегральною величиною навантаження G = 2,66 кПас та постійний ЗТ (ПЗТ) із G = 11,5 кПас та 8 опорних (субмаксимальних) режимів (G = 1,807 - 14,430 кПас), поставлених у відповідність з потужністю велоергометрії (N = 60 - 140 Вт). Для визначення величини навантаження ЗТ проводили велоергометрію на велоергометрі "РИТМ ВЕ-05". Для визначення показників гемодинаміки та газообміну використовували прилади "Салют", "PMS", "ТСМ 2",. "Р4-02" з приставкою "Н-338", "Метатест-1", температуру дільниць тіла вимірювали електротермометром "ИТ-1", а рH крові - на pH-метрі "OP-212".

В крові за відомими методиками та з використанням комерційних наборів реактивів по відомих методиках на апаратах "JT", "VCS", "СФ-46", "Progress Peus", "Helena", "ЛЮМАМ-Р3" вимірювали біохімічні та цитологічні показники крові.

Рис. 1. Схема дослідження функціонального стана організму жінок під дією зниженого тиску.

Математичну обробку результатів попереджувало нормування по тривалості МЦ у випадку вивчення динаміки показників в МЦ і/або по індивідуальним значенням у випадках МЦ та ЗТ. Математичне очікування та його довірливий інтервал із довірливою імовірністю P = 0,95 (р < 0,05) розраховували, використовуючи t-критерій Стьюдента після перевірки гіпотези про нормальний розподіл. Розраховували критерій згоди (2), проводили кореляційний та регресійний аналізи. Статистичну обробку здійснювали за допомогою пакетів "STADIA" або "STATISTICA for WINDOWS". Відносну інформаційну ентропію (h) розраховували по (Shannon C. E., 1948 ).

Розрахунок термодинамічних ентропійних величин проводили по запропонованим власним рівняння, які базуються на результатах кореляційного аналізу та рівнянні для термодинамічної ентропії в нерівноважних умовах (Пригожин І., 1985). З використанням кореляційної матриці розмірністю n (rіj - коефіцієнт кореляції між і-м та j-м показником серцево-судинної системи - частота серцевих скорочень, систолічний, діастолічний і пульсовий артеріальний тиск та робота серця, і j) вираховували ентропійний еквівалент за коефіцієнтами кореляцій (ЕЕr) або за відповідними їм рівнями значимості (ЕEp):

Результати досліджень та їх обговорення

Функціональні стани жінок протягом менструального циклу

Оскільки МЦ є фізіологічним і має відношення до всього організму досліджували ФС організму жінок саме у цьому процесі. Нормальний МЦ характеризується утворенням фолікулу в першій його половині (фолікулінова фаза, ФФ) та утилізацією вмісту яйцеклітини у другій половині (лютеїнова фаза, ЛФ) - процесів, що проявляються у виявлених достовірних змінах і тенденціях ряду показників. Зокрема, змінюється рівень білкового обміну, завдяки чому для сечовини спостерігається максимум (р < 0,005) в середині ФФ (7-й день МЦ) та тенденція до нього в середині ЛФ (21-й день МЦ). Для креатиніну тенденції протиспрямовані сечовині, в той час як вміст альбумінів та загального білку залишаються постійними. При цьому концентрація іонів калію, натрію та вміст загального кальцію досягають максимуму (р < 0,005) в середині та мінімуму в кінці ФФ, а в динаміці іонів кальцію виявлена лише тенденція до зменшення на початку ФФ. Тобто зміни загального кальцію можна віднести на рахунок його зв'язаної із білком форми, що свідчить про динаміку рівня білкового обміну в МЦ. З іншого боку, циклічність сечовини й протиспрямована щодо неї тенденція в зміні сечовою кислоти з мінімумами (р < 0,005) в ФФ і ЛФ може відбивати (особливо в ЛФ) динаміку обміну пуринів, продуктами катаболізму яких є сечовина та сечова кислота. Про зміну катаболізму піримідинів свідчить зростання активності аланінамінотрансферази на початку ФФ, оскільки аланін є проміжним продуктом їх розпаду. Про прискорення гідролізу нуклеїнових кислот може свідчити, зокрема, зміна активності лужної фосфатази, максимум якої спостерігається наприкінці ФФ. Імовірно, інтенсифікація діяльності цього ферменту може забезпечувати необхідну кількість нуклеотидів для синтезу ДНК яйцеклітини, що формується.

В середині ж ЛФ, коли утилізується вміст фолікулу, який не був запліднений, виявляється мінімум активності лужної фосфатази, що свідчить проти активації останнього на потреби катаболізму нуклеїнових кислот. При цьому пояснити динаміку естеразної (фосфатазної) активності, наприклад, зміною pH крові, не уявляється можливим, оскільки активність кислої фосфатази у крові й нейтрофілах постійна протягом всього МЦ. Встановлено, що кількість тромбоцитів має тенденцію до збільшення в кінці ФФ - початку ЛФ. Аналогічно змінюється вміст лейкоцитів та лімфоцитів, а зміна кількості інших формених елементів має лише тенденцію аналогічну щодо лімфоцитарної. Зменшення кількості лейкоцитів може визначати послаблення імунітету організму жінок в кінці ЛФ - на початку ФФ, проте зміну вмісту глобулінів так саме, як і ліпопротеїнів, не виявлено. При цьому є тенденція до збільшення наприкінці ФФ - початку ЛФ концентрації глюкози, тригліцеридів та холестерину, причому зміни останнього спроможні відбивати факт утворення із нього статевих стероїдів або його участі в формуванні клітинних мембран.

З іншого боку, у МЦ виявлена динаміка ряду показників, яку не вдається інтерпретувати з відомих позицій, зокрема пояснити крововтратою внаслідок менструальної кровотечі. Завдяки цьому була висловлена гіпотеза про розвиток в організмі жінок протягом МЦ стану із зниженим постачання кисню. З цим припущенням збігаються наступні експериментальні дані.

Вміст еритроцитів, концентрація гемоглобіну та показник гематокріту мають максимум в середині ФФ та тенденцію до збільшення в середині ЛФ. Динаміка еритроцитів може бути слідством реакції організму на крововтрату у результаті місячних кровотечі тільки в ФФ і, крім того, а також, безсумнівно в ЛФ - відбуватися з інших причин. Враховуючи постійність індексу розподілу еритроцитів, що відбиває співвідношення між "молодими" та "старими" формами, зміна вмісту еритроцитів не є слідством підсилення еритропоезу, а, мабуть результатом виходу клітин із депо. Концентрація гемоглобіну має піки в ФФ та ЛФ менструального циклу, і корелює із вмістом заліза. Концентрації загального та вільного білірубіну також збільшуються в серединах ФФ і ЛФ, причому у другого показника є лише тенденція. Концентрація кон'югованого білірубіну зростає від середини ФФ до середини ЛФ менструального циклу. Чимале зростання концентрації заліза та білірубіну при меншій зміні гемоглобіну, мабуть, пов'язане із інтенсифікацією обміну гемоглобіну при постійності або меншому збільшенні рівня обміну двох перших показників. Виявлене зростання концентрації церулоплазміну в ФФ може відбуватися по причині збільшення в цей період вмісту заліза, окислення якого каталізує фермент. Інтенсифікація обміну гемоглобіну безсумнівно є слідством порушення цілісності еритроцитів, що, певно, призводить до зростання сечовини в результаті виходу із клітин. Очевидно, збільшення концентрації іонів калію та натрію також відбувається по причині руйнування еритроцитів.

Від кінця ЛФ до початку ФФ вірогідно (р < 0,005) зростає активність аланінамінотрансферази, котра сприяє включенню амінокислот в ЦТК через піруват, місткість якого зменшується при нестачі кисню (Панин Л. Е., 1983). За нашими даними пік активності аланінамінотрансферази спостерігається раніше, ніж для еритроцитів, коли знижене постачання органів та тканин киснем (О2) ще не компенсовано збільшенням кількості еритроцитів. На користь того, що інтенсифікація включення амінокислот в ЦТК здійснюється в ФФ здебільше через піруват, служить постійність активності в МЦ аспартат- та глутаматамінотрансферази. Тенденція до мінімуму глюкози наприкінці ЛФ - початку ФФ співпадає з максимумом активності -амілази та аланінамінотрансферази, та, певно, з тієї ж причини, оскільки знижене надходження в органи та тканини О2 спроможне призводити до підвищення гліколізу, особливо анаеробного (Панін Л.Є., 1983). У цей же період мінімальний вміст фракції лактатдегідрогенази ЛДГ2 - ферменту аеробного гліколізу, тоді як змін інших фракцій ЛДГ та брутто-активності ферменту не виявлено. Отже, в середині ЛФ аеробний гліколіз в якійсь мірі поступається місцем анаеробному, який відіграє важливу роль в реакції організму на зниження постачання О2. Активність креатинфосфокінази зростає в середині ФФ, що підтверджує припущення про дефіцит О2 у першу її половину, оскільки такі зміни призводять до виділення енергії з креатинфосфату, виробництво якої іншими путями, мабуть, не забезпечує потреб організму. На витрати макроергу вказує також підвищення рівня креатиніну в кінці ФФ - початку ЛФ.

Температура поверхні тіла має максимум на початку ЛФ, після цього зменшується до кінця ЛФ та більш полого - до кінця ФФ. На початку ЛФ спостерігається збільшення температури тіла, після чого відбувається її зменшення до початку ФФ, коли базальна температура а залишається практично постійною. На підставі одержаних даних можливо зробити припущення, що, завдяки часткової переорієнтації в ЛФ гліколітичного окислення на глікогенолітичне, збільшується теплопродукція, знижується ресинтез АТФ, кислі продукти розпаду якої, забезпечують зменшення pH крові та викликають фізіологічний функціональний ацидоз. Справді, на початку ЛФ спостерігається поступове, а на початку ФФ - різке зменшення pH крові. Виявлені закономірності відбуваються, мабуть, по наступним причинам. Внаслідок утилізації продуктів розпаду яйцеклітини, що не була запліднена, її ДНК підлягає катаболізму. При цьому рівень обмінних процесів підвищується, що виявляється в зростанні, енерготрат та збільшенні споживання кисню (Das T. K., Jana H., 1991), які спостерігаються в ЛФ та призводить до розвитку первинного функціонального метаболічного зменшення постачання органам і тканинам киснем. Комплекс змін обумовлює накопичення кислот, сприятливих розпаду полінуклеотидів, зниженню ресинтезу АТФ та подальшої концентрації кислих продуктів в крові, слідством чого є функціональний метаболічний ацидоз. Зниження рН крові призводить до зменшення споріднення гемоглобіну до О2, що викликає розвиток вторинного функціонального зменшення постачання їм органів і тканин. Як виявилося, від початку ФФ збільшується pH крові, а значення показника максимальні наприкінці ФФ - початку ЛФ, що, певно відбиває процеси формування яйцеклітини. Зменшення pH в ЛФ призводить до зміщення рівноваги комплексу гемоглобін-кисень вбік дисоціації останнього, що є компенсаторною реакцією на гіпоксію (Хочачка П., Сомеро Д., 1988 ).

Спеціально показано, що pH крові більш значно зменшується з температурою, у порівнянні з температурною залежністю pH буферів (фосфатного, карбонатного), які входять до її складу. Отже, взаємовплив pH та температури на ферментативну активність може бути більш тонким механізмом регулювання рівня метаболізму та функціонального стану організму, ніж їх відокремлена дія.

Запропонований механізм розвитку функціональних станів із зниженим постачанням киснем органів і тканин та зменшеним рН крові підтверджено вивченням у менструальному циклі жінок окси- та карбоксигемоглобіну, а також молочної і піровіноградної кислот. Відносний вміст оксигемоглобіну мінімальний в середині МЦ, підвищується на початку лютеїнової фази, після чого знижується. Динаміка концентрації лактату протиспрямована, а пірувату - односпрямована вмісту оксигемоглобіну.

Аналіз динаміки показників, що відбивають характер розподілу та взаємозв'язку елементів (критерій згоди, інформаційна ентропія, коефіцієнти кореляцій та їх рівні значимості), розрахованих для систем кислої фосфатази нейтрофілів, форм лейкоцитів та клітин букального епітелію, дозволив визначити, що найбільше напруженість функціонального стану в менструальному циклі жінок має місце на середині ЛФ та на початку - середині ФФ, а менша по мірі напруженість - наприкінці ФФ - початку ЛФ. Одержані результати дали можливість охарактеризувати ФС в МЦ (таблиця 1).

Таблиця 1

Функціональний стан організму жінок протягом менструального циклу

Фаза менструального циклу | Підфаза менструального циклу | Функціональний стан (подія)

Лютеїнова

фаза | Початок | Первинні функціональні метаболічні зменшення рН та зниження постачання киснем органів і тканин

Середина | Компенсація первинного функціонального зниження постачання киснем органів і тканин (викид еритроцитів в кров), вторинне функціональне метаболічне зменшення рН

Кінець | Вторинне функціональне метаболічне зниження постачання киснем органів і тканин та подальший розвиток вторинного функціонального метаболічного зменшення рН

Фолікулінова

фаза | Початок | Компенсація функціонального зменшення рН (підсилення діурезу, менструальна кровотеча)

Середина | Компенсація функціонального зниження постачання киснем органів і тканин (викид еритроцитів в кров)

Кінець | Стан відносної компенсації

Функціональний стан організму при впливі зовнішнього зниженого тиску

Зовнішній локальний ЗТ використовували для регулювання ФС організму тому, що він добре регулюється за величиною навантаження, а первинний механізм його дії не викликає сумніву й полягає в перерозподілі крові. Внаслідок застосування зниженого тиску у переривчастому режимі (ПрЗТ) спостерігається зниження гематокріту, тоді як швидкість зсідання еритроцитів (ШЗЕ), вміст гемоглобіну та еритроцитів залишаються постійними, що спроможне відбуватися внаслідок зменшення об'єму останніх. Після застосування ЗТ у постійному режимі (ПЗТ) зменшуються гематокріт, вміст еритроцитів та збільшується ШЗЕ, а концентрація гемоглобіну не змінюється. Виявлені закономірності, мабуть, свідчать про руйнування еритроцитів в режимі ПЗТ. Одержані результати не суперечать літературним даним і зазначають на понад "жорсткий" вплив ПЗТ на клітини червоної крові у порівнянні з ПрЗТ. Мабуть, у відповідь на зменшення споживання кисню клітинами та тканинами та зниження pH крові під дією ЗТ, як при типовій стрес-реакції, змінюється проникливість мембран клітин, що може привести до руйнування останніх. Спочатку зменшується об'єм еритроцитів, що зв'язано зі зміною кислотно-лужного стану крові, а після цього - кількість, як це характерно на ранніх етапах гіпоксії та послідовно проявляється при ПрЗТ та ПЗТ. Вплив в обох режимах призводить до зменшення числа лейкоцитів, що супроводжується відносним зменшенням вмісту еозинофілів. Ці зміни також, мабуть, відбуваються внаслідок проявлення неспецифічної реакції на зниження pH крові та супроводжують початкову стадію стрес-реакції, яка характеризується лейкопенією та еозінопєнією і спроможна, на думку Г. Сельє (1977) розвиватися без включення гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової осі. Зміна кількості клітин крові є оборотною: не пізніше ніж через добу відбувається їх відновлення. Отже, вплив ЗТ активує систему рециркуляції еритроцитів та лейкоцитів, що спроможне сприятливо впливати на ФС організму.

Аналіз інформаційної ентропії (h) в системі лейкоцитів показав, що під дією ПрЗТ вона не змінюється, а при ПЗТ - знижується, що свідчить про зменшення напруження даної системи після дії ПЗТ. Одержаний результат підтверджує положення про більший ефект, що виявляє ЗТ в режимі ПЗТ у порівнянні з ПрЗТ. Крім того, після впливу ЗТ зменшуються коефіцієнти кореляції (r) між показниками та збільшується рівень значимості r (p). При цьому істотно, що всі виявлені зміни характеристик клітин крові (в тому числі для h), не переважають таких в динаміці нормального МЦ, тобто вплив ЗТ в режимах, що вивчались, є фізіологічним для організму жінок.

Дослідження вмісту карбоксигемоглобіну до та після ЗТ, а також в контролі, коли через той же час досліджували кров жінок, які не одержували ЗТ, показав, що показник, який вивчається, знаходиться у динаміці залежно від атмосферного тиску (Ратм). Наданий факт дозволив виявити значення Ратм = 101,4 кПа, при якому зміна рівня карбоксигемоглобіну не відбувається. Отже, відносно знайденої величини Pатм логічно задавати величину розрідження, що використано надалі за допомогою одержаного рівняння.

Вплив ПрЗТ призводить до вірогідного зменшення температури шкіри кисті та животу, але не інших дільниць поверхні тіла. Виявлені зміни безсумнівно є слідством гемодинамічних реакцій, що викликають зменшення периферичного кровообігу, звуженню судин шкіри та збільшенню тепловіддачі. Після ПЗТ температура, мабуть, релаксує швидше, ніж при ПрЗТ, та її зміни внаслідок додатку впливу виявити не вдалося. У той же час pО2 вірогідно (р < 0,005) підвищується практично одразу при ПрЗТ та, починаючи із 15 хв., при ЗТ, і досягає максимуму наприкінці впливу. Збільшення pО2, що спостерігається, свідчить про поліпшення ефективності забезпечення клітин та тканин О2. Збільшення pО2 може відбуватися внаслідок зміни температури, проте, як нами спеціально показано, останнім явищем можна пояснити не більш половини прибутку pО2, що спостерігається. Тому, зважаючи на принцип засобу визначення pО2, зроблено висновок про збільшення кількості та/або діаметру капілярів на дільниці виміру pО2. В цьому разі режим ПрЗТ, сприяючи як відтоку, так і притоку крові, повинен швидше, ніж ПЗТ, впливати на мікроциркуляторне русло, що проявляється в різному часі змін pО2, які виявляються. Крім того, у відповідь на дію ПЗТ компенсаторні реакції повинні бути більш виразними у порівнянні з ПрЗТ. Справді, приріст pО2 до 20 хв. у порівнянні з вихідною величиною в першому режимі більше, ніж у другому.

При ПрЗТ виявлена лише тенденція до збільшення частоти серцевих скорочень (ЧСС) на 10 хв. дії ЗТ, що може свідчити про компенсацію гемодинамічних зсувів, які виникають, а відсутність змін артеріального тиску (АТ) - про достатність такої компенсації. При ПЗТ компенсаторна реакція серцево-судинної системи на ЗТ проявляється вже на 5 хв. зростанням ЧСС та систолічний АТ (АТС), зміни яких на 10 хв. максимальні. До 15 хв. відбувається зростання діастолічного АТ (АТД), а ЧСС та АТС (тенденція) зменшуються. Припинення впливу призводить до зменшення ЧСС нижче вихідних значень, тоді як значення АТ повертаються до вихідних. Отже, наявність чи відсутність динаміки показників, що відбивають стан серцево-судинної системи, залежить від режиму та тривалості впливу ЗТ. Динаміка при ПЗТ показників, що обговорюються, та тенденція до зміни ЧСС при ПрЗТ свідчать про те, що перший режим призводить до більш істотних системних гемодинамічних реакцій, ніж другий. При цьому відсутність системних реакцій, не означає відсутність локальних. Так, показані різноспрямовані зміни тонусу судин у зоні впливу ЗТ та поза нею (Berdeaux A. et al., 1992). Отже, ЗТ викликає відповідні реакції, які обумовлені не тільки величиною розрідження та об'ємом області, що підлягає впливу, але й залежні від режиму (наприклад, визначаються частотою впливу).

Для аналізу стану серцево-судинної системи використали інтегральні показники: пульсовий АТ (АТП), та добутки ЧСС на АТП (Ап), АТД (Ад) й АТС (Ас). При цьому остання величина характеризує роботу серця (Robіnson B. F., 1967). Вплив ПрЗТ не призводить до зміни розрахункових величин, за винятком Ас, що зростає на 10 хв. При ПЗТ пульсовий АТ менш вихідного протягом всього впливу та по його закінченні вертається до початкової величини, Ап - зменшується (15 хв.) та залишається нижче вихідної величини після впливу, Ад - збільшується (5 та 10 хв.). Єдиним показником, що протягом всього впливу ПЗТ та по його завершенні вірогідно (р < 0,05) відрізняється від вихідної величини, є Ас, яка зростає під час додатка ЗТ і зменшується після нього. Отже, з врахуванням того, що зміни Ас виявлені також при ПрЗТ, використання наданого інтегрального показнику доцільно для оцінки стану серцево-судинної системи та ФС при впливі ЗТ. Динаміка АТП, Ап, Ад та Ас при ЗТ відбиває відповідну реакцію організму, забезпечуючи підтримку адекватного кровообігу в органах та тканинах, що при ЗТ визначається величиною та направленістю змін ударного об'єму та судинного опору (Levіne B. D. et al., 1991). Результати дослідження впливу ЗТ на показники гемодинаміки підтверджують положення, що режим ПЗТ є понад "жорстким" у порівнянні з ПрЗТ та вимагає більшої напруги механізмів регулювання стану серцево-судинної системи, що обумовлюють протягом всього впливу зростання Ас - показника, який відбиває роботу серця. Припинення дії навантаження призводить до його релаксації за рахунок зменшення ЧСС, що, на відміну від АТ, стає нижче вихідного значення.

При багаторазових (щоденних) впливах ПрЗТ та ПЗТ всі показники обміну речовин і характеристики клітин крові, що досліджувалися, знаходяться в межах фізіологічних значень та не відрізняються від них до впливу. Одержані результати свідчать про адекватність базових режимів впливу ФС організму жінок. Очевидно, що описані в літературі та виявлені нами зміни показників внаслідок впливу ЗТ носять оборотній характер та протягом доби відбувається їх відновлення до вихідних величин. При багаторазових впливах ПрЗТ гемодинамічні показники також знаходяться в межах фізіологічних значень, що свідчить про адекватність наданого режиму ЗТ функціональному стану системи кровообігу.

Оскільки, як ми встановили, реографічний індекс, амплітудно-частотний показник та об'ємна швидкість кровообігу (ОШК) при ЗТ змінюються в одному напрямку, далі мова буде йти тільки про ОШК. При ЗТ ударний і хвилинний об'єми крові та ОШК в усіх областях, що досліджувалися, до 5-го впливу зростають в 1,1 - 1,4 рази; між 10-м та 15-м впливами - показники центральної гемодинаміки вертаються до вихідних значень, а регіонарний кровообіг збільшується в 1,4 - 2,5 рази; до 20-го - значення всіх показників, що вивчались, у порівнянні з вихідними зростають в 1,4 - 2,4 рази. Виявлені зміни гемодинаміки спроможні відбивати характер кровообігу в менструальному циклі, коли від початку до середини ЛФ в різноманітних областях відбувається збільшення кровообігу (Zaіdі J., et al., 1995), з чим може бути частково пов'язана їх динаміка при ЗТ. Однак, багаторазові впливи зниженого тиску призводять до збільшення кровообігу внаслідок відповідної реакції організму на перерозподіл крові, що відбувається при ЗТ, оскільки зміни спостерігаються також в фолікулінові фазу МЦ. Крім того має місце факт зміни кровообігу в одному напрямку у зоні впливу та поза нею, незважаючи на локальне застосування зниженого тиску, що зазначає наявність системної судинної реакції. Фізико-механічні зміни у зоні застосування ЗТ обумовлені зміною внутрішньотканинного тиску та тиску навколо сегменту тіла, що підлягає впливу. Внаслідок цього відбувається ряд локальних та системних послідовних реакцій, які призводять до зміни об'єму крові, що циркулює (ОЦК), показники гемодинаміки (зменшення локального та системного АТ, розвиток системного вазоспазму та зменшення локальних перфузійного тиску, кровонаповнення, венозного тиску, ОШК) та саморегулюванню функціонального стану, що відображено на рисунку 2.

Рис. 2. Саморегулювання функцiонального стану при зниженому тиску

Локальне збільшення об'єму та тонусу судин при ЗТ не компенсує зменшення системних ОЦК і АТ. Внаслідок цього зменшується кількість О2, що доставляється в органи та тканини, його споживання міокардом і розвивається гіпоксія, коли не адекватно збільшенню ОЦК знижується загальний периферійний опір (Малкін В. Б., 1979). Справді, при ЗТ спостерігаються ознаки, які характерні для гіпоксії: зменшення в крові кількості еритроцитів, споживання О2, а також зменшення pH крові. Оскільки ці зміни не перевищують такі в динаміці МЦ жінок, стани із зниженим постачанням киснем органів і тканин та зменшеним рН крові є фізіологічною відповіддю організму жінок на вплив ЗТ. Ці явища взаємозв'язані, передують або успадковують одне одному, призводять до гіпоксії та ацидозу, або сприяють адаптації (Kolсhіnskaya A. Z., 1993). Послідовна діяльність та взаємозв'язок подій розвитку та компенсації цих станів (саморегуляція) приведена на рисунку 3. Ключовою ланкою в компенсації субоксії є накопичування 2,3-діглицерофосфата (2,3-ДГФ), вміст якого при гіпоксії підвищується (Малкін В. Б., Гипенрейтер C. Б., 1991).

Нами спеціально показано, що в результаті дії ЗТ вірогідно (р < 0,05), але в фізіологічних межах, зменшується pH крові та концентрація глюкози в ній та в еритроцитах. Отримані результати свідчать у підтримку запропонованого механізму дії ЗТ.

Рис. 3. Схема механiзмів саморегуляції при зниженому тиску

Аналіз та узагальнення результатів дослідження

Індивідуальні механізми саморегулювання при зниженому тиску та

особливості управління функціональним станом організму жінок

Індивідуальний функціональний стан відносно до серцево-судинної системи охарактеризовано індексом регулювання, який отриманий на підставі проведеного аналізу літературних (Арінчин Н.І., 1978) та власних даних. Він дорівнює IР = ХОК/НХОК, де ХОК - хвилинний об'єм крові, НХОК - належний ХОК. Коефіцієнти кореляції між показниками серцево-судинної системи та IР в динаміці впливу ПрЗТ практично для всіх показників, що досліджувалися, досягають абсолютного максимуму до 10 -15 хв., повертаючись до вихідних значень до 20 хв. впливу. Як виявилося, від IР залежать величина відповідної реакції серцево-судинної системи на вплив та механізм підтримки адекватного кровообігу, що реалізується, оскільки для показників, які визначаються здебільше серцевими механізмами регулювання (ЧСС, ХОК), r > 0, а здебільше судинними (АТ) - r < 0. Характер зміни r, що спостерігається, обумовлений, мабуть, тим,