Механізми дії екстремально низьких температур на структурно-функціональний стан центральної нервової і серцево-судинної систем у тварин різних вікових груп

У СТ вміст індукованих продуктів ПОЛ як після 6-ї, так і після 9-ї ритмічної холодової процедури дещо зростав. Через 3 тижні після РЕХВ у СТ рівень індукованого Fe²⁺ ПОЛ достовірно знижувався по відношенню до їх рівня після 6-ї та 9-ї холодових процедур і відповідав в цей термін досліджень рівню МТ. Якщо вважати, що підвищена активність ПОЛ при старінні є важливим патогенетичним фактором розвитку серцево-судинної патології, то, вірогідно, що РЕХВ пригнічують активність ПОЛ, в тому числі і індукованого Fe²⁺ ПОЛ, і активують антиоксидантні системи, що стабілізує функцію прооксидантно-антиоксидантної системи організму тварин.

Рис. 20. Вміст індукованого Fe²⁺ ПОЛ в тканинах міокарда молодих і старих щурів.

Примітка: *, **, # - достовірно (p<0,05) відносно контролю, 3-х тижнів після охолодження та 6-го впливу, відповідно.

Регуляція прооксидантно-антиоксидантної системи здійснюється ферментативною і неферментативною системами.

Каталаза як фермент має високу здатність розкладати пероксид водню, знешкоджувати активні форми кисню в умовах підвищеної активності ПОЛ.

У контрольних СТ каталазна активність в тканинах міокарда була вище, ніж у МТ (рис. 21). РЕХВ призводять до достовірного підвищення каталазної активності в серці у МТ після 6- та 9-го сеансів РЕХВ, дещо знижуючись через 3 тижні після охолодження.

У СТ каталазна активність достовірно збільшувалась після 9-го сеансу РЕХВ (рис. 21). Ця динаміка зберігалась і через 3 тижні після дії холоду.

Глутатіонпероксидаза, функція якої полягає в знешкодженні Н₂О₂, після 6-и сеансів РЕХВ у МТ і СТ зменшувалася в 1,3 рази, тоді як глутатіонредуктазна активність у МТ не змінювалася (рис. 22). Після 9-го сеансу охолодження глутатіонпероксидазна активність підвищувалася у молодих і старих тварин Динаміка підвищення активності ферменту була характерною для молодих і старих тварин і через 3 тижні після останнього сеансу РЕХВ.

Рис. 21. Каталазна активність в тканинах міокарда молодих і старих щурів

Примітка: *, **, # - достовірно (p<0,05) відносно контролю, 3-х тижнів після охолодження та 6-го впливу, відповідно.

Рис. 22. Глутатіонпероксидазна активність в тканинах міокарда молодих і старих щурів.

Примітка: *, **, # - достовірно (p<0,05) відносно контролю, 3-х тижнів після охолодження та 6-го впливу, відповідно.

Істотно зростала в міокарді СТ глутатіонредуктазна активність після 6-го сеансу РЕХВ, знижуючись після 9-го сеансу, проте, вміст ферменту був достовірно вище за контрольні показники і через 3 тижні після холодових процедур (рис. 23).

Рис. 23. Глутатіонредуктазна активність в тканинах міокарда молодих і старих щурів.

Примітка: *, **, # - достовірно (p<0,05) відносно контролю, 3-х тижнів після охолодження та 6-го впливу, відповідно.

Отримані результати досліджень дозволяють припустити, що важливим механізмом дії РЕХВ є підвищення ферментативної активності антиоксидантної системи, яка зберігається тривалий час після ритмічного охолодження. Можливо, активація антиоксидантної системи серця в процесі процедур РЕХВ, незалежно від віку, дозволяє збільшити резистентність організму до екстремальних дій, у тому числі і до процесу старіння.

Вміст кінцевих продуктів обміну NO в сироватці крові і тканинах міокарду молодих і старих тварин до і після ритмічних екстремальних холодових впливів. В сучасних умовах стрес і відповідні йому реакції організму неминучі і можуть бути причиною розвитку хвороб, особливо, у людей похилого віку. Встановлено [Реутов В.П., 1995; Раевский К.С., 1997], що NO як біологічний медіатор, унікальний за своєю природою, в механізмах пам'яті, вазодилятації, діяльності імунної системи, регуляції тонусу м'язів. Дія NO здійснюється завдяки його здатності швидко проникати через мембрану синтезуючої його клітини в міжклітинний простір і без участі відповідних рецепторів проникати в клітини-мішені, де він активує необхідні ензими. Важлива роль NO - здатність проникати в міокардіальні клітини, знижувати внутрішньоклітинну концентрацію кальцію, викликати вазодилятацію і розслаблення гладком'язових клітин і тканин, регулювати тонус судин і скорочувальну функцію міокарда. Оксид азоту надзвичайно впливає на розвиток старості. Встановлено [Марченко В.С., 2005], що при ритмічній гіпотермії NO сприяє підвищенню проникності ГЕБ для нейротрансмітерів. В наших експериментах у контрольній групі молодих тварин концентрація кінцевих продуктів NO в сироватці крові була вища, ніж в міокарді. У старих тварин вміст NO в міокарді був понижений в порівнянні з молодими тваринами, що можливо пов'язано з необхідністю забезпечення однієї з головних функцій серця - насосної, а також скороченням міокарда, оскільки NO посилює релаксацію шлуночків, збільшує протяжність діастоли і є необхідним компонентом у здійсненні в-адренергічного іно- і хронотропного ефектів. Більш низький вміст продуктів обміну NO в міокарді щурів, особливо старих, в порівнянні з їх вмістом в сироватці крові може пояснюватися інтенсивним споживанням оксиду азоту для підтримки внутрішньоклітинного метаболізму в міоцитах.

Після 6 сеансів РЕХВ базальний рівень кінцевих продуктів NO в сироватці крові МТ був вищим, ніж в контролі (рис. 24).

Застосування специфічних блокаторів замість очікуваного, як в контролі пригноблення, приводило до посилення активності ферменту cNOS. В той же час, в сироватці крові цих тварин не знайдено достовірних відмінностей у вмісті кінцевих продуктів обміну NO після блокади iNOS в порівнянні з контролем. Після 9-го сеансу РЕХВ відзначена динаміка зниження нітритів як по відношенню до попереднього етапу охолоджування, так і до контролю. На відміну від попереднього етапу, використання блокаторів знижувало активність cNOS.

Рис. 24. Вміст кінцевих продуктів обміну NO в сироватці крові молодих щурів.

CNOS - після вживання специфічного блокатора конститутивної NOS;

INOS - після вживання специфічного блокатора індуцибельної NOS;

Arginin - після вживання стимулятора NOS;

6РЕХВ - шоста холодова ритмічна дія;

9РЕХВ - дев'ята холодова ритмічна дія.

Примітка: * - достовірно (p<0,05) відносно контролю.

В сироватці крові СТ після 6- і 9-го сеансів РЕХВ рівень NO підвищувався по відношенню до контролю (рис. 25). В ці терміни введення специфічних блокаторів cNOS і iNOS супроводжувалось підвищенням їх активності в сироватці крові СТ. Введення L-аргініну знижувало вміст нітриту.

Рис. 25. Вміст кінцевих продуктів обміну NO в сироватці крові старих щурів.

Примітка: * - достовірно (p<0,05) відносно контролю.

Після 6- та 9-го сеансів РЕХВ в міокарді МТ відмічено зниження рівня нітриту по відношенню до контролю (рис. 26). Специфічні блокатори призводили до пригнічення синтезу cNOS і iNOS.

Рис. 26. Вміст кінцевих продуктів обміну NO в міокарді молодих щурів.

Примітка: * - достовірно (p<0,05) відносно контролю.

В міокарді СТ вміст нітритів у відповідь на РЕХВ статистично достовірно знижувався після 6- та 9-го сеансів РЕХВ (рис. 27).

Рис. 27 Вміст кінцевих продуктів обміну NO в міокарді старих щурів.

Примітка: * - достовірно (p<0,05) відносно контролю.

Ґрунтуючись на припущенні, що активність NO відіграє роль регуляторного чинника, функція якого знижується з віком, цікавим є факт підвищення вмісту кінцевих продуктів обміну NO у молодих і старих щурів.

Підвищення вмісту NO в крові старих щурів може свідчити про активацію конститутивної NO-синтази, що доцільно, оскільки спрямовано на покращення трофіки судин і серцевого м'яза, перешкоджає агрегації кров'яних пластинок і лейкоцитів до стінок судин, тобто утворенню тромбів. Зменшення вмісту кінцевих продуктів NO в міокарді СТ у порівнянні з вмістом в сироватці крові, можливо, пов'язано з їх інтенсивним використанням для покращення трофіки клітин серцевого м'язу та його скорочувальної властивості.

Отже, дія нітриту під впливом РЕХВ спрямована на підвищення резистентності організму, що сприяє покращенню трофіки, міжклітинній комунікації, збалансованій функції оксидантно-антиоксидантної системи. Недостатній синтез NO призводить до вільно-радикального пошкодження мембран, а надмірний синтез NO спричиняє апоптозну гибель клітин [Раевский К.С., 1997]. Зниження концентрації NO є одним з механізмів старіння організму, причиною розвитку артеріальної гіпертензії, атеросклерозу, зниження протипухлинної активності імунної системи, пригноблення сексуальної функції.

ВИСНОВКИ

Сучасний стан експериментальних досліджень стосовно короткочасних впливів низьких температур в умовах кріокамери (-100 ^оС - -160 ^оС) на організм людей і тварин не дозволяє обґрунтувати широкомасштабне застосування кріотерапії в практичній медицині. Тому в дисертаційній роботі, на підставі детального аналізу морфофункціональних, ультраструктурних, біохімічних, електрофізіологічних, гістохімічних характеристик, визначений вплив ритмічного екстремального холодового впливу (-120 ^оС) на стан гомеостазу у тварин різних вікових груп. На основі досліджень механізмів адаптації функціональних систем організму тварин різних вікових груп до короткочасної дії екстремально низьких температур наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення медико-біологічної проблеми використання РЕХВ для корекції порушених функцій організму у старих тварин. Впровадження методу в медичну практику може бути ефективним для комплексного лікування захворювань у людей похилого віку за рахунок уповільнення процесів передчасного старіння, підвищення стійкості організму до дії факторів, які призводять до порушення гомеостазу.

1. Експериментально обґрунтована можливість застосування ритмічних екстремальних холодових впливів для стимуляції і покращення функцій центральної нервової, серцево-судинної, ендокринної систем з метою відновлення функціональної активності гомеостазу, спрямованого на підвищення стійкості організму до дії несприятливих чинників, особливо у старих щурів.

2. Виявлено феномен «затримки» виникнення негативного хронотропного ефекту частоти серцевих скорочень на системне введення норадреналіну у щурів, які охолоджувались за традиційною методикою. Системно введений НА на тлі РЕХВ викликав центральний ефект дії медіатора (уповільнення ЧСС) значно скоріше, що може свідчити про більш ефективний вплив РЕХВ на центральні механізми вегетативної регуляції серцевого ритму.

3. Встановлено, що ритмічні екстремальні холодові впливи є могутнім фактором стимуляції функціональної активності ГЕБ. На різних етапах РЕХВ відбуваються швидкі адаптаційні пристосування як на субклітинному рівні в ендотелію капілярів (підвищена активність синаптичного апарату, везикуляція, трансцитоз), так і у відносинах нейрон-глія-капіляр. При РЕХВ активуються специфічні нейротрансмітерні механізми, які змінюють проникність ГЕБ, що підвищує активність нейрорегуляторних гіпоталамічних центрів.

4. У групі експериментальних молодих тварин після РЕХВ на електронограмах м'яза серця виявлені зміни, які характерні для активності внутрішньоклітинних метаболічних процесів. У міокарді старих щурів відмічаються перебудови компенсаторного типу, про що свідчить збільшення кількості мітохондрій, зменшення кількості осередків деструкції і дегенеративних змін, наявність в саркоплазмі рибосом, полісом і гранул глікогену.

5. Спектральний аналіз варіабельності серцевого ритму у тварин дозволив виявити періодичні складові в його коливанні і оцінити їх кількісний вклад у динаміку ритма серця після сеансів РЕХВ, які завдяки генералізованому специфічному впливу на регуляторні системи підвищують функціональні резерви організму.

6. Виявлена тенденція до підвищення тонусу парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи і зниження активності гуморальної ланки регуляції у тварин після РЕХВ. Підвищення загальної спектральної потужності нейрогуморальної регуляції у старих тварин за рахунок активації симпатичного і парасимпатичного відділів вегетативної нервової системи свідчить про перехід управління серцевим ритмом з повільного гуморально-метаболічного рівня регуляції на швидкий вегетативний, який не характерний для старих тварин.

7. У тварин, які отримували РЕХВ, дослідження ультраструктурних змін у наднирках і щитоподібній залозі, а також вмісту гормонів у сироватці крові свідчать про розвиток адаптаційно-компенсаторних реакцій, які супроводжуються внутрішньоклітинною репаративною активністю. Підвищення активності ендокринної системи структурно підтверджувались гіперплазією мембран ендоплазматичного ретикулума, збільшенням кількості рибосом і полісом у цитоплазмі, гіпертрофією цитоплазматичного комплексу Гольджі і зростанням кількості дрібних везикул і мікропіноцитозних пухирців, характерних для прискорення трансцелюлярного транспорту речовин через стінку капілярів.

8. Визначена ступінь ефективності застосування РЕХВ для корекції порушеної прооксидантно-антиоксидантної рівноваги у старих щурів і кількісна оцінка параметрів ПОЛ та ефективності антиоксидантних резервів як у молодих, так і у старих тварин. Встановлено, що РЕХВ у старих тварин змінює співвідношення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги за рахунок мобілізації антиоксидантних систем.

9. Активність NO, який є патогенетичним регуляторним фактором, знижується у старих інтактних тварин і значно підвищується під впливом РЕХВ. Визначено, що ритмічні холодові впливи (-120 ^оС) підвищують вміст нітритів у сироватці крові молодих та старих тварин, що є позитивним фактором, оскільки направлено на підвищення резистентності організму. Виявлені зміни є фізіологічно обґрунтованими, оскільки необхідні для покращення функції і трофіки судин і міокарда.

10. Короткочасна ритмічна дія екстремально низьких температур на організм тварин з моделлю аліментарного ожиріння призводить до покращення функції вегетативної нервової системи, значно підвищує його фізіологічні резерви, завдяки генералізованому впливу на регуляторні системи гомеостазу. У тварин РЕХВ здатні патогенетично впливати на основні ланки розвитку ожиріння.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБОТ

Бабийчук В.Г. Структурно-функциональные механизмы действия экстремального охлаждения на терморегуляторные центры гипоталамуса / В.Г.Бабийчук, В.С.Марченко, Г.А.Бабийчук, Л.Н.Марченко, Т.Н. Бондар // Проблемы криобиологии. - 2004. - № 2. - С. 62-70.

Механізми лікувальної дії інтенсивної кріотерапії / В.С.Марченко, В.Г.Бабійчук, І.І.Ломакін и др. // Клінічна та експериментальна патофізіологія. - 2004. - Т. 3, № 2. - Ч. 2. - С. 491-493.

Бабийчук В.Г. Ультраструктурные изменения миокарда молодых крыс после криовоздействия / В.Г.Бабийчук, В.П.Невзоров // Харківська хірургічна школа. - 2005. - № 1. - С. 57-60.

Бабийчук В.Г. Влияние экстремальной криотерапии на морфофункциональное состояние центральной нервной и сердечно-сосудистой систем / В.Г.Бабийчук // Проблемы криобиологии. - 2005. - Т. 15, № 3. - С. 458-464.

Кузбеков Р.С. Влияние экстремальной криотерапии на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы у крыс с моделью алиментарного ожирения / Р.С.Кузбеков, А.В.Гаевой, В.Г.Бабийчук // Проблемы криобиологии. - 2005. - Т. 15, № 3. - С. 483-486.

Коцарь В.Л. Влияние экстремальных криовоздействий на свободнорадикальное окисление липидов сыворотки крови / В.Л.Коцарь, В.Г.Бабийчук, А.В.Гаевой // Проблемы криобиологии. - 2005. - Т. 15, № 3. - С. 496-498.

Бабийчук В.Г. Ультраструктурные изменения миокарда старых крыс после проведения криотерапии / В.Г.Бабийчук, В.П.Невзоров // Харківська хірургічна школа. - 2005. - Т. 16, № 2. - С.67-70.

Бабийчук В.Г. Ультраструктура клеток надпочечников крыс, подвергшихся экстремальному воздействию / В.Г.Бабийчук, В.П.Невзоров, А.В.Гаевой // Харківська хірургічна школа. - 2005. - Т. 19, № 4. - С. 59-61.

Бабийчук В.Г. Структурно-функциональное состояние гематоэнцефалического барьера гипоталамуса старых крыс при действии экстремального охлаждения / В.Г.Бабийчук, В.С.Марченко // Світ медицини та біології. - 2005 - № 3. - С. 91-94.

Бабийчук В.Г. Ультраструктурные изменения щитовидной железы крыс после нескольких сеансов нахождения в камере при температуре -120 ^оС. / В.Г.Бабийчук, В.П.Невзоров, А.В.Гаевой // Харківська хірургічна школа. - 2006. - № 1. - С. 176-178.

Бабийчук В.Г. Возрастные особенности перекисного окисления липидов у крыс после экстремального криовоздействия / В.Г.Бабійчук // Проблемы криобиологии. - 2006. - Т. 16, № 1. - С. 32-44.

Бабийчук В.Г. Ультраструктурные перестройки миокарда молодых и старых крыс после экстремальной криотерапии / В.Г.Бабійчук // Проблемы криобиологии. - 2006. - Т. 16, № 3. - С. 292-302.

Бабийчук В.Г. Возрастные особенности роли оксида азота в механизмах адаптации животных к ритмическим холодовым воздействиям. Сообщение 1. Содержание конечных продуктов обмена NO в сыворотке крови и миокарде молодых и старых животных после ритмических холодовых воздействий / В.Г.Бабійчук // Проблемы криобиологии. - 2006. - Т. 16, № 4. - С. 377-389.

Кузбеков Р.С. Электронно-микроскопические изменения миокарда крыс с моделированным алиментарным ожирением после экстремальной криотерапии / Р.С.Кузбеков, В.Г.Бабийчук, В.П.Невзоров, А.В.Гаевой // Харківська хірургічна школа. - 2006. - Т. 23, № 4. - С. 49-52.

Бабийчук Г.А. Ультраструктура скелетных мышц крыс с алиментарным ожирением после экстремального криовоздействия / Г.А.Бабийчук, Р.С.Кузбеков, В.П.Невзоров, В.Г.Бабийчук // Харківська хірургічна школа. - 2007. - № 1. - С. 63-67.

Бабийчук В.Г. Пероксидное окисление липидов при экстремальном охлаждении крыс / В.Г.Бабийчук // Український біохімічний журнал. - 2007. - Т. 79, № 1. - С. 112-123.

Бабійчук В.Г. Вплив екстремальної кріотерапії на функціональний стан систем нейрогуморальної регуляції старих щурів / В.Г.Бабийчук // Науковий вісник НМУ ім. О.О. Богомольця. - 2007. - № 1. - С. 60-62.

Коцарь В.Л. Особенности хемилюминесценции в тканях головного мозга крыс после экстремальных криовоздействий / В.Л.Коцарь, В.Г.Бабийчук // Клінічна та експериментальна патологія. - 2007. - Т. 6, № 1. - С. 60-66.

Бабийчук В.Г. Возрастные особенности роли оксида азота в механизмах адаптации животных к ритмическим холодовым воздействиям. Сообщение 2. Содержание конечных продуктов обмена NO в коре и гипоталамусе головного мозга молодых и старых животных после ритмических холодовых воздействий / В.Г.Бабийчук // Проблемы криобиологии. - 2007. - Т. 17, № 1. - С. 25-37.

Бабийчук В.Г. Свободнорадикальные процессы в тканях мозга крыс после экстремальных криовоздействий / В.Г.Бабийчук, Д.А.Черкашина, В.Л.Коцарь, А.С. Лебединский // Биологический вестник. - 2007. - Т .11, № 2. - С. 23-26.

Бабийчук В.Г. Сравнительная характеристика частоты сердечных сокращений у крыс при различных методах холодовых воздействий / В.Г. Бабийчук // Проблемы криобиологии. - 2007. - Т. 17, № 3. - С. 229-236.

Бабийчук В.Г. Функциональные изменения миокарда у крыс под влиянием ритмических холодовых воздействий / В.Г.Бабийчук, В.И.Грищенко // Експериментальна і клінічна медицина. - 2008. - № 2. - С. 8-12.

Бабійчук В.Г. Структурно-функціональний стан гематоенцефалічного бар'єра при ритмічній дії позитивних (12 ^оС) і екстремально низьких (-120 ^оС) температур / В.Г.Бабійчук, В.С.Марченко, Л.М.Марченко // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. - 2008. - Т. 4, № 1. - С. 68-74.

Бабійчук В.Г. Вплив екстремального охолодження на показники вегетативної регуляції серцевого ритму у щурів різних вікових груп / В.Г.Бабійчук, О.В.Козлов // Проблемы криобиологии. - 2008. - №. 3. - С. 374-378.

Коцар В.Л. Ритмічний вплив низьких температур на особливості вільнорадикального окислення тканин структур мозку / В.Л.Коцар, В.Г.Бабійчук // Проблемы криобиологии. - 2008. - № 4. - С. 547-549.

Бабійчук В.Г. Вплив екстремального охолодження на показники вегетативної регуляції серцевого ритму у щурів різних вікових груп / В.Г.Бабійчук // Науковий вісник НАУ. - 2008. - № 126. - С. 34-41.

Коцар В.Л. Особливості хемілюмінесценції в тканинах щурів після екстремальних холодових впливів / В.Л.Коцар, В.Г.Бабійчук, Г.А.Бабійчук // Науковий вісник НАУ. - 2008. - № 126. - С. 103-107.

Патент на корисну модель № 30426, заяв. 06.11.2007, опубл. 25.02.2008. Україна. Експериментальна кріокамера / Бабійчук Г.О., Козлов О.В., Ломакін І.І., Бабійчук В.Г // МПК⁷ А61 F 7/00 БИ № 4, С.

Патент на корисну модель № 32207, заяв. 17.12.2007, опубл. 12.05.2008. Україна. Спосіб корекції вегетативних функцій організму людей похилого віку / Бабійчук В.Г, Бабійчук Г.О., Грищенко В.І., Козлов О.В., Ломакін І.І. // МПК⁷ А61 В 18/02 А61 F 7/00 БИ № 9, С. 5.26.

Патент на корисну модель № 38894, заяв. 01.08.2008, опубл. 26.01.2009. Україна. Кріокамера для екстремального охолодження лабораторних тварин / Козлов О.В., Бабійчук В.Г, Ломакін І.І. // МПК⁷ А61 F 7/00 БИ № 2, С. 5.19.

Патент на корисну модель № 26920, заяв. 04.06.2007, опубл. 10.10.2007. Україна. Пристрій для екстремального охолодження / Бабійчук Г.О., Козлов О.В., Ломакін І.І., Бабійчук В.Г., Шило О.В., Марченко В.С. // МПК⁷ А61 F 7\00 БИ № 16, С.

Патент на корисну модель № 40168, заяв. 06.11.2008, опубл. 25.03.2009. Україна. Кріокамера для екстремального охолодження лабораторних тварин / Бабійчук Г.О., Козлов О.В., Ломакін І.І. , Бабійчук В.Г // МПК⁷ А61 В 18/00 БИ № 6, С. 5.19.

Бабийчук В.Г. Роль гематоэнцефалического барьера в стресс-индуцированных изменениях сердечно-сосудистой системы при экстремальных холодовых воздействиях / В.Г.Бабийчук, Р.С.Кузбеков // Клінічна та експериментальна патофізіологія. - 2004. - № 2. - Ч. 2. - С. 354-356.

Бабийчук В.Г. Гематоэнцефалический барьер гипоталамуса в нейротрансмиттерных механизмах терморегуляции при гипотермии / В.Г.Бабийчук, В.С.Марченко, Л.Н.Марченко // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. - 2004. - Т. 90, № 8. - С. 124.

Марченко В.С. Метод фрактальной морфометрии ультраструктуры элементов гематоэнцефалического барьера в норме и при патологиях ЦНС / В.С.Марченко, В.Г.Бабийчук, Р.С.Кузбеков, Л.Н.Марченко // Мат. ХХ Российской конф. по электронной микроскопии. - Черноголовка, 2004. - С. 36.

Марченко В.С. Гематоэнцефалический барьер во фрактальных механизмах адаптации при гипотермии и гибернации / В.С.Марченко, В.И.Грищенко, В.Г.Бабийчук, Л.Н.Марченко // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. - 2004. - Т. 90, № 8. - С. 257.

Бабийчук В.Г. Центральные структурно-функциональные механизмы действия экстремальной криотерапии / В.Г.Бабийчук, Л.Н.Марченко // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. - 2005. - Т. 1, № 1 (Додаток). - С. 80.

Марченко В.С. Гематоэнцефалический барьер во фрактальных механизмах терморегуляции при гипотермии и гибернации / В.С.Марченко, В.Г.Бабийчук, Г.А.Бабийчук // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. - 2005. -Т. 1, № 1 (Додаток). - С. 71.

Марченко В.С. Нейрональные газы (NO,CO) в терморегуляторной нейротрансмиттерной системе гематоэнцефалического барьера охлаждённого организма / В.С.Марченко, Г.А.Бабийчук, Д.Г.Луценко и др. // Сборник трудов IV Национ. научно-практ. конф. «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека». - Смоленск, 2005. - с. 281-283.

Бабийчук В.Г. Особенности влияния экстремального криовоздействия на интенсивность перекисного окисления липидов сыворотки крови крыс различных возрастных групп / В.Г.Бабийчук, В.Л.Коцарь, Д.В.Черкашина, А.С.Лебединский // Сб. тр. IV Национ. научно-практ. конф. «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека». - Смоленск, 2005. - с. 351-352.

Марченко Н.В. Фрактальная размерность охлажденного мозга стареющего организма / Н.В.Марченко, В.Г.Бабийчук, Д.Г.Луценко и др. // Биология - наука ХХІ века: Сб. тезисов. - Пущино, 2006 - С. 346.

Марченко Н.В. Метод фрактальной морфометрии ультраструктуры синапсов головного мозга при моделировании процесса обработки термосенсорной информации в НС / Н.В.Марченко, В.С.Марченко, Л.Н.Марченко, В.Г.Бабийчук // Молодежь и современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций «РТ-2006»: Матер. Междунар. конф. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006. - С. 188.

Коцар В.Л. Особливості перебігу вільнорадикального окиснення в структурах мозку після дії екстремальних кріовпливів / В.Л.Коцар, В.Г.Бабійчук // “Профілактика, діагностика та лікування - основні складові терапії”: Матер. науково-практич. конф. - Харків, 2006 - С. 43.

Бабийчук В.Г. Влияние экстремального охлаждения на показатели вегетативной регуляции сердечного ритма у людей различных возрастных групп / В.Г.Бабійчук //Матери. научно-практич. конф. ”Щорічні терапевтичні читання: роль медичної науки в рішенні проблем внутрішніх хвороб” (28 марта 2007 г.). - Харьков, 2007. - С. 8.

Lutsenko D.G. Post-Hypothermic Effect and Aspects of the Neuro- and Angioarchitecture of Rat's Brain at Different Ages / D.G.Lutsenko, V.G.Babijchuk // Cell Preservation Technology. - 2008. - V. 6, № 1. - P. 98-99.

АНОТАЦІЯ

Бабійчук В.Г. Механізми дії екстремально низьких температур на структурно-функціональний стан центральної нервової і серцево-судинної систем у тварин різних вікових груп. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.01.35 - кріомедицина. - Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, Харків, 2010.

Дисертація присвячена вивченню дії ритмічних екстремальних холодових впливів (-120 ⁰С) на структурно-функціональні та біохімічні показники діяльності центральної нервової, серцево-судинної, ендокринної систем організму тварин різних вікових груп. Визначено роль гематоенцефалічного бар'єра в регуляції адаптації до екстремальних температурних впливів. Встановлено факт відновлення порушених структурних і нейрорегуляторних функцій мозку старих тварин. Експериментально обґрунтовано переваги запропонованої методики охолодження в порівнянні з традиційною. Показано, що ритмічне охолодження значно швидше призводить до відновлення фізіологічного співвідношення симпатичних і парасимпатичних ланок вегетативної нервової системи, суттєво впливає на серцеву діяльність в залежності від віку та потреби організму. Показано, що NO відіграє важливу роль у регуляції вегетативних функцій організму тварин під впливом дії низьких температур. Експериментально доведено, що ритмічні екстремальні холодові впливи у старих тварин та у тварин з аліментарним ожирінням підвищують тонус парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи, знижують активність гуморальної ланки регуляції серцевого ритму.

Вперше встановлено, що ритмічне екстремальне охолодження в умовах кріокамери (-120 ⁰С) підвищує резистентність організму до процесів порушення гомеостазу при старінні за рахунок підвищення активності антиоксидантної системи. Ритмічні екстремальні холодові впливи є перспективним методом корекції порушеного гомеостазу у старих тварин.

Ключові слова: ритмічні екстремальні холодові впливи, гематоенцефалічний бар'єр, гомеостаз, центральна нервова, серцево-судинна та ендокринна системи.

АННОТАЦИЯ

Бабийчук В.Г. Механизмы действия экстремально низких температур на структурно-функциональное состояние центральной нервной и сердечно-сосудистой систем у животных различных возрастных групп. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.01.35. - криомедицина. Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, Харьков, 2010.

В работе определены оптимальные условия и временные параметры действия ритмического экстремального холодового воздействия (-120 ⁰С) в условиях криокамеры на структурно-функциональную организацию ВНС, значение функции ГЭБ в механизмах адаптации и интегрирования ряда функций организма. Экспериментально обоснованы преимущества ритмического охлаждения организма теплокровных животных в сравнении с общепринятым методом. Установлено, что ритмические экстремальные холодовые воздействия значительно быстрее создают условия для восстановления физиологического соотношения симпатических и парасимпатических звеньев ВНС в зависимости от возраста и потребностей организма, в том числе и у животных, которым моделировали алиментарное ожирение.

Изучены структурно-функциональное состояние ГЭБ в условиях действия на организм ритмического охлаждения, его проницаемость для биологически активных веществ. На разных этапах РЭХВ происходят быстрые адаптационные преобразования как на субклеточном уровне в эндотелии капилляров, так и в нейрон-глия-капиллярных взаимоотношениях ЦНС.

Показано, что при РЭХВ в ультраструктурной архитектонике кардиомиоцитов старых крыс наблюдаются перестройки компенсаторного типа, повышается метаболическая активность. РЭХВ активирует антиоксидантную систему, что особенно важно для динамики старения, так как в патогенезе старения активации ПОЛ отводится важная роль.

После РЭХВ нарушенное соотношение прооксидантно-антиоксидантного равновесия у старых крыс приближается к показателям молодых животных.

Установлено, что содержание конечных продуктов обмена NO изменяется синхронно с ЧСС. РЭХВ способствуют повышению содержания нитритов в сыворотке крови, что является благоприятным фактом, так как NO играет важную роль в проницаемости ГЭБ для нейромедиаторов и регуляции вегетативных функций. Приведенные данные показывают зависимость выявленных изменений от особенностей функционирования структур мозга и центров интеграции вегетативных функций в условиях старения и действия РЭХВ.

Под влиянием РЭХВ регуляция вегетативными функциями, в частности нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения симпатического и парасимпатического звеньев существенно улучшаются. Увеличивается общая спектральная мощность вариабельности сердечного ритма у старых крыс за счет активности ВНС, что свидетельствует о переходе процесса регуляции на быстрый вегетативный уровень, не присущий пожилому организму. РЭХВ через систему регуляторных механизмов осуществляет мобилизацию источников энергии, тем самым приспосабливая организм комплексом нервных, эндокринных, гемодинамических и обменных процессов к адекватному физиологическому ответу для оптимизации нарушенного гомеостаза.

Впервые установлено, что ритмическое охлаждение в условиях криокамеры (-120 ⁰С) повышает резистентность организма к процессам старения за счет повышения активности антиоксидантной, эндокринной и вегетативной нервной систем организма, в том числе и у людей пожилого возраста. Обосновано положение о том, что ритмические холодовые воздействия являются перспективным методом для коррекции нарушенного гомеостаза у старых животных и у людей.

Ключевые слова: ритмические экстремальные холодовые воздействия, гематоэнцефалический барьер, гомеостаз, центральная нервная, сердечно-сосудистая, эндокринная системы.

ANNOTATION

Babiychyk V.G. Mechanisms of effect of extremely low temperatures on structural and functional state of central nervous system and cardiovascular systems in animals of different age groups. - A Manuscript.

Dissertation for the doctor of medical science degree in specialty 14.01.35 - cryomedicine. - Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv, 2010.

The dissertation is devoted to the studying the rhythmic experimental cold effects (-120 єC) on structural-functional and biochemical indices of the activity of central nervous, cardiovascular, endocrine systems of the animals of different age groups. The role of blood brain barrier in regulation of adaptation to extreme temperature effects was examined. Of special attention is the established fact of recovery of impaired structural and neuroregulatory functions of aged animals' brain. The advantages of proposed cooling methods if compared with the traditional one have been experimentally stipulated. It has been shown that rhythmic cooling much more rapid results in the recovery of physiological ratio of sympathetic and parasympathetic effects of vegetative nervous system on cardiac activity depending on the age and demand of animal's organism functions under low temperature influence. It has been demonstrated that NO plays an important role in regulation of vegetative functions of organism of the animals under low temperature effect. It has been experimentally proved that rhythmic extreme cold effects in aged animals increase the tonus of parasympathetic branch of CNS, reduce the activity of humoral link of cardiac rhythm regulation.

For the first time it has been established that rhythmic cooling under the conditions of cryochamber (-120 єC) increases the resistance of an organism to homeostasis processes during aging due to the rise in activity of antioxidative system. Rhythmic cold effects are perspective methods to correct the impaired homeostasis in aged animals.

Key words: rhythmic extreme cold effects, blood brain barrier, homeostasis, central nervous, cardiovascular and endocrine systems.

Размещено на Allbest.ru