Метаболизм и функции организма при локальной декомпрессии скелетной мускулатуры и внутренних органов. Монография

и7 дней пассивного отдыха после них, с группой из 10 крыс после 1 мес подобных же нагрузок и применения после каждой в течение 7 дней восстановительного периода ежедневной декомпрессии каудальной трети туловища. 5. Морфофункциональное и гистохимическое состояние печени крыс после физических нагрузок в процессе пассивного восстановления и с применением ЛОД.

Известно, что печени принадлежит весьма важная роль в биоэнергетике, белковом, жировом и углеводном обмене, обмене витаминов и многих минеральных веществ. Помимо образования и выделения в 12-перстную кишку желчи, в тканях печени происходит напряженный синтез и ресинтез специфических белков, в частности, образование подавляющей части белков плазмы крови, синтез и депонирование гликогена. Она участвует в выделении из организма продуктов распада гемоглобина, в ней депонируется железо, липовитамины (особенно витамины А, D, Е, а также В), связываются всасываемые из пищеварительного тракта измененные бактериями продукты распада белков. Только перечисленные функции печени, ее роль в биоэнергетике, терморегуляции, кроветворении, депонировании и регулировании объема циркулирующей крови в организме говорят о многообразии

иважности ее функций. Это дало нам основание исследовать реакции данного органа на воздействие ЛОД более подробно.

Вразличные сроки восстановительного периода без применения сеансов локального отрицательного давления и с применением его морфофункциональное состояние печени крыс изучалось в следующих группах животных: в качестве контрольных использовались данные 40 крыс, содержащихся в обычных условиях вивария; группа животных (п=15) выполняла одноразовую плавательную нагрузку до утомления в течение 5-6 ч; четыре группы животных (п=60) выполняли нагрузку, возрастающую ежедневно на 10 мин в течение 30 дней,

81

в конце «тренировочного цикла» крысы плавали 5-6 ч и декапитировались после 7, 14, 21 и 30-дневного пассивного отдыха в виварии; группа животных (п=15) в период восстановления после выполнения описанного «тренировочного цикла» в течение 7 дней подвергалась сеансам баромассажа ежедневно.

Результаты морфофункциональных и гистохимических исследований указанных групп животных сравнивались. Всех животных контрольных и экспериментальных групп этой серии взвешивали, после чего они забивались путем декапитации, затем определяли абсолютный и относительный вес печени и проводили необходимые исследования. Для суждения об изменениях, наступающих в печени при интенсивных физических нагрузках и в восстановительном периоде, изучались следующие показатели: общая картина морфологии гепатоцитов; средняя площадь ядер и количество двухъядерных клеток в гепатоцитах; определение содержания рибонуклеиновой кислоты (РНК) и суммарного белка в гепатоцитах позволило судить о метаболизме белка в печени; суммарный белок в клетках; содержание гликогена в печени; наличие липидов; окислительно-восстановительные ферменты: сукцинатдегидрогеназа (СДГ) и цитохромоксидаза (ЦХО); кислая и щелочная фосфатаза.

Работоспособность икроножных мышц лягушки в зависимости от локального изменения давления определялась с помощью электростимуляции обеих икроножных мышц обездвиженной лягушки, одна из которых реагировала в условиях нормы атмосферного давления, другая – в условиях ЛОД. Причем ЛОД-эффект в этих экспериментах исследовался с учетом роли фактора кровообращения (часть опытов проводилась на лягушках с отключением сердца), а также наличия крови и ее веществ в сосудах (перфузирование сосудов мышц раствором Рингера и инъекция плазмы крови).

82

4.3. Результаты экспериментальных данных исследования работоспособности икроножных мышц лягушек, а также гистологических, гистохимических и морфофункциональных изменений

некоторых внутренних органов крыс под влиянием мышечной деятельности и локальной декомпрессии в процессе восстановления

При одновременной работе икроножных мышц 15 лягушек с сохраненным кровобращением выяснилось, что продолжительность ритмичной работы обеих мышц практически одинакова и в среднем составляет 925 сокращений, а в 17 опытах этой серии с выключенным кровообращением обе мышцы в состоянии воспроизвести в среднем 531 сокращение, т.е. около 57% от продолжительности работы в опытах с сохраненным кровотоком. Во всех опытах по воспроизведению синхронных сокращений икроножных мышц, одна из которых находилась в условиях ЛОД, отмечена более высокая работоспособность мышц, находящихся в зоне воздействия (в среднем на 9%). В подобных опытах на лягушках с предварительно удаленным сердцем также получен выраженный эффект работоспособности в зоне воздействия. При этом абсолютная длительность работы обеих мышц заметно уменьшилась, однако относительная продолжительность работы в условиях ЛОД также была значительно выше исходной (на 44%). В 9 из 12 экспериментов с перфузией сосудов задней половины тела лягушки раствором Рингера работоспособность мышцы, находящейся в зоне пониженного давления, даже уменьшилась по сравнению с работоспособностью другой мышцы. Эта серия наблюдений показала, что в среднем время работы мышцы в условиях ЛОД снизилось на 16%. В серии опытов с инъекцией плазмы в одну мышцу и раствора Рингера с гепарином в другую их работоспособность начинала различаться через 2 ч, после инъекции различия угасали. Из 28 опытов, в которых до раздражения проходило не

83

менее 2 ч, повышение работоспособности мышцы с введенной плазмой отмечено в 18 случаях.

Для исследования кровенаполнения тканей различных органов крыс после физической нагрузки и применения 10-минутной декомпрессии каудальной трети было выбрано два вида нагрузок: неадекватная одноразовая 5-6-часовая нагрузка в виде плавания; 30-дневная постепенно нарастающая, адаптирующая нагрузка, с ежедневным увеличением времени плавания на 10 мин от исходного одного часа до 5-6-часов к концу месяца.

Первая подгруппа неадаптированных к мышечной деятельности животных связана с изучением влияния только утомительной нагрузки; вторая подгруппа таких же животных –

сразовой нагрузкой, завершаемой локальной декомпрессией; третья подгруппа – только с постепенно нарастающей, адаптирующей нагрузкой; четвертая подгруппа – с включением в месячный цикл нарастающей нагрузки декомпрессии каудальной трети тела животных через день.

Полученные результаты исследования кровенаполнения тканей крыс после плавательных нагрузок сравнивались

сконтрольными. Как видно из материалов исследования, одноразовая 5-6-часовая неадекватная организму животных первой группы нагрузка вызывала достоверное увеличение кровенаполнения печени, икроножной мышцы и сердечной. Менее выраженное увеличение кровенаполнения наблюдалось в почке. В селезенке и легких достоверных изменений выявлено не было. Во второй подгруппе применение декомпрессии сразу после 5-6-часовой нагрузки определенным образом связано с различиями в кровенаполнении тканей органов тех крыс, которые не получили сеансов баровоздействий. Так, например, если кровенаполнение печени крыс второй подгруппы существенно не отличалось от контрольных величин, то у крыс первой подгруппы оно существенно превышало контрольный уровень. Качественно подобная реакция наблюдалась в тканях сердечной и икроножной мышц:

84

относительно контроля прирост кровенаполнения обеих мышц имеет место как после «чистой» нагрузки, так и после нагрузки, завершаемой воздействием ЛОД. Однако при сравнении этих величин между собой обнаруживается менее выраженное повышение кровенаполнения в названных тканях у животных, испытавших на себе влияние локальной декомпрессии. Сеанс ЛОД связан со снижением кровенаполнения селезенки и легких у этих же крыс относительно контроля соответственно. В почечной ткани достоверных изменений кровенаполнения опытами этой серии выявлено не было.

Сравнение расчетных данных количества функционирующих капилляров, приходящихся на одно мышечное волокно, и их диаметра после 5-6-часовой нагрузки было обнаружено достоверное увеличение количества капилляров и диаметра функционирующих капилляров относительно контроля. Действие декомпрессии также способствовало достоверному росту числа и диаметра функционирующих капилляров. В третьей подгруппе нарастающая постепенно мышечная деятельность крыс в течение 1 мес вызывала увеличение кровенаполнения в икроножной мышце, в печени, в почках и в сердечной мышце, в легких – снижение на 13,73%. При этом в селезенке достоверных изменений не выявлено. Сочетание ежедневных нагрузок с декомпрессией через день (четвертая подгруппа) было связано с более значительным, чем в предыдущем случае, повышением кровенаполнения ткани сердечной мышцы и менее значительным увеличением этого показателя в печени на 1,03% и икроножной мышце с существенным снижением кровенаполнения в легких и селезенке. В почечной ткани показатели кровенаполнения в данном случае несколько выше, чем в контроле (на 3,05%), но они не подкрепляютсястатистическойзначимостью.

Таким образом, сравнение величин капиллярного кровенаполнения изучаемых органов животных показало, что при сочетании нагрузок с декомпрессией у них появлялись более низкие значения кровенаполнения во всех изучаемых

85

органах при нагрузках без декомпрессии, кроме сердечной мышцы, кровенаполнение которой оказывалось существенно выше. Полученные данные свидетельствуют о восстанавливающем действии локальной декомпрессии на кровенаполнение тканей, оптимизирующем влиянии систематической нагрузки в сочетании с ЛОД на капиллярную сеть. Расчетные данные числа функционирующих капилляров, приходящихся на одно мышечное волокно, и величина диаметра капилляров в икроножной мышце после одного месяца нагрузок и в сочетании с декомпрессией подтверждают эти соображения: число функционирующих капилляров в икроножной мышце увеличилось на 36,84%, а диаметр их на 22,50%. На 54,73% и 44,50% соответственно эти же показатели возросли у неадаптированных животных.

86

Г Л А В А 5

ОСОБЕННОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГИСТОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕКОТОРЫХ ОРГАНОВ КРЫС ПОСЛЕ УТОМИТЕЛЬНЫХ МЫШЕЧНЫХ НАГРУЗОК

5.1. Динамика восстановления кровенаполнения тканей внутренних органов крыс в процессе пассивного отдыха

иприменения локальной декомпрессии

Вэтой серии опытов определялось кровенаполнение тканей тех же органов крыс после одного месяца постепенно увеличивающихся нагрузок в виде плавания и 7 дней пассивного отдыха (пятая подгруппа), а также после нагрузки и применения ежедневной декомпрессии каудальной трети тела животных (шестая подгруппа) в период 7-дневного восстановления. В этой подгруппе семь дней пассивного отдыха после одного месяца нагрузок не приводят к нормализации кровенаполнения тканей. Оно остается значительно повышенным в сердечной мышце, печени, легких и почке. Не обнаружено явно выраженных изменений в селезенке и икроножной мышце по сравнению с данными, полученными сразу после 1 мес выполнения ежедневных нагрузок. Применение ежедневных сеансов ЛОД в течение недели отдыха после прекращения нагрузок (шестая подгруппа) выявило еще более значительное увеличение кровенаполнения в сердечной и икроножной мышцах и несколько ниже – в печени. В других тканях (почки, легкие, селезенка) достоверных изменений не выявлено. Итак, анализируя проведенные исследования по определению кровенаполнения тканей различных органов, необходимо указать на неоднозначное действие декомпрес-

87

сии на организм, совершающий физические нагрузки или находящийся в относительно бездеятельном состоянии. Обнаруживается значительное кровенаполнение многих тканей за счет перераспределения и выхода крови из естественных депо (селезенки, легких) и временного депонирования ее в зоне декомпрессии. Кроме того, локальное баровоздействие оказывает нормализующее влияние на чрезмерно повышенное кровенаполнение тканей застойного гипоксического характера, вызванное утомлением в результате физических нагрузок. По нашим данным, более эффективным восстанавливающим действием на показатели кровенаполнения является сочетание физических нагрузок с сеансами ЛОД в процессе выполнения систематической мышечной работы.

5.2. Характеристика состояния печени крыс после выполнения экспериментальной физической нагрузки

У группы животных серии исследований, в которой продолжительность выполнения физической нагрузки доводилась в конце месяца до пяти-шести часов (адаптированные к нагрузке крысы), относительный вес печени увеличивался относительно контрольного, при этом отмечалось резкое расширение центральных вен, междольковых кровеносных сосудов и синусоидов по всем долькам, обнаружена дискомплексация печеночных балок за счет сдавления их расширенными синусоидами, местами отмечалось расширение пространства Диссе, цитоплазма гепатоцитов гомогенная, мутная, ядра округлые, крупные, с хорошо выраженной хромативной зернистостью, средняя площадь их 53,00 мк. Нагрузка приводит к укрупнению площади ядер по сравнению с контролем, процент мелких ядер уменьшается, увеличивается число крупных ядер, существенно возрастает число двухъядерных клеток. Меняется и картина печеночной тка-

88

ни. Так, РНК окрашивается в ядрышке и оболочке в синесерый цвет, а в цитоплазме – в виде гомогенного бледносерого оттенка. Интенсивность окраски слабее, чем в контроле. Суммарный белок определялся в цитоплазме гепатоцитов ярко-голубыми глыбками и зернами, которые сливаясь, давали диффузионное окрашивание цитоплазмы. Наблюдалось полное исчезновение или резкое уменьшение гликогена в гепатоцитах и накопление липидов: мелкие черные капли их заполняли большую часть цитоплазмы. Активность СДГ, ЦХО резко снижалась: это проявлялось в том, что зерна и гранулы не выявлялись в гепатоцитах, расположенных в центре долек, а по периферии они мелкие и окрашены в бледно-синий цвет. Кислая фосфатаза определялась только в ядрах печеночных клеток, в цитоплазме гепатоцитов она отсутствовала. Отмечалось усиление активности щелочной фосфатазы. Она выявлялась в стенках всех кровеносных сосудов, желчных протоков и стенках синусоидов в виде интенсивного темнокоричневого окрашивания. В той серии опытов, где животные получали одноразовую нагрузку до утомления (5-6 ч неадаптированного плавания), относительный вес печени в среднем составил 3,70±0,05%.

Микроскопически печень животных этой группы выглядела полнокровной, с резким расширением центральных вен, междольковых кровеносных сосудов и синусоидных капилляров с застойными явлениями, печеночные белки сдавлены, гепатоциты бесформенные, цитоплазма мутная, окрашена гомогенно эозином, пространство Диссе расширено, а ядра крупные, большинство из них гиперхромные, со средней площадью 35,00±2,20 мк. Кривая распределения площади ядер имеет широкое основание за счет смещения вправо в связи с появлением крупных ядер, количество двухъядерных клеток увеличилось до 5,09+0,51%.В этой серии наблюдалось снижение интенсивности окраски РНК в цитоплазме гепатоцитов, которая выявлялась в виде диффузного бледносерого цвета, суммарный белок в печеночных клетках опре-

89

делялся в виде крупных, расплывчатых глыбок, сливающихся между собой, давая диффузное ярко-голубое окрашивание цитоплазмы, отмечалось обеднение гепатоцитов гликогеном, мелкие, редко расположенные, бледно-малиновые зерна гликогена выявляются пылевидными вкраплениями в цитоплазме отдельных гепатоцитов и эпителия желчных протоков. Наблюдалось угнетение активности СДГ, ЦХО. В клетках, расположенных в центре долек, зерна и глыбки мелкие и окрашены бледнее, чем в контроле, а на некоторых участках они отсутствуют. Активность кислой фосфатазы понижена (красились только ядра в темно-коричневый цвет) и в цитоплазме не выявлена. Щелочная фосфатаза определялась тем- но-коричневым окрашиванием стенок центральных вен, междольковых кровеносных сосудов, печеночных артерий, желчных протоков и синусоидов.

При физической нагрузке, постепенно доводившейся в конце месяца до 5-6 ч в сутки, и одноразовой, непривычной нагрузке до утомления, в печени отмечены однонаправленные морфофункциональные и гистохимические изменения: увеличивался относительный вес печени, наблюдалось резкое расширение и неравномерное кровенаполнение центральных вен, междольковых кровеносных сосудов и синусоидов на всем протяжении долек. Следствием гемодинамических нарушений явилась паренхиматозная дистрофия печени, которая выражалась в отсутствии четких форм и границ гепатоцитов, изменении окраски их цитоплазмы и была связана с обеднением РНК, гликогена, изменением активности СДГ, ЦХО, кислой и щелочной фосфатазы. Однако эту однонаправленность сдвигов следует рассматривать с точки зрения учета механизмов адаптации к мышечной нагрузке, на что указывают более выраженные количественные характеристики функционального состояния печени, полученные в этой серии исследований (относительный вес печени, средняя площадь ядер гепатоцитов, наличие двухъядерных клеток).

90