Феноменология изменений поведенческих и гомеостатических показателей организма в период срочной адаптации к разным величинам дополнительного сопротивления дыханию

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Феноменология изменений поведенческих и гомеостатических показателей организма в период срочной адаптации к разным величинам дополнительного сопротивления дыханию

Действие дополнительного респираторного сопротивления (ДРС) на организм отмечается во время работы в индивидуальных средствах защиты органов дыхания, водолазном снаряжении и космическом скафандре [3, 10, 16, 22]. ДРС отмечается при многих заболеваниях бронхо-легочного аппарата-бронхиальной астме, хронических бронхитах и др. [1, 8, 17, 21]. Отсюда становится понятной актуальность проблемы адаптации к ДРС как для физиологии дыхания и профессиональной деятельности, так и пульмонологической клиники. Решение данной проблемы во многом связано с интеграцией смежных областей знаний, позволяющей с разных сторон подойти к изучаемому явлению. Методологической основой такого объединения может служить системный подход, наиболее разработанным вариантомкоторого в медико-биологическом плане, является теория функциональных систем П.К. Анохина (1932-1974).

Целью настоящей работы было изучение системной организации адаптации к ДРС при различных сроках тренировки к действию данного фактора.

В двух сериях исследовались практически здоровые лица (178 человек). Серия изучения срочной адаптации предполагала однократное изучение реакций на включение ДРС; серия с изучением долговременной адаптации характеризовалась длительным (9-12 месяцев) исследованием реакций организма на действие резистивных нагрузок. ДРС предъявлялись в виде аэродинамических беспороговых инспираторных резистивных нагрузок величиной 40,60,70 и 80% от максимального внутриротового давления (Pmmax) [2].

У испытуемых регистрировали пневмотахограмму и интегрированную спирограмму, давление в полости рта, окклюзионное внутрилегочное давление, содержание О₂ и СО₂ в альвеолярном воздухе, оксигемограмму периферической крови, кожно-гальваническую реакцию, интегрированную ЭМГ межреберных мышц, газовый состав и кислотно-щелочное состояние крови, интегральную реограмму тела, реопульмонограмму; регистрировались возникающие поведенческие реакции (этограф), измерялись показатели самочувствия, активности и настроения (САН) и уровень возникающей одышки по Borg. Физиологическая информация посредством информационно-диагностической системы поступала в ПЭВМ, где просчитывались важнейшие производные: парциальное давление О₂ и СО₂ альвеолярного воздуха (PAO₂, PACO₂); альвеолярная вентиляция (VA); работа дыхания (W); сопротивление воздухоносных путей (Raw); общие энерготраты (Е); минутный объем кровообращения (МОК); общее периферическое сопротивление (ОПСС) и др. [4, 5, 6].

Материал статистически обрабатывался с использованием пакета прикладных программ Statgraphics -2,6.

Поведенческий рисунок деятельности определялся преимущественно величиной ДРС и с ростом последнего обогащался реакциями аверсивного ряда: эмоциональным напряжением (p<0,05), актами двигательного возбуждения (p<0,05), реакциями несанкционированного выхода из исследования (p<0,001). Весьма значительным было субъективно-эмоциональное напряжение испытуемых. Уровень субъективного восприятия ДРС, оцениваемый по шкале Борга, при увеличении резистивной нагрузки от 40 до 80% Pmmax, возрастал в 2,3 раза (p<0,001). Приблизительно аналогичная динамика отмечалась по показателям теста САН: с ростом ДРС снижалось самочувствие (p<0,05), уменьшались активность (p<0,05) и настроение (p<0,05).

Резистивные перестройки характера дыхания, наблюдаемые в стадию срочной адаптации, заключались в урежении и углублении дыхания (p<0,05), что позволяло сохранять исходный уровень вентиляции и газовый состав альвеолярного воздуха (p>0,05). Благодаря напряженной работе буферных механизмов, в качестве константы, наиболее «жестко» отслеживаемой гомеостатическими механизмами в период срочной адаптации к ДРС, выступали параметры кислотно-щелочного состояния крови - КЩС (p>0,05).

Особое внимание в настоящем исследовании было уделено системным механизмам долговременной адаптации к ДРС. Формирование такой адаптации сопровождалось достоверным (p<0,05) уменьшением вероятности возникновения ориентировочно-исследовательских реакций и поведения аверсивного типа: актов напряжения (p<0,05), общих двигательных реакций (p<0,05) и реакций срыва маски (p<0,001). Подобная динамика объективных данных, характеризующих поведенческую сферу, может указывать на уменьшение стрессогенности фактора резистивной нагрузки как результата долговременной адаптации [11,13,14].

Со стороны внешнего дыхания отмечались изменения амплитудно-временных параметров дыхательного цикла в сторону увеличения глубины и уменьшения частоты дыхания относительно уровня стадии срочной адаптации. Данные перестройки дыхательного цикла сопровождались относительным уменьшением уровня альвеолярной вентиляции (p<0,05 для 80% Pmmax). Наиболее заметными сдвигами характеризовались показатели энергетики вентиляции. Так, результатом долговременной адаптации явилось уменьшение работы дыхательных мышц на 18% от уровня срочной адаптации на ДРС 40% Pmmax (p<0,05) и 114% на 80% Pmmax (p<0,001). Таким образом, ведущая направленность адаптивных сдвигов внешнего дыхания заключалась в минимизации энергетики вентиляции за счет оптимизации амплитудно-временных соотношений дыхательного цикла и уменьшения альвеолярной вентиляции.

Направленность изменений газового состава в стадию долговременной адаптации, заключалась в увеличении альвеолярной гипоксии и гиперкапнии, достигавших статистически значимых величин (p<0,05) на высоких нагрузках (80% Pmmax). Эти изменения практически не сдвигали (p>0,05) показателей кислотно-щелочного состояния (КЩС) крови даже при адаптации к высоким нагрузкам.

Таким образом, стадия долговременной адаптации к ДРС сопровождалась существенным улучшением функционального состояния испытуемых, что выражалосьпрежде всего в уменьшении признаков стресса и функциональной минимизации в деятельности вегетативных систем. Отражением последней следует считать расширение диапазона газовых констант организма (переход на гетеростатическое регулирование) в сторону альвеолярной гипоксии-гиперкапнии при существенной минимизации физиологических и энергетических затрат [7, 12, 19].

По нашему мнению, системная организация адаптации к ДРС, может быть представлена обобщенной функциональной системой (ФуС). Структура полезного приспособительного результата, обеспечиваемого данной ФуС, определяется стадией адаптивной деятельности (срочная, долговременная). Срочная адаптация к резистивным нагрузкам характеризовалась жесткостью параметров достигаемого результата: обеспечение социально-детерминированных потребностей (потребность в достижениях, материальная потребность и др.) при максимальном сохранении газового гомеостаза и кислотно-щелочного состояния крови. Такой результат адаптации достигался высокой напряженностью работы эффекторов, по существу в рамках механизмов стресс-реакции. При формировании долговременной адаптации, осуществлялся поведенческий или адаптивный системогенез [9]. Отмечалось расширение диапазона газовых показателей в крови и легких (гипоксически-гиперкапнические сдвиги); одновременно структура полезного приспособительного результата обогащалась механизмами функциональной и энергетической минимизации, прежде всего за счет уменьшения работы дыхания. Функциональная и энергетическая минимизация адаптивной деятельности организма обеспечивалась согласованной (взаимосодействующей) работой многочисленных системных механизмов (поведенческих, психологических, психофизиологических, вегетативных), что сопровождалось существенным снижением напряженности адаптации [18, 23, 24].

Выводы

1. Срочная адаптация к дополнительному респираторному сопротивлению характеризуется жесткостью параметров газового гомеостаза и кислотно-щелочного состояния крови, что обеспечивает высокая напряженность работы эффекторов в условиях эмоционального стресса.

2. Переход к долговременной адаптации сопровождается расширением диапазона газовых показателей крови и легких (в сторону гипоксии-гиперкапнии), что существенно снижает напряженность работы эффекторов и проявления стресса.

3. Системные механизмы долговременной адаптации к дополнительному сопротивлению дыханию направлены на обеспечение функциональной минимизации адаптивной деятельности, прежде всего за счет уменьшения работы дыхания.

Литература

респираторный дыхание адаптация

1. Бяловский Ю.Ю. Реципрокные реакции организма на разные величины увеличенного сопротивления дыханию // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2016. №1. С. 19-24.

2. Бяловский Ю.Ю., Абросимов В.Н. Пневматический дозатор внешнего сопротивления дыханию // Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2071790, зарег. 20.01.97. - С. 4.

3. Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В. Реакция систем организма на увеличенное сопротивление дыханию в группах с разным уровнем адаптационных возможностей // Центральный научный вестник, 2016. Том. 1, №4, С. 7 - 11.

4. Булатецкий С.В., Бяловский Ю.Ю. Реакция систем организма на увеличенное сопротивление дыханию в группах с разным уровнем адаптационных возможностей // Центральный научный вестник. 2016. Т. 1. №4 (4). С. 7-10.

5. Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В. Cистемная организация адаптации организма к дополнительному респираторному сопротивлению // Центральный научный вестник. 2017. Т. 2. №10 (27). С. 8-10

6. Булатецкий С.В., Бяловский Ю.Ю., Глушкова Е.П. Реакция неспецифических адаптационных механизмов на увеличенное сопротивление дыханию в группах с разным уровнем физической подготовленности // Norwegian Journal of development of the International Science. 2017. Т. 1. №3. С. 54-61.

7. Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В. Изменения иммунологических показателей в условиях увеличенного сопротивления дыханию у спортсменов // Спортивная медицина: наука и практика. 2016. №2. С. 29-34.

8. Бяловский Ю.Ю., Абросимов В.Н. Капнография в общеврачебной практике // Saarbrucken, 2014

9. Бяловский Ю.Ю. Условный дыхательный рефлекс на увеличенное сопротивление дыханию как экспериментальная модель адаптивной деятельности // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2012. №2. С. 75-84

10. Булатецкий С.В., Бяловский Ю.Ю., Сучкова Ж.В. Особенности физиологического действия дополнительного сопротивления дыханию на механизмы регуляции ритма сердца в группах с разным функциональным состоянием // Вестник Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина. Серия Медицина. 2003. №5 (581). С. 19-20

11. Бяловский Ю.Ю., Сучкова Ж.В., Булатецкий С.В., Шустова С.А., Князев О.В. Оценка вариабельности сердечного ритма в условиях увеличенного респираторного сопротивления // Вестник Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина. Серия Медицина. 2003. №5 (581). С. 33-34.

12. Булатецкий С.В., Бяловский Ю.Ю., Морозов В.Н., Морозова В.И. Изменение показателей стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем у спортсменов при применении дополнительного респираторного сопротивления // Клиническая лабораторная диагностика. 2002. №10. С. 11.

13. Бяловский Ю.Ю. Роль произвольной мотивации в переносимости дополнительного сопротивления дыханию // Физиология человека. 2002. Т. 28. №6. С. 94.

14. Бяловский Ю.Ю. Процессуальный мотив деятельности и переносимость увеличенного сопротивления дыханию // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2001. №3-4. С. 92-98.

15. Бяловский Ю.Ю., Морозов В.Н. Изменения перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в условиях дополнительного респираторного сопротивления // Физиология человека. 1999. Т. 25. №5. С. 127-129.

16. Бяловский Ю.Ю., Морозов В.Н., Шустова С.А. Влияние атровента на показатели функциональной системы свертывания крови // Вестник новых медицинских технологий. 1999. Т. 6. №1. С. 45-46

17. Бяловский Ю.Ю., Морозов В.Н., Шустова С.А. Развитие идей И.П. Павлова об участии легких в регуляции гемостаза // Вестник новых медицинских технологий. 1999. Т. 6. №3-4. С. 7.

18. Белов А.Ф., Бяловский Ю.Ю. Психологические характеристики индивидуальных поведенческих тактик адаптации к дополнительному респираторному сопротивлению. // Психологический журнал. 1998. №2. С. 119.

19. Бяловский Ю.Ю., Морозов В.Н. Реакции системы гомеостаза на дополнительное респираторное сопротивление // Физиология человека. 1998. Т. 24. №5. С. 40-43.

20. Белов А.Ф., Бяловский Ю.Ю. Психофизиологические характеристики индивидуальных поведенческих тактик адаптации к увеличенному сопротивлению дыханию // Физиология человека. 1997. Т. 23. №6. С. 83-91.

21. Бяловский Ю.Ю., Викулин С.В. Показатели кислотно-щелочного состояния крови при хронических обструктивных заболеваниях легких // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 1997. №1-2. С. 16-19.

22. Бяловский Ю.Ю., Викулин С.В. Адаптация человека к дополнительному респираторному сопротивлению в условиях произвольного изменения дыхания // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 1997. №1-2. С. 40-47.

23. Булатецкий С.В. Психофизиология физической подготовки и спорта // Рязань, 2008.

24. McEwen B.S. Physiology and Neurobiology of Stress and Adaptation: Central Role of the Brain. //Physiol. Rev., 2007, vol. 87, pp. 873-904.

Размещено на Allbest.ru