МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ`Я УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. М. ГОРЬКОГО

Маракушин Дмитро Ігорович

УДК: 612.0.14.031:614.875]:796/799

вплив фізичних навантажень на стійкість до електромагнітного випромінювання та емоційного стресу

14.03.03 - нормальна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Донецьк - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському державному медичному університеті МОЗ України.

Науковий керівник:

Доктор медичних наук, професор Самохвалов Валерій Гаврилович, Харківський державний медичний університет, завідувач кафедри нормальної фізіології.

Офіційні опоненти:

Доктор біологічних наук, професор Лях Юрий Єремійович, Донецький державний медичний університет ім. М. Горького, завідувач кафедри медичної інформатики, біофізики з курсом медичної апаратури;

Доктор медичних наук, професор Соколовський Валентин Степанович, Одеський державний медичний університет ім. М.І. Пирогова, завідувач кафедри спортивної медицини і валеології.

Провідна установа:

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця, відділ по вивченню гіпоксичних станів, НАН України, м. Київ.

Захист відбудеться “26” квітня__ 2000 року о 1100 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.600.01 в Донецькому державному медичному університеті ім. М. Горького (83003, м. Донецьк, пр. Ілліча, 16).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донецького державного медичного університету ім. М. Горького (83003, м. Донецьк, пр. Ілліча, 16).

Автореферат розісланий “22” березня 2000 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради І.І. Солдак

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У сучасних умовах проблема стійкості до емоційного стресу, незважаючи на широке вивчення як в нашій країні, так і за рубежем, є надзвичайно актуальною. Це зумовлене тим, що інтенсивні і тривалі стрес-реакції є основою виникнення і розвитку таких захворювань, як інфаркт міокарду, ішемічна хвороба серця, гіпертонічна хвороба, судинні захворювання головного мозку, виразкова хвороба шлунку і дванадцятипалої кишки та інш. (М.Г. Айрапетянц, А.М Вейн, 1982; П.К. Анохин, 1965; А.В. Вальдман, 1987; Ф.П. Ведяев, 1992; Ф.З. Меерсон, 1981; С.С. Перцов, 1995; В.Г. Самохвалов, Н.Г. Сергиенко, 1993; П.В. Симонов, 1981, 1987; К.В. Судаков, 1981, 1991, 1998; Б.М. Федоров, 1991, 1997; М.М. Хананашвили, 1998; M.Biondi, A. Picardi, 1999; C.V. Dayas, K.M. Buller, 1999; T. Kizaki et al., 1996; M. Tanaka, 1999, S. Zorzet et al., 1998). Особливо несприятливими є ситуації, що характеризуються сумацією окремих негативних емоційних реакцій і формуванням тривалих негативних емоційних станів. Серед них виділяються своєю поширеністю та глибиною переживання випадки, пов'язані з очікуванням багатозначних подій, які є усвідомленою загрозою життю, соціальному стану, здоров'ю, благополуччю рідних і близьких та інш. (В.Г. Самохвалов, 1993).

Нарівні із соціальними чинниками, що сприяють виникненню нейрогенних поразок різних систем організму, сучасна людина зазнає впливу різних фізичних чинників навколишнього середовища. Серед них все більше поширення і значущість набувають еволюційно незвичні впливи на живі організми низькоінтенсивних електромагнітних полів радіочастот (Л.Г. Гассанов і співавт., 1989; Ю.Г. Григорьев, 1996; Н.Д. Девятков і співавт., 1991; Е.И. Нефедов і співавт., 1995; W.R. Adey, 1993; M.G. Morgan et al., 1990; M. Nakagawa, 1996). Електромагнітні випромінювання (ЕМВ) радіочастотного діапазону різної інтенсивності, тривалості, режиму генерації, пов'язані із широким впровадженням найрізноманітнійших джерел електромагнітної енергії в промисловості, радіо і телебаченні, науці і техніці, у побуті, стала новим вагомим чинником впливу навколишнього середовища на людину та тварин (М.П. Воронцов, 1991; Н.Ф. Измеров, А.А. Каспаров, 1987; Э.Ш. Исмаилов, 1987; Ю.Д. Думанский, 1989; Н.Г. Никитина, 1998; F. Gamberale, 1990; B. Martin, 1995; B.W. Wilson et al., 1992; M.G. Yost, 1993).

Накопичується все більша кількість робіт, що свідчать про несприятливий вплив електромагнітних полів радіочастотного діапазону на функціональний стан серцево-судинної, нервової, ендокринної, імунної та інш. систем організму (Ю.Д. Думанский і співавт., 1999; В.Ф. Катков і співавт., 1995; С.В. Колесников, Б.А. Чухина, 1987; Ю.А. Холодов, 1994; K.A. Jenrow, X. Zhang, W.E. Renehan, 1998; J. Juutilainen, R. Seze, 1998; M.L. Picazo, 1994; M. Savitz, 1993). Вже визначені відносно постійні симптоми хронічного впливу ЕМВ на людину: головні болі, безсоння, депресія, ослаблення імунних реакцій (зокрема зниження стійкості до інфекцій), збільшення частоти виникнення новоутворень, зниження працездатності, підвищена стомлюваність та інш. (А.М. Сердюк і співавт., 1993; Ю.А. Холодов, 1994; W.R. Adey, 1993; J. Cann, 1998; В. Goodman et al., 1995; Е. Moulder, K.R. Foster, 1995; L. Tremblay, 1996).

У той же час умови сучасного життя потребують від людини високої працездатності і такої ж високої індивідуальної стійкості до дії несприятливих чинників навколишнього середовища. Одним із засобів підвищення адаптаційних можливостей організму до дії як емоційного стресу, так і нових екологічно несприятливих чинників є використання фізичних вправ (Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; Ю.А. Перевощиков, 1996; К.В. Судаков, Е.А. Юматов, 1991; Д.Ф. Чеботарев, 1995; I. Jonsdottir, P. Hoffmann, P. Thoren, 1997; G. Tharp, C. Wagner, 1982).

Вивченню впливу м'язових навантажень на стійкість до емоційного стресу присвячена значна кількість досліджень, проте висновки зроблені неоднозначні, що пов'язано як з різними адаптаційними можливостями організму до фізичних навантажень, так і з різними початковими варіантами стійкості до емоційного стресу. Відомості про вплив фізичних навантажень на розвиток адаптації до дії низькоінтенсивних електромагнітних випромінювань радіочастотного діапазону в літературі висвітлено край недостатньо.

Враховуючи вищевикладене, вивчення впливу фізичних навантажень на стан адаптації до несприятливої дії емоційного стресу і електромагнітного випромінювання має важливе теоретичне та практичне значення.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана у відповідності з планом наукових досліджень Харківського державного медичного університету і є фрагментом комплексної наукової теми кафедри нормальної фізіології “Механізми стійкості до емоціонального стресу” (№ державної реєстрації – 0198U002616).

Мета дослідження: Оцінка впливу фізичних навантажень різної інтенсивності і тривалості на формування адаптаційних реакцій до дії емоційного стресу і низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону.

Основні задачі дослідження:

1. Оцінити комплекс вегетативних, імунологічних та поведінкових реакцій, що виникають під впливом емоційного стресу і електромагнітного випромінювання в умовах фізичних навантажень різної інтенсивності та тривалості.

2. Визначити можливі індивідуально-типологічні варіанти біологічного відгуку на дію електромагнітного випромінювання, емоційного стресу і динамічних фізичних навантажень.

3. Виявити особливості вегетативних, поведінкових компонентів адаптації, а також реакцій імунної системи і стану фізичної працездатності в різних комбінаціях чинників, що вивчаються.

4. Накреслити на основі отриманих результатів можливі шляхи підвищення індивідуальної стійкості до емоційного стресу і електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону.

Наукова новизна одержаних результатів. Досліджені найбільш типові варіанти вегетативних, імунних і поведінкових компонентів стійкості до негативних чинників оточуючого середовища електромагнітної і стресорної природи в межах однієї популяції тварин (щури популяції Вістар). Встановлено, що показником високої стійкості до емоційного стресу і електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону є формування стійких міжсистемних взаємовідносин, що виявляється узгодженими односпрямованими змінами частотних показників діяльності серця та дихання, ефективним використанням тваринами педалі, яка вимикає електрошкіряний вплив, швидким розвитком адаптації до стандартного фізичного навантаження, ефективною реакцією імунної системи на введення стороннього агенту, стійкою структурою кореляційних зв'язків між цими показниками. Показником низької стійкості до дії даних чинників є виникнення дезінтеграції міжсистемних взаємовідносин в організмі, що виявляється розладом частотних показників кардіореспіраторної системи, появою неврозоподібного стану, який характеризується комплексом сомато-вегетативних порушень, зменшенням кількості тварин, що використовують натиснення педалі, яка вимикає електрошкіряне роздратування, зниженням ефективності імунних реакцій, зниженням фізичної працездатності, зменшенням сили кореляційних зв'язків між даними показниками. Встановлено, що стійкість до емоційного стресу і електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону залежить від індивідуально-типологічних особливостей тварин. При цьому показано, що перевага процесів збудження або гальмування в ЦНС є чинником ризику виникнення порушень міжсистемних взаємовідносин і зниження загальної стійкості організму до вказаних впливів, а урівноваженість збудливих і гальмових процесів є сприятливим чинником, який забезпечує більш високу стійкість як до стресорних впливів, так і до електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону.

Показано, що індивідуально дозовані фізичні навантаження підвищують ефективність адаптаційних реакцій, збільшують міру сполучення функцінування систем, які вивчаються, внаслідок чого підвищується стійкість організму як до емоційного стресу, так і до електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень доповнюють і розширюють існуючі уявлення про механізми адаптації цілого організму до чинників оточуючого середовища електромагнітної природи, до емоційного стресу і фізичних навантажень. Отримані нові дані, які відображують особливості регулювання серцевої і дихальної діяльності, функціональної активності імунної системи при дії на організм емоційного стресу і електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону в умовах фізичних навантажень різної інтенсивності і тривалості, які можуть бути корисними фахівцям з екології, військової медицини, фахівцям клінічної і спортивної медицини, фізіологам, патофізіологам при розробці нових патогенетично обгрунтованих тренувальних програм, можуть використовуватися для профілактики стресорних пошкоджень і несприятливої дії електромагнітних випромінювань.

Отримані дані впроваджені в навчальний процес на кафедрі нормальної фізіології Івано-Франківської державної медичної академії, на кафедрі нормальної фізіології Полтавської медичної стоматологічної академії, на кафедрі нормальної фізіології Тернопільської державної медичної академії, на кафедрі нормальної та патологічної фізіології Дніпропетровської державної медичної академії у відповідних учбових курсах.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно провів патентно-інформаційний пошук, аналіз наукової літератури за даною темою, здійснив весь обсяг експериментальних досліджень, провів статистичну обробку і аналіз отриманих результатів. В дисертації не використані ідеї, що належать співавторам наукових праць.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертації викладались і обговорювались на засіданнях Харківського наукового товариства фізіологів (1995-1997), підсумкових наукових конференціях молодих вчених і співробітників ХДМУ (1995-1998), засіданні співробітників кафедри нормальної фізіології ХДМУ (1998), XV з'їзді Українського фізіологічного товариства (м. Донецьк, 1998).

Публікації. Результати дисертації опубліковані у 8 друкованих працях, з них 6 статей в наукових журналах (три самостійно), 2 - у вигляді тез з`їзду.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 143 сторінках друкованого тексту, складається з вступу, 4 розділів, висновків і списку використаної літератури, який містить 245 джерел вітчизняної та зарубіжної літератури. Робота ілюстрована 59 таблицями і 23 малюнками.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження виконано на 324 щурах-самцях популяції Вістар масою 220-250 г в умовах відносно вільної поведінки. В експерименті проведено 6 серій спостереження. Дослідження стандартного комплексу показників проводили: 1 - в початковому стані, 2 - в умовах фізичних навантажень різної інтенсивності і тривалості, 3 - при ізольованому стресорному впливі за програмою “стресу очікування”, 4 - при ізольованому впливі ЕМВ СМ діапазону нетеплової потужності, 5 - при стресорному впливі після фізичних навантажень різної інтенсивності і тривалості, 6 - при впливі ЕМВ СМ після фізичних навантажень різної інтенсивності та тривалості.

Комплекс показників, що вивчаються, включав оцінку: поведінкових реакцій (характер рухових реакцій, ефективність використання педалі, що вимикає електрошкіряне роздратування), вегетативних зсувів (діяльність серця та дихання, узгодженість їх реакцій), імунологічних реакцій (селезінковий індекс (СІ), кількість гемолізінпродуцюючих ядровмісних клітин (КЯВК), кількість літичних концентрацій (КЛК) - як показник гемолізінпродуцюючої здатності лімфоцитів селезінки), стан фізичної працездатності (величина відхилення параметрів ЧСС і ЧД від початкового рівня під час навантаження і швидкість відновлення останніх після нього).

У дослідженнях використана реалістична модель експериментального емоційного стресу - модель “стресу очікування” (Ф.П. Ведяев, В.Г. Самохвалов, 1976), в основу якої покладена подовжена часова диференціровка. Моделювання хронічного опромінення щурів низькоінтенсивним електромагнітним випромінюванням сантиметрового діапазону здійснювали за допомогою високочастотного генератора ГЧ -193/1. Частота випромінювання становила 10-15 ГГц, щільність потоку потужності не перевищувала 3 мВт/см2. Стан Т-ланки імунітету щурів визначали за реакцією Блоксма на введення Т-залежного тест-антигену - еритроцитів барана (Н. Dijk, N. Bloksma, 1977). Моделювання фізичних навантажень (ФН) здійснювали за допомогою тредбану (В.В. Алексеев, В.И. Безъязычний, 1969). В експерименті використали два режими тренування: 1) фізичні навантаження, індивідуально дозовані за інтенсивністю та тривалістю (ІДФН); 2) навантаження високої інтенсивності “до відмови”. Індивідуалізацію фізичних навантажень здійснювали контролюванням інтенсивності навантаження за ЧСС, яка не перевищувала відхилення від початкового рівня на 35-40%, і часу бігу. Тварини з першим тренувальним режимом в перший день виконували навантаження протягом 5 хвил., а в подальші дні тренування час бігу збільшувався на 1,5-2 хвил. Швидкість бігу протягом перших п'яти тижнів становила 0,3 м/с, в подальші три тижні швидкість збільшувалася до 0,5-0,6 м/с. Тварини з другим тренувальним режимом протягом 8-ми тижнів виконували роботу “до відмови” високої інтенсивності. “Відмовою” вважалася неможливість продовження роботи тваринами навіть при стимуляції електричним струмом порогової сили на сітці, розташованій на початку рухомої стрічки тредбану.

У всіх серіях експерименту до виконання дослідження і безпосередньо після нього проводили диференційні функціональні проби з фізичним навантаженням за методикою Шалкова (В.А. Еренков, 1984) в нашій модифікації. Тварини виконували однократне фізичне навантаження у вигляді бігу з швидкістю 0,3 м/с протягом 10 хвилин. Перед пробою, а потім відразу ж після неї, через 3 і 7 хвилин визначали параметри ЧСС і ЧД. За швидкістю відновлення частотних показників кардіореспіраторної системи всі тварини були розподілені на тих, що швидко пристосовуються (відновний період триває менш 3-х хвилин), що повільно пристосовуються (відновний період триває від 3-х до 7-ми хвилин) і що зовсім не пристосовуються до фізичного навантаження (відновний період триває більше за 7-ми хвилин) (Рис. 1).

Для виявлення природжених особливостей нервової системи щурів заздалегідь групували за характером локомоторних реакцій на звук (тестом було 10-кратне пред'явлення звукового подразника (дзвінок 70 дБ) тривалістю 10 секунд з інтервалом за 1 хвилину (В.Г. Самохвалов, 1993). Всі щури, що досліджуються, розподілені на тварин “урівноваженого”, “гальмового” і “збудливого” типів.

У кожній серії експерименту реєстрували: частотні (інформаційні) показники діяльності серця (ЧСС) і дихання (ЧД), їх пропорційність за індексом сполучення (ІС = ЧСС/ЧД) з подальшим обчисленням різниці між належним (середнє значення по однорідній групі щурів) і фактичним значенням ІС вираженого у відсотках (%). Реєстрація електрокардіограми проводилася на електроенцефалографі ЕЕГП4-02 за допомогою підшкіряних відведень від передніх лапок (1-е стандартне відведення). Електропневмограма реєструвалася за допомогою тензометричного датчика гальванічного типу, що накладається на грудну клітку із записом на електроенцефалографі.

Статистичний аналіз результатів проводили з використанням ліцензійного пакету статистичних програм “Stadia 6,0 for Windows 95” (А.П. Кулаичев, 1998) на комп'ютері IBM 486. В усіх серіях експерименту оцінювали середні значення та стандартні помилки вивчаємих ознак (Mm) за кожним отриманим варіаційним рядом, а також правільність їх розподілу (практично всі вивчені параметри мали нормальний розподіл), проводили кореляційний і дисперсійний аналіз. Вірогідність відмінностей значень між дослідними величинами визначали за параметричними та непараметричними критеріями (Ю.Н. Тюрин, А.А. Макаров, 1998).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

У початковому стані у тварин всіх типологічних груп виявлена наявність стійкого комплексу взаємопов'язаних частотних показників діяльності серця та дихання, показників реактивності імунної системи і стану фізичної працездатності, з відносно стійкою структурою кореляційних зв'язків між цими змінними з незначними варіаціями, пов'язаними з індивідуально-типологічними особливостями тварин (Рис. 2, 4, 5). Оцінка стану фізичної працездатності при проведенні проби з фізичним навантаженням виявила, що найбільш виражені адаптаційні можливості до фізичних навантажень мали щури “урівноваженого” типу, про що свідчили більш низькі в порівнянні з “гальмовим” і “збудливим” типами тварин частотні показники діяльності серця і дихання під час виконання навантаження, а також відносно швидке відновлення останніх після проби (Рис. 2). У даній групі були практично відсутні тварини, які зовсім не виявляли адаптації до навантажень, що мало місце у щурів “збудливого” типу (Рис. 4) (7,7% тварин віднесені до групи що зовсім не пристосовуються до фізичного навантаження).

При формуванні стресового синдрому “очікування” у 13,3% щурів “урівноваженого” типу і у 70,3% щурів “збудливого” і “гальмового” типів спостерігалися ознаки виснаження адаптаційних можливостей, що виявлялося порушенням цілісності реагування, зниженням сполученості частотних показників серцево-судинної і дихальної систем, стійким збільшенням ЧСС відразу після дії стресорів без будь якої динаміки у міжсигнальному періоді, порушенням дихального ритму (як у вигляді прискорення, так і зменшення частоти дихання), значним збільшенням відхилення ІС від належного значення (у тварин “гальмового” типу ІСразн=31,42±1,59%, у контролі — 6,87±0,24%; “урівноваженого” типу — 18,86±1,48%, у контролі — 6,31±0,17%; “збудливого” типу — 34,60±1,76%, у контролі — 7,51±0,32%), короткочасним зростанням кореляційних зв'язків між частотними показникам ритму серця і дихання з подальшим їх послабленням. Вираженість поведінкового компоненту стійкості за весь період стресорної програми також значно варіювала у тварин різних типологічних груп (Рис. 3). Найчастіше і ефективніше використовували педаль, що дозволяє уникнути “покарання”, щури “урівноваженого” типу (73,3% випадків); майже в три рази рідше її натискали тварини “збудливого” (29,4% випадків) і “гальмового” (25% випадків) типів.

З боку реакцій Т-ланки імунітету за результатами проведення досліджень з введенням тест-антигену на фоні емоційного напруження спостерігалося деяке зниження селезінкового індексу (у щурів “гальмового” типу з 2,64±0,08 до 2,30±0,10; “урівноваженого” типу — з 2,69±0,07 до 2,37±0,08; “збудливого” типу — з 2,62±0,09 до 2,19±0,07), збільшення кількості ядровмісних клітин селезінки і збільшення кількості літичних концентрацій (майже в 6 разів у всіх типів тварин), що відображує підвищення їх гемолізінпродуцюючий здатності.

Оцінка фізичної працездатності за даними проб з фізичними навантаженнями виявила, що тривалий інтенсивний стресорний вплив значно знижує адаптаційні можливості організму до фізичних навантажень у тварин, схильних до стресорних порушень вегетативних і поведінкових реакцій, і не викликає вірогідних змін в цих умовах у тварин, що пристосовуються до дії емоційного стресу (Рис. 4). Про це свідчить зменшення кількості тварин “гальмового” і “збудливого” типів з розвитком швидкої адаптації до фізичного навантаження (відповідно з 64,7% до 35% і з 61,5% до 23,5%) і збільшення числа тварин цих же типів що зовсім не пристосовуються до навантаження (у щурів “гальмового” типу з 0% до 10%, у щурів “збудливого” типу з 7,7% до 17%). У щурів “урівноваженого” типу відзначено лише перерозподіл тварин з ознаками швидкої і повільної адаптації (відповідно з 76,9% до53,3% і з 23,1% до 46,7%).

Таким чином, найбільшу стійкість до стресорного впливу виявляли щури “урівноваженого” типу, для яких характерні найбільш могутні процеси міжсистемних взаємовідносин (найбільша кількість значущих кореляційних зв'язків) (Рис. 5), найменшу щури “збудливого” і “гальмового” типів, у яких інтеграція міжсистемних взаємодій виражена значно слабше (Рис. 5).

Хронічне опромінення організму низькоінтенсивним ЕМВ СМ діапазону супроводжується різноспрямованими зсувами в діяльності серцево-судинної і дихальної систем, “розмиванням” індексу сполучення показників, що вивчаються (у тварин “гальмового” типу ІСразн=21,85±1,53%, у контролі — 6,87±0,24%; “урівноваженого” типу — 14,27±1,42%, у контролі — 6,31±0,17%; “збудливого” типу — 26,40±2,15%, у контролі — 7,51±0,32%), зменшенням кількості щурів, що використовують педаль, яка вимикає електричний струм (у тварин “гальмового” типу з 25% до 20,8%, “урівноваженого” типу — з 73,3% до 52,9%, “збудливого” типу — з 29,4% до 10,5%), зниженням ефективності імунних реакцій, зниженням фізичної працездатності (Рис. 4), різким зменшенням кількості значущих кореляційних зв'язків у комплексі показників, що вивчаються (Рис. 5). Це вказує на порушення нормальних міжсистемних взаємовідносин, що визначають узгоджену регуляцію життєво важливих функціональних показників організму, зниження потужності адаптаційних механізмів.

Указані ознаки особливо виразно виявлялися у щурів “збудливого” і “гальмового” типів. Найбільш сприятливо дію ЕМВ СМ переносили тварини “урівноваженого” типу, що характеризуються початково збалансованим тонусом вегетативних центрів.

Вивчення впливу різних тренувальних режимів на адаптацію щурів до емоційного стресу показало наявність декількох варіантів реакції у відповідь. У випадках, коли стресорному впливу передували індивідуальні дозовані динамічні м`язові тренування тварин, стійкість до емоційного стресу достовірно підвищувалася, що виявлялося посиленням міжсистемних взаємовідносин, які характеризуються збільшенням кількості і сили кореляційних зв'язків між показниками, що вивчаються (Рис. 5), підвищенням ефективності поведінкового компоненту адаптації (Рис. 3) (відзначене значне збільшення кількості тварин, що використовують натиснення педалі для вимкнення електрошкіряного впливу у щурів “гальмового” типу з 25% до 64,3%, у щурів “урівноваженого” типу з 73,3% до 83,3%, у щурів “збудливого” типу з 29,4% до 56,2%). Встановлені також більш низькі в порівнянні з ізольованим стресорним впливом показники частоти серцевих скорочень та дихання, односпрямовані їх зміни, стабілізація індексу сполучення і зменшення його відхилення від належного значення, підвищення продуктивності реакцій імунної системи, збільшення ефективності адаптаційних механізмів до фізичних навантажень (Рис. 4).

Таким чином, індивідуально дозовані фізичні навантаження істотно оптимізують механізм адаптації, сприяють підвищенню надійності систем регуляції вегетативних функцій в екстремальних умовах і приводять до обмеження негативних виявів стрес-реакції.

У випадках, коли дії емоційного стресу передували навантаження “до відмови”, стійкість до стресу виявлялася вірогідно зниженою. Набагато швидше в порівнянні з ізольованим стресорним впливом (через 3,5-4,5 години при ізольованому “стресі очікування” і через 1-1,5 години у випадках, коли дії стресу передували навантаження “до відмови”) спостерігалося порушення адаптаційних механізмів і швидкий розвиток неврозоподібного стану, якій супроводжується: порушенням нормальних міжсистемних взаємовідносин, про що свідчить різке зниження кількості значущих кореляційних зв'язків між вегетативними, поведінковими та імунними показниками (Рис. 5), різноспрямованними незалежними коливаннями частотних показників діяльності серця і дихання, порушенням серцевого і дихального ритмів, появою надмірної рухової активності, зниженням виразності та ефективності поведінкового компоненту адаптації (Рис. 3) (виявлене різке зниження кількості тварин, що використовують натиснення педалі для запобігання електрошкіряного роздратування з 25% до 14,2% у щурів “гальмового” типу, з 73,3% до 12,5% — “урівноваженого” типу, і з 29,4% до 11,2% — “збудливого” типу). З боку реакцій Т-ланки імунітету виявлено різке зниження гемолізінпродуцюючої здатності ядровмісних клітин селезінки (КЛК у всіх типів щурів поменшало майже в 10 раз в порівнянні з ізольованим стресорним впливом), що в поєднанні зі зниженням селезінкового індексу (з 2,64±0,08% до 2,10±0,09% у щурів “гальмового” типу, з 2,69±0,07% до 2,24±0,09% у щурів “урівноваженого” типу, з 2,62±0,09% до 2,13±0,10% у щурів “збудливого” типу) свідчить про вірогідне зниження відповідних реакцій імунної системи в даних умовах. Одночасно з цим спостерігалося зниження фізичних можливостей організму (Рис. 3). Розвиток швидкої адаптації до фізичного навантаження спостерігався всього лише в 12,5% щурів “урівноваженого” типу (при ізольованому стресорному впливі швидка адаптація спостерігалася в 53,3% “урівноваженого”, 35% “гальмового” і 23,5% “збудливого” типів щурів). Велика частина тварин (71,4% “гальмового”, 62,5% “урівноваженого”, 66,7% “збудливого” типів щурів) виявила ознаки дезадаптації і була віднесена до групи щурів, що зовсім не пристосовуються.

Таким чином, фізичні навантаження “до відмови”, що індивідуально не дозуються, знижують стійкість організму до стресорного впливу, зменшують фізичну працездатність. При цьому нівелюються групові особливості реакцій кардіореспіраторної, імунної систем, а також поведінкових реакцій.

У серії експерименту, присвяченій вивченню впливу різних режимів фізичного навантаження на стійкість до ЕМВ встановлено, що у випадках, коли дії ЕМВ СМ передувало індивідуальні дозовані динамічні м`язові тренування, у тварин всіх типів спостерігалося підвищення стійкості до електромагнітного випромінювання, що виявляється збільшенням кількості поведінкових реакцій уникнення “покарання” у тварин “гальмового” типу з 20,8% до 46,2%, “урівноваженого” типу — з 52,9% до 72,7%, “збудливого” типу — з 10,5% до 40% (Рис. 3); більш узгодженими в порівнянні з ізольованою дією електромагнітного випромінювання змінами частотних показників діяльності серця та дихання, зменшенням діапазону змін індексу сполучення і зниженням відхилення його величини від належного рівня у щурів “гальмового”, “урівноваженого” і “збудливого” типів відповідно з 21,85±1,53% до 12,74±0,32%, з 14,27±1,42% до 9,67±0,24%, і з 26,40±2,15% до 13,48±0,36%. Одночасно відзначалося зменшення негативного впливу ЕМВ на активність реакцій імунної системи, на що вказувало збільшення селезінкового індексу, загальної кількості ядровмісних клітин і підвищення їх гемолізінпродуцюючої здатності, про яку судили по кількості літичних концентрацій, що підвищилася майже в 5 разів у порівнянні з ізольованим електромагнітним впливом.

Разом з підвищенням ефективності вегетативного та поведінкового компонентів стійкості до ЕМВ, після попередніх ІДФН спостерігалося зменшення дезадаптуючого впливу ЕМВ СМ на стан фізичної працездатності, про що свідчили результати проведення проби з фізичним навантаженням (Рис. 4). Вірогідно зниженими (P<0,01) в порівнянні з ізольованою дією ЕМВ СМ були показники ЧСС і ЧД під час виконання проби і значно швидше (у середньому на 5-6 хвилин) відбувалося відновлення останніх після проби. Причому динаміка змін частотних показників діяльності серця і дихання носила більш узгоджений характер, про що свідчило зменшення відхилення індексу сполучення ЧСС і ЧД від належного рівня у тварин “гальмового” типу з 41,23±1,82% до 32,41±1,46%; — “урівноваженого” типу з 34,36±1,12% до 25,73±1,34%; — “збудливого” типу з 47,52±1,93% до 38,72±1,86%.

Цілком ймовірно, попередні індивідуально дозовані фізичні навантаження, збільшуючи функціональні можливості систем організму і підвищуючи надійність і раціональність систем регуляції, впливають посилюючим чином на міжсистемні взаємовідносини (на користь чого свідчить збільшення кількості значущих кореляційних зв'язків у комплексі показників, що досліджуються) (Рис. 5), і, тим самим, підвищують стійкість до ЕМВ СМ діапазону.

Однак, перераховані зміни системних механізмів адаптації до електромагнітного впливу під впливом ІДФН спостерігалися в основному у тварин “урівноваженого” типу. Серед щурів “збудливого” і “гальмового” типів ознаки нормалізації адаптаційних реакцій, описані вище, спостерігалися у 46,4% тварин. Це свідчить про те, що природжена неврівноваженість основних процесів в ЦНС, яка є одним з важливих чинників ризику виникнення дизрегуляторних порушень, може бути частково компенсована ІДФН. Разом з тим у значної частини щурів цієї групи підвищення резистентності організму під впливом ІДФН виявилося недостатнім для протидії дезінтегруючому впливу ЕМВ СМ діапазону.

Зміни, які були виявлені в умовах, коли дії ЕМВ СМ передували навантаження “до відмови”, свідчать про зниження в переважної більшості щурів (90,5%) стійкості організму до електромагнітного випромінювання. Відсутність значущих кореляційних зв'язків між комплексом показників, що вивчаються, (Рис. 5) свідчить про глибокі порушення міжсистемних взаємовідносин у тварин усіх типів. На фоні появи незалежних коливань частотних показників діяльності серця і дихання у тварин спостерігалося вірогідне зниження частоти і ефективності використання педалі, що дозволяє запобігти “покаранню” (поведінковий компонент адаптації) (Рис. 3), що відображає погіршення формування мотиваційного збудження, спрямованого на уникнення “покарання”. Одночасно спостерігалося різке сповільнення орієнтовної реакції, практично повна відсутність у щурів здібності до прогнозування несприятливих впливів у часі. Виснажуючий вплив навантажень “до відмови” виявився і з боку реакцій імунної системи. Реакція на введення тест-антигену в умовах, коли дії електромагнітного випромінювання передували фізичні навантаження “до відмови” виявлялася найменш ефективною: різко знижувалася гемолізінпродуцююча функція ЯВК (більш ніж у два рази нижче за норму), вірогідно зменшеною (Р<0,05) виявлялася загальна кількість ЯВК селезінки, відзначалося також зменшення селезінкового індексу (P<0,05), що свідчить про значне зниження функціональної активності імунної системи. Адаптаційні можливості організму до фізичних навантажень і сама фізична працездатність у цих умовах також були вірогідно зниженими (Рис. 4). На це вказує відсутність тварин з ознаками швидкої адаптації до фізичного навантаження та збільшення кількості щурів, що зовсім не пристосовуються до нього. Різноспрямовані зсуви частотних показників кардіореспіраторного комплексу в умовах навантаження “до відмови” відображають низьку ефективність адаптаційних механізмів і більш швидкий розвиток дезадаптації. Зниження фізичних можливостей пов'язане, мабуть, із сумісною дією виснажуючого впливу високоінтенсивних фізичних навантажень, що приводять до виникнення функціональної недостатності кардіореспіраторної системи, і порушень міжсистемних взаємовідносин, викликаних дезінтегруючою дією ЕМВ. Внаслідок цього порушується цілісність організму, знижуються його загальні пристосувальні можливості і підвищується “ціна” адаптації до дії різних чинників навколишнього середовища. У таких умовах формування адекватних пристосувальних реакцій до змін, викликаних позасенсорною дією ЕМВ, стає надто важким.

ВИСНОВКИ

1.

1.

1.

1.

1.

1.

Список наукових праць, опублікованих за темою дисертації

1. Д.И. Маракушин. Вегетативные показатели устойчивости организма к эмоциональному стрессу в условиях действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения // Медицина сегодня и завтра. - 1997. - Вып. 2. - С. 16-18.

2. Д.И. Маракушин. Вплив індивідуального дозованого фізичного навантаження на стійкість до дії низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання см диапазону // Медицина сегодня и завтра. - 1998. - Вып. 3. - С. 5-6.

3. Д.И. Маракушин, В.Г. Самохвалов. Состояние физической работоспособности, вегетативные и иммунологические показатели организма при хроническом облучении крыс низкоинтенсивным электромагнитным потоком сантиметрового диапазона // Врачебная практика. - 1998. - № 5-6. - С. 59 - 62.

4. Д.И. Маракушин. Особенности вегетативных и иммунологических коррелятов общего облучения организма электромагнитным излучением сантиметрового диапазона в условиях дозированных физических нагрузок // Проблеми екології та медицини. - 1998. - № 5-6. - С. 77 - 79.

5. Д.И. Маракушин, В.Г. Самохвалов, А.В. Яловчук. Влияние длительного низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона на адаптацию к физическим нагрузкам // Вестник проблем биологии и медицины. - 1999. - № 1. - С. 25 - 30.

6. В.Г. Самохвалов, Д.І. Маракушин, О.М. Сокол, Т.М. Тихонова, Л.П. Бредихіна. Вплив дозованих фізичних навантажень на динаміку вегетативних, поведінкових та імунологічних зсувів в умовах хронічного опромінювання організму низькоінтенсивним електромагнітним випромінюванням сантиметрового діапазону // Проблеми екології та медицини. - 1999. - № 5. - С. 32 - 34.

7. В.Г. Самохвалов, Д.І. Маракушин, О.М. Сокол, А.В. Яловчук. Вегетативні та поведінкові показники стійкості до емоційного стресу при тривалому впливі на організм низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону // Фізіологічний журнал. - 1998. - Т. 44, № 3. - С. 54.

8. В.Г. Самохвалов, О.М. Сокол, Д.І. Маракушин, А.В. Яловчук. Реактивність імунної системи організму за умов сумісного впливу хронічного електромагнітного випромінювання і емоційного стресу // Фізіологічний журнал. - 1998. - Т. 44, № 3. - С. 197.

Маракушин Д.І. Вплив фізичних навантажень на стійкість до електромагнітного випромінювання та емоційного стресу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.03 - нормальна фізіологія. - Донецький державний медичний університет ім. М. Горького, Донецьк, 2000.

Дисертацію присвячено питанням підвищення індивідуальної стійкості до емоційного стресу і низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання (ЕМВ) при використанні фізичних навантажень (ФН) різної інтенсивності і тривалості.

Індивідуально дозовані фізичні навантаження, що спричиняють відхилення ЧСС від початкового рівня на 35-40%, забезпечують підвищення стійкості як до емоційного стресу, так і до ЕМВ. При їх використанні відзначене збільшення сили кореляційних зв'язків між показниками, що досліджуються, значне підвищення ефективності поведінкового компоненту адаптації, стабілізація індексу сполучення і зменшення його відхилення від належного значення, підвищення ефективності імунної реакції на введення тест-антигену, а також збільшення ефективності адаптаційних механізмів до ФН. Індивідуальний підхід до дозування фізичних навантажень з урахуванням генетично зумовлених особливостей організму сприяє підвищенню ефективності адаптаційних механізмів до дії чинників фізичної (ЕМВ) і стресорної природи, що може бути використано як засіб профілактики і підвищення стійкості до дії емоційного стресу і ЕМВ.

Ключові слова: емоційний стрес, електромагнітне випромінювання, фізичні навантаження, адаптація.

Marakushin D.I. Influence of physical loads on steadiness to electromagnetic radiation and emotional stress. - Manuscript.

Thesis for а Candidate of Science degree by speciality 14.03.03. - normal physiology. - Donetsk State Medical University, named after M. Gorky, Donetsk, 2000.

The dissertation is devoted to the questions of the increase of individual steadiness to emotional stress and to low intensive electromagnetic radiation (EMR) under use of physical loads (PL) of different intensity and duration.

Individually dosing physical loads, which send for FCC from initial level on 35-40%, provide rise of steadiness as to emotional stress, so and to EMR. Under their use it is marked increase of force of correlative ties between explored indexes, increase of behavioural component of adaptation, concordance index stabilization and diminution of his deviation from proper level, rise of effectiveness of immune reaction on introduction test-antigen, and also augmentation of effectiveness of adaptative mechanisms to PL. Individual approach to dosage of physical loads with calculation of genetically conditioned peculiarities of organism, is instrumental in rise of effectiveness of adaptative mechanisms to influence of electromagnetic and stress factors, that can be used as prophylaxy means and rises steadiness to action of emotional stress and EMR.

Key words: emotional stress, electromagnetic radiation, physical loads, adaptation.

Маракушин Д.И. Влияние физических нагрузок на устойчивость к электромагнитному излучению и эмоциональному стрессу. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.03 - нормальная физиология. - Донецкий государственный медицинский университет им. М. Горького, Донецк, 2000.

Диссертация посвящена вопросам повышения индивидуальной устойчивости к эмоциональному стрессу и низкоинтенсивному электромагнитному излучению (ЭМИ) при использовании физических нагрузок (ФН) различной интенсивности и продолжительности. С целью изучения влияния различных нагрузочных режимов на адаптацию организма к влиянию ЭМИ и эмоционального стресса в исследованиях на животных использовался бег в тредбане, который позволяет дозировать интенсивность нагрузки и сохранять стабильность условий эксперимента на протяжении всего периода исследований. Установлено, что критерием общей устойчивости организма к эмоциональному стрессу и ЭМИ является быстрое формирование устойчивой интеграции межсистемных взаимоотношений. Показано, что недозируемые ФН “до отказа” снижают устойчивость организма к эмоциональному стрессу и ЭМИ, что связано с нарушением нормальных межсистемных взаимоотношений. При этом наблюдается уменьшение выраженности корреляционных связей в комплексе исследуемых показателей, возникновение независимых колебаний частотных показателей деятельности сердца и дыхания, нарушение сердечного и дыхательного ритмов, резкое снижение эффективности поведенческого компонента адаптации, снижение гемолизинпродуцирующей способности ядросодержащих клеток селезенки. Одновременно с этим отмечено снижение общей физической работоспособности организма. Причем, выраженность указанных изменений практически не зависит от индивидуально-типологических особенностей животных. Разнонаправленные сдвиги частотных показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем, нарушения межсистемной интеграции в сочетании с ослаблением эффективности поведенческого и иммунного компонентов адаптации, являются достоверными признаками низкой эффективности адаптационных механизмов.

Индивидуально дозируемые физические нагрузки, вызывающие отклонение ЧСС от исходного уровня на 35-40%, обеспечивают повышение устойчивости как к эмоциональному стрессу, так и к ЭМИ. При их использовании отмечено увеличение силы корреляционных связей между исследуемыми показателями, значительное увеличение количества животных, использующих нажатие педали, отключающей электрокожное воздействие (поведенческий компонент адаптации), более согласованное изменение частотных показателей деятельности сердца и дыхания (стабилизация индекса сопряжения и уменьшение его отклонения от должной величины), повышение эффективности иммунной реакции на введение тест-антигена, а также увеличение эффективности адаптационных механизмов к ФН. Данные изменения системных механизмов адаптации к электромагнитному воздействию и эмоциональному стрессу под влиянием ИДФН наиболее выраженно проявлялись у животных “уравновешенного” типа. В группах крыс “возбудимого” и “тормозного” типов указанные признаки нормализации адаптационных реакций отмечались достоверно реже. Это свидетельствует о важности уравновешенности процессов возбуждения и торможения в ЦНС в процессе адаптации к различным факторам окружающей среды.

Индивидуально дозированные физические нагрузки способствуют более быстрому формированию устойчивых межсистемных взаимоотношений, оптимизации механизмов адаптации и являются средством повышения надежности систем регуляции вегетативных функций, расширения