МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

ШИШКО ОЛЕНА ЮРІЇВНА

УДК 612.829.3:599.32:615.849.11

Інфрадіанна ритміка стрес-реалізуючих систем і показників неспецифічної
резистентності нейтрофілів периферичної крові щурів при гіпокінетичному
стресі

03.00.13 — фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Сімферополь, 2005

На правах рукопису

Робота виконувалася у Таврійському національному університеті
ім. В.І. Вернадського

Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник доктор біологічних наук, професор

Темур’янц Наталія Арменаківна

Таврійський національний
університет

iм. В.І. Вернадського, професор

кафедри фізіології людини і
тварин і біофізики

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Макарчук Микола Юхимович

завідувач кафедри фізіології

Київський національний
університет

iм. Тараса Шевченко

доктор біологічних наук, професор

Буков Юрій Олександрович

завідувач кафедри физичної
реабілітації

Таврійський національний
університет

iм. В.І. Вернадського

Провідна установа Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАН
України, м. Київ

Захист відбудеться 05.05. 2005 р. о 13 годин на засіданні
спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 у Таврійському національному
університеті ім. В.І. Вернадського за адресою:

95007, Україна, Крим, м. Сімферополь, пр. Вернадського, 4

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Таврійського національного
університету ім. В.І. Вернадського за адресою: 95007, м. Сімферополь,
пр. Вернадського, 4.

Автореферат розісланий 04.04.2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради К 52.051.04
В.С. Мартинюк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією з актуальних проблем сучасної екологічної
фізіології є дослідження адаптаційних процесів до дії різноманітних
факторів (Агаджанян Н.О. 1989; Меєрсон Ф.З. 1993; Кассіль В.Г., 1994).
Відомо, що адаптаційні реакції організму будь-якого типу (стрес,
активація, тренування) характеризуються комплексом неспецифічних
симптомів, що досить повно описані (Сельє Г., 1960; Гаркаві Л.Х.,
Квакіна О.Б. 1990, 1995, 1998). Однак, не вивченими залишаються
неспецифічні зміни часової організації фізіологічних систем при
адаптації до дії різноманітних факторів. Тим часом, відповідно до
сучасних уявлень, часова організація є настільки ж важливою
характеристикою стану організму, як і просторова (Ашофф Ю., 1984; Деряпа
П.Р., 1985; Агаджанян Н.А., 1989; Halberg F., 1991; Владимирський Б.М.,
1995). Часова організація фізіологічних систем характеризується спектром
у широкому діапазоні періодів, у якому досить добре вивчені лише
циркадіанні ритми різних фізіологічних процесів. Показано, що при
розвитку стрес-реакції циркадіанна ритміка окремих показників
(температурний режим, водно-сольовий обмін) і т.д. змінюється (Вайсфельд
И.Л., 1976). Зміни інфрадіанної ритміки, що грають важливу роль у
структурі часової організації, при стресі не вивчені. Більш того, дані
про характер порушень тимчасової організації при стресі суперечливі. Так
Л.П. Агулова (1999) вважає, що розвиток стрес-реакції супроводжується
гіперсинхронізацією показників діяльності визначеної фізіологічної
системи, тоді як Т.К. Бреус і ін. (2002) обґрунтовують точку зору,
відповідно до якої стрес-реакція характеризується розвитком
десинхронозу. Як випливає з аналізу даних літератури, ці твердження
базуються на основі аналізу змін біоритмів окремої фізіологічної
системи, що значно обмежує можливості обґрунтування того чи іншого
висновку. Тому виникає необхідність у дослідженні часової організації
паралельно декількох фізіологічних систем організму.

Відомо, що пусковим механізмом у розвитку неспецифічних адаптаційних
реакцій служить активація стрес-реалізуючих систем. Накопичено велику
кількість даних, що свідчать про зміну вмісту катехоламінів (КА)
(Тигранян Р.А., 1985; Малигіна В.И., 1989; Резников А.Г. і ін., 2003), а
також кортикостероїдів (Тигранян Р.А., 1985; Давидова Н.А., 1989;
Monnіkes H., 1994) при гіпокінетичному стресі. Однак перебудови часової
організації і, зокрема, інфрадіанної ритміки цих показників не вивчені.
Інтегральним показником ефективності адаптаційних реакцій є неспецифічна
резистентність, яку забезпечують, зокрема, нейтрофіли (Корнева О.О.,
Шекоян В.Я., 1982; Горізонтов П.Д., 1983). Саме ці клітини виконують
роль центральної ланки резистентності, оскільки їм властива імунна
реактивність, здатність до фагоцитозу, синтезу і секреціі медіаторів
запалення (факторів некрозу пухлин, інтерлейкінів, макрофагальних
запальних білків), компонентів системи фібринолізу, а також біологічно
активних речовин, що стимулюють ріст клітин і регенерацію; (Маянський
О.Г., Маянський Д.М., 1989; Антоняк Г.Л., 1999). Зміни функціональної
активності нейтрофілів при гіпокінетичному стресі досить добре вивчені
(Михайлов А.В., 1989, Верко Н.П., 2003), тоді як зміна інфрадіанної
ритміки функціональних систем цих клітин залишається не дослідженою.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконувалася на кафедрі фізіології людини і тварин і біофізики
Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського в рамках
теми «Особливості інфрадіанної ритміки фізіологічних процесів у щурів з
різними індивідуальними особливостями і її зміна під впливом ЕМВ ННЧ».
Номер держреєстрації — 0100U001371.

Мета роботи: Дослідити інфрадіанну ритміку екскреції КА,
11-оксикортикостероїдів (11-ОКС) із сечею і показників неспецифічної
резистентності (бактерицидних, гідролітичних і енергетичних систем
нейтрофілів периферичної крові) щурів при гіпокінетичному стресі.

Задачі роботи:

1. Вивчити зміни інфрадіанної ритміки екскреції КА із сечею при
гіпокінетичному стресі.

2. Дослідити зміни інфрадіанної ритміки екскреції 11-ОКС із сечею при
обмеженні рухливості.

3. Визначити вплив гіпокінетичного стресу на зміни інфрадіанної ритміки
функціональної активності нейтрофілів периферичної крові щурів на основі
оцінки їх: а) бактерицидних, б) гідролітичних і в) енергетичних систем.

4. Виявити міжфазові перебудови співвідношень між досліджуваними
системами при гіпокінетичному стресі.

5. Оцінити зміни інфрадіанної ритміки вивчених показників у різні фази
гіпокінетичного стресу.

Об’єкт дослідження. Інфрадіанна ритміка функціонального стану
нейтрофілів крові щурів, показників екскреції адреналіну, норадреналіну
і 11-ОКС із сечею.

Предмет дослідження. Інфрадіанна ритміка функціонального стану
нейтрофілів периферичної крові щурів і показників екскреції адреналіну
(А), норадреналіну (НА) і 11-ОКС із сечею при гіпокінетичному стресі.

Методи дослідження — флуоресцентний метод визначення екскреції А, НА і
11-ОКС із сечею, цитохімічні методи визначення бактерицидних систем
(пероксидаза, неферментні катіонні білки), гідролітичні ферменти (кисла
фосфатаза, протеаза), показники енергетичного обміну
(сукцинатдегідрогеназа і ?-гліцерофосфатдегідрогеназа) у нейтрофілах
периферичної крові. Косинор- і кластерний статистичні аналізи.

Наукова новизна отриманих результатів. Уперше виділений спектр
інфрадіанних ритмів екскреції А, НА і 11-ОКС із сечею у щурів. Уперше
виявлені зміни інфрадіанної ритміки цих систем при обмеженні рухової
активності. Уперше вивчена багатоденна ритміка показників, що
характеризують функціональний стан нейтрофілів крові у щурів при
гіпокінетичному стресі.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані результати мають
фундаментальне значення, тому що значно розширюють уявлення про
інфрадіанну ритміку фізіологічних систем і про закономірності формування
адаптаційних реакцій при гіпокінетичному стресі. Дані проведених
досліджень захищені 2 деклараційними патентами України на винахід.

Отримані в даній роботі відомості про зміни часової організації
фізіологічних систем при гіпокінетичному стресі, включені в лекційний
курс із «Екологічної фізіології» кафедри фізіології людини і тварин і
біофізики ТНУ ім. В.І. Вернадського.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно виконана
експериментальна частина досліджень, зроблен аналіз літературного
матеріалу і статистична обробка отриманих результатів. Розробка
концепції, обговорення даних результатів дослідження проведен за участю
наукового керівника. У роботах, написаних у співавторстві, здобувачу
належать експериментальна частина і деякі теоретичні положення.
Дослідження САС проводилося разом з к.б.н., доцентом кафедри фізичної
реабілітації Таврійського національного університету ім. В.І.
Вернадського Малигіною В.І. Дослідження функціональної активності
нейтрофілів проводилося разом з к.б.н., доцентом кафедри фізіології
людини і тварин і біофізики Таврійського національного університету ім
В.І. Вернадського Чуян О.М.

Апробація результатів дисертації: основні положення дисертації
обговорені на Всеукраїнській конференції молодих учених (Сімферополь,
2003), Міжнародній Кримській конференції “Космос и биосфера” (Партеніт,
2003), Міжнародній Кримській конференції “Биофотоны и когерентные
системы в биологии, биофизике и биохимии” (Партеніт, 2004 р.) і щорічних
наукових конференціях професорсько-викладацького складу Таврійського
національного університету ім. В.І. Вернадського.

Публікації. За результатами досліджень, що ввійшли до дисертації,
опубліковано 13 наукових праць, з них 4 публікації у виданнях,
затверджених ВАК України, 7 тез і матеріалів конференцій. Отримано 2
деклараційних патенти України на винахід.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 194
сторінках комп’ютерного тексту, складається із вступу, огляду
літератури, опису матеріалів і методів дослідження, результатів
дослідження, обговорення результатів, висновків і списку з 372
використаних джерел літератури, із них 103 — роботи закордонних авторів.
Дисертація ілюстрована 36 рисункамим і містить 28 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У «Вступі» обгрунтовується актуальність теми дослідження, формулюється
мета і задачі дослідження, відзначається наукова новизна і практична
цінність отриманих результатів. Зазначен особистий внесок здобувача i
співавторів, разом iз якими були опубліковані наукові праці. Вказується,
на яких наукових з’їздах і конференціях апробовані результати досліджень
і кількість опублікованих робіт за темою дисертації.

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

У цьому розділі викладається характеристика гіпокінетичних розладів,
розглянуто сучасні представлення біоритмології, узагальнено гіпотези про
походження інфрадіаних ритмів, та зміни інфрадіанної ритміки під впливом
факторів різного генеза.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Експериментальна частина роботи виконана на 90 безпорідних білих
щурах-самцях масою 150-200 г, отриманих iз розплідника Інституту Гігієни
і Медичної Екології, Київ, фірма «Фенікс». Вибір щурів як об’єкта
дослідження обумовлений тим, що ці тварини чуттєві до обмеження рухової
активності (Федоров Б.М., 1991). Крім того, до цього часу в літературі
накопичений великий фактичний матеріал про структурно-функціональні
зміни різних органів і систем у цих тварин при ГК (Тигранян Р.О., 1985;
Коваленко О.А., Гуровський М.М., 1980). Для проведення експериментів
відбирали щурів із середнім рівнем рухової активності і низкою
емоційністю, визначених у тесті «відкритого поля», тобто тварин з
однаковими конституціональними особливостями. Це дозволило сформувати
однорідні групи тварин, що однаково реагують на дію різних подразників.
Згідно з літературними даними (Кулагiн Д.А., 1975; Кулагiн Д.А.,
Болондинський Б.К., 1986; Сантана Вега Леонель, 1991; Чуян О.М., 1992),
тварини із середнім рівнем рухової активності переважають у популяції,
тому можна стверджувати, що в них розвивається найбільш типова реакція
на дію різних факторів. Для вивчення інфрадіанної ритміки фізіологічних
процесів відібраних у тесті «відкритого поля» щурів у повторних дослідах
розподіляли на 2 рівноцінні групи по 15-30 особин у кожній. До першої
групи належали тварини, що містяться в звичайних умовах віварію, і
служили біологічним контролем (К), другу групу складали тварини, рухова
активність яких обмежувалася шляхом розміщення їх у спеціальні пенали
(ГК). Дослідження проводили щодня протягом 43-х діб. Умови узяття
матеріалу для досліджень у всіх експериментах були стандартизовані. Кров
для досліджень брали з хвостової вени в у однаковий час доби. Для
дослідження екскреції А, НА і 11-ОКС інтактних щурів поміщали у скляні
обмінні клітки з ґратчастою підлогою з органічного скла зі збірником
сечі (Бойко Т.П., 1953). У щурів з обмеженою рухливістю сечу збирали в
сечоприйомники, вмонтовані в дно клітки.

У даному дослідженні використовували комплекс методик: для визначення А
і НА в сечі була застосована модифікація триоксиіндолового методу
(Бару А.М.,1962), для визначення екскреції 11-ОКС із сечею
використовували метод Sіlber, Porter (1957) у модифікації Н.О. Юдаєва і
М.А. Крехової (1960). Функціональну активність нейтрофілів оцінювали на
підставі дослідження бактерицидних систем нейтрофілів (пероксидази (ПО)
(Gracham J., 1969) і катіонних білків (КБ) (Шубич М.Г., 1974),
гидролітичних ферментів (протеази (ПР) (Лилли і J. Bartner у модифікації
А.В. Михайлова (1985) кислої фосфатази (КФ) методом J. Goldberg, H.
Barka (1962), і окислювально-відновних ферментів — (СДГ і ?-ГФДГ).
Середню активність дегідрогеназ визначали методом, запропонованим Р.П.
Нарцисовим (1969). Для визначення домінування аеробних процесів у
клітині обчислювали відношення середніх активностей СДГ/?-ГФДГ у
нейтрофілах периферичної крові щурів протягом 43-х діб експерименту
(Робiнсон М.В., Топоркова Л.Б., 1986). Для визначення домінування того
чи іншого ферменту в бактерицидній і гідролітичній системах обчислювали
відношення ЦПВ ПО/КБ і ЦПВ КФ/ПР. Кількісну оцінку досліджуваних
показників робили відповідно до принципу L. Kaplow (1965) шляхом
виведення цитохімічного показника вмісту (ЦПВ). У мазках крові,
пофарбованих за Романовським-Гімза, визначали лейкоцитарну формулу.

Статистичну обробку матеріалу проводили обчисленням середнього значення
досліджуваних величин (M), середнього квадратичного відхилення (?),
похибки середнього арифметичного (m). Оцінку вірогідності змін, що
спостерігаються, проводили за допомогою t-критерія Стьюдента. За
достовірну бралася різниця середніх при р?0,05. Для вивчення внутрішньо-
і міжсистемних взаємин вивчених показників використовували кластерний
аналіз, що дозволяє знаходити приховані зв’язки як усередині
функціональних систем, так і між ними. У даному дослідженні використан
один iз методів кластерного аналізу — метод Уорда, результати якого
представлені у вигляді дендрограм.

Тривалість періодів і амлітудно-фазові характеристики досліджених
фізіологічних процесів розраховані за допомогою косинор-аналізу, що дає
повне уявлення про структуру фізіологічних ритмів (Ємельянов I.П.,
1986).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ І ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Результати проведених досліджень свідчать про те, що в динаміці
екскреції А, НА, 11-ОКС із сечею в інтактних тварин яскраво виражена
ритмічна складова. Косинор-аналіз дозволив виявити в цих показниках
набір інфрадіанних ритмів, що містить в собі: ?3,d0, ?5,d0, ?7d,0,
?12d,0, ?14,d0 и ?17d,0 і ?21d,0 періоди. У той же час відзначені і
деякі розходження виявлених ритмів досліджених фізіологічних показників.
Звертає на себе увагу відсутність у спектрах потужності екскреції А і
11-ОКС із сечею 9,0 денного періоду. У спектрі потужності 11-ОКС не
зареєстрований ?17d,0 період. Інфрадіанним ритмам вивчених показників
властиві визначені амплітудні співвідношення. У спектрі екскреції А із
сечею у тварин контрольної групи зі збільшенням періоду зростають
амплітуди виділених ритмів щодо більш коротких періодів (рис. 1). Крім
того, амплітуди ритмів екскреції НА значно перевищують амплітуди ритмів
А і 11-ОКС у всіх виділених періодах. У виявлених спектрах виявлені
розходження в домінуючому ритмі. Так, у спектрі екскреції НА домінує
?3,d0 період, у спектрі А — ?14,d0 і в спектрі 11-ОКС домінуючим є ?5,d0
період. Виявлено, що між показниками екскреції А, НА і 11-ОКС із сечею в
інтактних тварин існують визначені фазові співвідношення, виражені у
визначеній різниці фаз у всіх виділених періодах у показниках екскреції
А и НА і 11-ОКС із сечею в різних періодах.

Таким чином, інфрадіанна ритміка досліджених показників у контрольній
групі тварин характеризується визначеним набором періодів і визначених
амплітудно-фазових співвідношень.

Рис. 1. Спектри потужності екскреції адреналіну, норадреналіну і
11-оксикортикостероїдів із сечею в контрольній групі тварин (К) і щурів
з обмеженою рухливістю (ГК).

Показники функціонального стану нейтрофілів периферичної крові щурів
протягом 43-хдобового експерименту також не залишаються стабільними.

У показниках неспецифічної резистентності косинор-аналізом виявлена
інфрадіанна ритміка, а спектри потужності цитохімічних показників вмісту
КБ, ПР, ПО і КФ, складаються з періодів наступною тривалістю: ?3,d0,
?5,d0, ?7d,0, ?9d,0, ?14,d0 и ?21d,5. Однак у спектрах кожного показника
відзначені деякі розходження. Так, періоди ?3,d0, ?7d,0 и ?14d,0
присутні у всіх спектрах вивчених показників. Так, період ?9d,0
відсутній у спектрах ЦПВ КБ, середньої активності ?-ГФДГ і у відношенні
?-ГФДГ/СДГ, але характерний для спектрів ЦПВ ПО, ПР, КФ, відносин ПО/КБ
і КФ/ПР і середньої активності СДГ. Період тривалістю ?5,d0 діб не
виявлений у спектрах середніх активностей дегідрогеназ, але виявлений у
спектрі їхніх відносини (?-ГФДГ/СДГ). Найбільш часто зафiксованим ритмом
у спектрах вивчених показників є ?3,d0 період досліджених дегідрогеназ.
У спектрі потужності середньої активності ?-ГФДГ виявляється менша
кількість періодів, при зіставленні зі спектрами ЦПВ КБ і КФ. Спектр
періодів досліджених дегідрогеназ характеризується більш вузькою сферою
виявлених періодів. Про це свідчить відсутність у спектрах
дегідрогеназної активності ?5,d0 и ?9,d0 періодів. У спектрах потужності
ЦПВ КБ і середніх активностей і ?-ГФДГ у тварин контрольної групи зі
збільшенням періоду зростають амплітуди виділених ритмів. У спектрах
потужності періодів ЦПВ КФ і ЦПВ ПР, навпаки відзначена тенденція до
зниження амплітуд ритмів щодо значень більш коротких періодів.

Між показниками бактерицидних, гідролітичних і енергетичних систем
нейтрофілів у інтактних тварин існують визначені фазові співвідношення,
виражені у визначеній різниці фаз у всіх виділених періодах. Так, у
?7,d0 періоді в контрольній групі тваринні фази бактерицидних систем
трохи випереджають фази гідролітичних систем. Така ситуація зсуву в часі
активності бактерицидних і гідролітичних процесів забезпечує оптимальні
умови для реалізації функції фагоцитозу (рис. 2).

Дане дослідження показує, що ГК супроводжується істотними змінами
інфрадіанної ритміки показників екскреції А, НА і 11-ОКС із сечею.
Косинор-аналізом виявлені визначені зміни спектрів досліджуваних
показників (рис. 1). Якщо в ритмі 11-ОКС у структурі спектрів змін не
виявлено, то під впливом обмеження рухливості в спектрах потужності
екскреції А и НА із сечею зникли ?11,d0 і навколодвотижневі періоди.

Зміни полягають і у зміні домінуючого ритму. У спектрі потужності
екскреції А в експериментальній групі тварин домінуючим став ?17,d0
період, а НА — ?5,d0 і в спектрі 11-ОКС — ?14,d0.

Рис. 2. Косинорограми інтегральних ритмів відносин гідролітичних (ЦПВ
КФ/ПР) (1) і бактерицидних систем (ЦПВ ПО/КБ) (2) у нейтрофілах крові
інтактних щурів і в щурів iз обмеженою рухливістю: К — контроль, ГК —
гіпокінезія в періоді ?7d,0.

Таким чином, ГК змінює не тільки структуру спектрів, але і домінуючий
ритм. Виявлені також зміни спектральної потужності виявлених ритмів, що
виявлялося у відповідних перебудовах їх амплітудних характеристик. У
спектрі потужності екскреції А с сечею були зареєстровані
різнонаправлені зрушення амплітуд у різних періодах. Для ритмів
екскреції НА (виняток складає ?5,d0 період) як і для ритмів 11-ОКС із
сечею (виняток складає ?14,d0 період) властиве зниження амплітуд, у
порівнянні з цими показниками в контрольній групі тварин (рис. 1).

Вплив ГК приводить і до зміни фазової узгодженості між ритмами екскреції
А, НА і 11-ОКС із сечею, що виражається в зменшенні різниці фаз між цими
показниками в коротких періодах і їх збільшенні у довгих періодах у
порівнянні з контролем.

Таким чином, ГК приводить до виражених порушень інфрадіанної ритміки
екскреції А, НА і 11-ОКС із сечею, що виражаються в грубих порушеннях
структури ритмів, зміні вихідних амплітудно-фазових характеристик.
Сукупність цих даних свідчить про розвиток десинхронозу.

При обмеженні рухливості тварин у показниках функціональної активності
нейтрофілів косинор-аналізом в експериментальній групі тварин були
виявлені зміни їх амплітудно-фазових характеристик. Так, у спектрі ЦПВ
ПО не виявлений ?9d,0 період, у спектрі відносини ЦПВ ПО/КБ відсутні
?14d,0 і?22d,0 періоди, виявлені в контролі. ГК приводить до зміни і
сферi виявлення періодів у спектрі відносини ?-ГФДГ/СДГ, однак змін у
перебудові ритмів у спектрах потужності ЦПВ КБ, КФ середньої активності
?-ГФДГ не відбувається. Вплив ГК приводить до значного зниження амплітуд
у спектрах потужності ЦПВ КБ і ?-ГФДГ, підвищенню в спектрах потужності
ЦПВ ПО і ЦПВ ПР, і до різнонаправленої зміни амплітуд спектра ЦПВ КФ
щодо контрольних значень.

ГК приводить до істотного зрушення фаз у всіх досліджених показниках
функціональної активності нейтрофілів щодо контролю. Фазові зсуви також
характеризуються перебудовою своїх вихідних значень. У бактерицидних
системах при обмеженні рухливості фази ЦПВ ПО випереджають фази ЦПВ КБ у
всіх періодах.

ГК приводить до значних фазових зрушень у відношенні гідролітичних
(КФ/ПР) і бактерицидних (ПО/КБ) систем, тим самим змінюючи ступінь
їхньої синхронізації. У послідовності реалізації бактерицидної і
гідролітичної активності відбувся збій. Фази гідролітичних систем стали
випереджати фази бактерицидних систем, що спотворює реалізацію
функціональної активності нейтрофілів (рис. 2).

?

?

4

j

l

n

p

r

t

v

x

z

|

~

?

?????‚

?

?

?

?

?

U

Ue

TH

???????ває на часову організацію вивчених показників у нейтрофілах
периферичної крові щурів. Це виявляється як у зміні амплітуд вивчених
ритмів, так і в істотних зрушеннях фаз виділених періодів щодо значень
контрольної групи, що свідчить про розвиток десинхронозу.

Зміни міжфункціональних взаємин досліджуваних показників виявлені і за
допомогою кластерного аналізу. Так, виділено два кластери, у які
поєднуються досліджені показники, що характеризують різні функціональні
системи інтактних тварин: до складу першого кластера входять показники
енергетичного обміну нейтрофілів і показники екскреції А, НА і 11-ОКС, у
другий — показники гідролітичних і бактерицидних систем нейтрофілів
(рис. 3).

Рис. 3. Дендрограми кластерного аналізу показників функціональної
активності нейтрофілів крові щурів і стрес-реалізуючих систем у
інтактних тварин (А) і в щурів iз обмеженою рухливістю (Б).

При впливі ГК відзначається перебудова дендрограм досліджуваних
показників, що виражаються в перегрупуванні кластерів, у порівнянні з
контролем, зростанням зв’язків як усередині кластерів, так і між ними,
що свідчить про функціональну напругу досліджуваних систем, викликаній
ГК. Виділено два кластери, у які поєднуються у випадковому порядку
досліджені показники: у перший кластер показники екскреції А, НА і
11-ОКС, середньої активності СДГ у нейтрофілах і ЦПВ ПР, другий кластер
— ЦПВ КФ, середня активність ?-ГФДГ ПО і ЦПВ КБ.

Таким чином, відповідно до наших досліджень, обмеження рухової
активності приводить до порушення інфрадіанної ритміки показників
неспецифічної резистентності і стрес-реалізуючих систем, що є
індикатором несприятливої ситуації.

Згідно з літературними даними стрес-реакція характеризується 3-х фазним
плином. Як свідчать проведені дослідження, у різні фази ОАС порушення
інфрадіанної ритміки виражені по-різному. Перша стадія (тривоги, чи
мобілізації) розвитку ОАС при ГК реєструється протягом перших двох
тижнів, що узгоджується з літературними даними (О.М. Михайлов, 1995;
Н.П. Верко, 2003). При ГК стресі в першій стадії, на прикладі спектра
потужності ЦПВ КБ, підвищується амплітуда у всіх виділених періодах щодо
контролю (рис. 4). У дендрограмі показників функціональної активності
нейтрофілів у першій фазі стресу виявлено два кластери, у які об’єднані
показники ЦПВ ПР -?-ГФДГ — СДГ — ПО, другий кластер складають показники
ЦПВ КФ і КБ, число кластерів залишається таким же як і в контролі, але в
них поєднуються випадково компоненти різних функціональних систем
нейтрофілів (рис. 5). Усі ці зміни свідчать про різку напругу,
дезорганізацію у функціонуванні основних систем нейтрофілів, про
порушення процесу фагоцитозу в першій стадії гіпокінетичного стресу. У
другій стадії, стадії резистентності, амплітудні значення спектру ЦПВ КБ
наближаються до контролю. Дендрограма функціональної активності
нейтрофілів набуває перебудови, унаслідок яких відбувається часткова
нормалізація показників функціональної активності нейтрофілів. У третій
стадії, стадії виснаження, відзначаються різкі перебудови амплітудних
значень спектру потужності ЦПВ КБ убік їхнього зростання щодо контролю.
Про значні перебудови неспецифічної резистентності в дану стадію
свідчить і кластерний аналіз, де в третю стадію ГК стресу поєднуються
показники, що характеризують різні метаболічні шляхи і функціональні
системи нейтрофілів, що вказує на неузгодженість і функціональну
неспроможність досліджуваних показників у вивчених системах.

Таким чином, результати проведених досліджень виявляють розвиток
десинхронозу при гіпокінетичному стресі в діяльності стрес-реалізуючих
систем і показниках неспецифічної резистентності нейтрофілів.

Отримані нами дані, можливо, обумовлені зміною функціональної активності
епіфіза, що вiдiграє важливу роль у забезпеченні часової організації
фізіологічних систем. Відомо, що при стресі зменшується щільність
?-адренорецепторів у пінеалоцитах, що супроводжуються дисфункцієюй
внутрішньоклітинної серотонін-N-ацетилтрансферази, і зменшенням
N-ацетилсеротоніну і мелатоніну (Yocca F.D., Frіedman E.,  1984), що
приводить до зміни секреції основного епіфізарного гормону мелатоніну.
Показано, також, що при стресі не стільки змінюється вміст мелатоніну в
епіфізі, скільки відбувається зсув акрофази його секреції (Арушанян Е.Б
, 1996). Епіфіз є провiдним пейсмекером у широкому діапазоні періодів,
що беруть участь у координації біоритмів, а однією з основних його
функцій є здатність організовувати ритмічну діяльність різних
фізіологічних систем. При порушенні, обумовленому гіпокінетичним,
стресом змінюється і ритмічна діяльність усіх фізіологічних систем
організму, у тому числі САС, ГГНС і показників функціональної активності
нейтрофілів, тих у регуляції діяльності яких бере участь епіфіз.

Рис. 4. Спектри потужності цитохімічного показника вмісту катіонних
білків у різні стадії стресу: тривоги — 1-13 доба досліду (А), стадія
резистентності — 14-32 доба (Б) і виснаження — 33-43 доба (В).

Таким чином, гіпокінетичний стрес приводить до вираженого порушення
часової організації і, зокрема, інфрадіанної ритміки екскреції КА і
11-оксикортикостероїдів із сечею і неспецифічної резистентності. Ці
зміни обумовлені порушенням функціональної активності епіфіза, що
вiдiграє важливу роль у забезпеченні часової організації фізіологічних
систем. Подальші дослідження дозволяють розширити і конкретизувати ці
представлення.

Рис. 5. Дендрограми кластерного аналізу показників функціональної
активності нейтрофілів крові щурів у контролі (А) і в різні стадії
стресу: тривоги — 1-13 доба досліду (Б), стадія резистентності — 14-32
доба (В) і виснаження — 33-43 доба (Г).

ВИСНОВКИ

1. Гіпокінетичний стрес характеризується грубими порушеннями
інфрадіанної ритміки показників екскреції катехоламінів і
11-оксикортикостероїдів із сечею і функціональної активності нейтрофілів
периферичної крові щурів, що свідчить про розвиток десинхронозу.

2. Обмеження рухової активності тварин призводить до зміни інфрадіанної
ритміки екскреції адреналіну і норадреналіну із сечею, про що свідчить
перебудова структури спектрів виділених ритмів, зміна домінуючих ритмів,
різнонаправлені зрушення їх амплітуд і зменшення різниці фаз між цими
показниками у коротких періодах і їх збільшенні у довгих.

3. Обмеження рухливості характеризується перебудовами інфрадіанної
ритміки екскреції 11-оксикортикостероїдів із сечею, що полягають у
зниженні амплітуд і зсуві фаз більшості виділених ритмів без зміни
структури спектру.

4. Гіпокінетичний стрес дезорганізує інфрадіанну ритміку бактерицидних
систем (ЦПВ КБ і ЦПВ ПО) нейтрофілів крові щурів, про що свідчить
зменшення числа виявлених періодів у спектрах, зміни домінуючих ритмів,
збільшення амплітуд виділених ритмів ЦПВ ПО і зниження таких у спектрі
ЦПВ КБ, а також різке зрушення фаз ритмів обох показників у всіх
періодах, що приводить до збільшення їх різниці.

5. Гіпокінетичний стрес приводить до зміни багатоденної ритміки
гідролітичних систем (ЦПВ КФ і ЦПВ ПР) нейтрофілів крові щурів, що
полягає в зміні домінуючого ритму в спектрі потужності ЦПВ ПР,
збільшенні амплітуд виділених ритмів ЦПВ ПР, у їх зниженні в спектрі ЦПВ
КФ і зрушенні фаз обох показників у всіх виділених періодах.

6. Обмеження рухливості тварин викликає істотні порушення інфрадіанної
ритміки енергетичних систем (середньої активності СДГ і ?-ГФДГ) у
нейтрофілах периферичної крові щурів, що полягає в істотних зрушеннях
фаз і зміні амплітуд у всіх виділених періодах щодо значень у
контрольній групі тварин.

7. Гіпокінетичний стрес супроводжується змінами міжфункціональних
зв’язків як між бактерицидними, гідролітичними, енергетичними системами
нейтрофілів, так і між показниками функціональної активності нейтрофілів
і стрес-реалізуючих систем, у результаті чого псується послідовність
реалізації функціональної активності нейтрофілів.

8. Порушення інфрадіанної ритміки в різні стадії гіпокінетичного стресу
виражені по-різному. Максимальні зміни спостерігаються в першу і третю
стадії стресу, тоді, як у другій стадії має місце часткова нормалізація
параметрів інфрадіанної ритміки показників функціональної активності
нейтрофілів периферичної крові і стрес-реалізуючих систем у щурів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ

Статті

Темур`янц Н.А., Чуян О.М., Верко Н.П., Московчук О.Б., Туманянц О.М.,
Шишко О.Ю., Мiнко В.О., Куртсеітова Е.Е. Зміни реакціі організму щурів
на гіпокінезію при дії електромагнітного випромінювання надто високих
частот // Фізіологічний журнал. — 2003 .- Т. 49, №1. — С. 87-93
(Особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних
досліджень, та обробці матеріалів).

Шишко Е.Ю. Изменение инфрадианной ритмики функциональной активности
нейтрофилов крови крыс при гипокинетическом стрессе // Ученые записки
Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия
“Биология, химия”. – 2003. – Т. 16 (55), № 4. – С. 123-129 (Особистий
внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, та
обробці матеріалів).

Шишко О.Ю., Малигiна В.I. Инфрадианная ритмика симпатоадреналовой
системы при гипокинетическом стрессе // Ученые записки Таврического
национального университета им. В.И. Вернадского. Серия “Биология,
химия”. – 2004. – Т. 17 (56), № 1. – С. 108-115 (Особистий внесок
здобувача є достатнім, здобувачем самостійно виконана експериментальна
частина досліджень інфрадіанної ритміки САС, зроблено статистичний
аналіз одержаних результатів).

Шишко О.Ю., Малигiна В.I. Изменение Инфрадианной ритмики активности
стресс-реализующих систем при гипокинетическом стрессе // Ученые записки
Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия
“Биология, химия”. – 2005. – Т. 18 (57), № 1. – С. 65-71 (Особистий
внесок здобувача є достатнім, здобувачем самостійно виконана
експериментальна частина досліджень інфрадіанної ритміки САС, зроблено
статистичний аналіз одержаних результатів).

Патенти

Деклараційний патент України № 2002038186 от 19.03.2002, МПК 7 А 61 №
2/00/ Темур`янц Н.А., Чуян О.М., Верко Н.П., Шишко О.Ю. Спосіб
профілактики і корекції стресу (Особистий внесок здобувача є достатнім,
здобувачем самостійно виконана експериментальна частина досліджень
неспецифичної резистентностi, зроблено статистичний аналіз одержаних
результатів).

Деклараційний патент України № 66085 А, МПК 7 А 61 N2/00/ на винахід
“Спосіб корекції інфрадіанної ритміки фізіологічних і метаболічних
процесів”; Опубл. 15.04.2004. Бюл. № 4, Чуян О.М., Темур`янц Н.А.,
Малигіна В.І., Мартинюк В.С., Мінко В.О., Шишко Е.Ю. (Особистий внесок
здобувача є достатнім, здобувачем самостійно виконана експериментальна
частина досліджень інфрадіанної ритміки САС та неспецифичної
резистентностi, зроблено статистичний аналіз одержаних результатів).

Матеріали наукових конференцій, тези

Temuryants N.A., Chuyan E.N., Martynyuk V.S., Verko N.P., Tumanyants
E.N., Shishko E.Y. Preventive anti-stress effect of low intensity
electromagnetic field //Twenty-Fourth Annual Meeting, Quebec City,
Quebec, Canada, June 23-27, 2002, P.37 (проведення експериментальних
досліджень, аналіз літературного і експериментального матеріалу та деякі
висновки належать здобувачу).

Московчук О.Б., Темурьянц Н. А., Чуян Е.Н., Верко Н.П., Шишко Е.Ю.,
Минко В.А Лимитирование стресс-реакции с помощью ЭМИ КВЧ // Матеріали
Міжнародної конференції, присвяченої пам`яті професора Шостаковської
І.В., Львів. — 2002. – С.138 (проведення експериментальних досліджень,
аналіз літературного і експериментального матеріалу та деякі висновки
належать здобувачу).

Шишко Е.Ю., Темурьянц Н.А., Чуян Е.Н. Изменение инфрадианной ритмики
бактерицидных и гидролитических систем нейтрофилов периферической крови
крыс при гипокинезии // Труды Международной Крымской конференции “Космос
и биосфера”. – Крым, Партенит. — 2003. – С. 201-202 (проведення
експериментальних досліджень, аналіз літературного і експериментального
матеріалу та деякі висновки належать здобувачу).

Темурьянц Н.А., Чуян Е.Н., Шишко Е.Ю. Зміна інфрадіанної ритміки
фізіологічних показників щурів під впливом гіпокинезії // Матеріали
Всеукраїнської науково-практичної конференції, Тернопіль, 14 березня
2003. – С. 135-136 (проведення експериментальних досліджень, аналіз
літературного і експериментального матеріалу та деякі висновки належать
здобувачу).

Шишко Е.Ю., Темурьянц Н. А., Чуян Е.Н. Влияние гипокинезии на изменение
инфрадианной ритмики физиологических показателей крыс // Тез. Матеріали
Всеукраїнської конференції молодых ученых “Актуальные вопросы
современного естествознания – 2003”, Симферополь, 11-13 апреля, 2003. –
С. 97-98 (проведення експериментальних досліджень, аналіз літературного
і експериментального матеріалу належать здобувачу).

Темурьянц Н.А., Мартынюк В.С., Минко В.А., Чуян Е.Н., Шишко Е.Ю.,
Нагаева Е.И. Особенности инфрадианной ритмики физиологических
показателей у крыс с различными индивидуальными особенностями //
Материалы второго Международного симпозиума, Москва, 1-3 марта. – 2004.
– С. 429 (проведення експериментальних досліджень, аналіз літературного
і експериментального матеріалу належать здобувачу).

Temuryants N.A., Shishko E.Y. Changes of infradian rhythmicity of blood
neutrophils bactericidal systems in rats under hypokinetic stress //
Abstract book, 3rd Alecxander Gurwitsch Conference “Biophotons and
coherent systems in biology, biophysics and biotechnology”, September
26- October 2, 2004. – P. 62 (проведення експериментальних досліджень,
аналіз літературного і експериментального матеріалу належать здобувачу).

АНОТАЦІЯ

Шишко О.Ю. Інфрадіанна ритміка стрес-реалізуючих систем і показників
неспецифічної резистентності нейтрофілів периферичної крові щурів при
гіпокінетичному стресі. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за
спеціальністю 03.00.13 — фізіологія людини і тварин — Таврійський
національний університет ім. В.І. Вернадського, Сімферополь, 2005.

Дисертація присвячена вивченню динаміки і інфрадіанної ритміки
показників стрес-реалізуючих систем і функціонального стану нейтрофілів
периферичної крові щурів при гіпокінетичному стресі.

Як показали результати проведених досліджень, показники САС, ГГНС і
функціональної активності нейтрофілів у інтактних щурів характеризуються
визначеним набором періодів і амплітудно-фазових характеристик.

Косинор-аналіз дозволив виявити в показниках САС, ГГНС і функціональної
активності нейтрофілів ЦПВ ПО, КБ, КФ, ПР, СДГ і ?-ГФДГ набір
інфрадіанних ритмів, що містить в собі наступні періоди: ?3,d0, ?5,d0,
?7d,0, ?12d,0, ?14,d0 и ?17d,0 и ?21d,0. Виявлено особливості
інфрадіанної ритміки в досліджених показників у тварин контрольної
групи, що виявляються в неоднаковому наборі періодів, різної сфері
їхнього виявлення, що домінують у періодах, амплітудно-фазових
характеристиках спектрів. Привертає на себе увагу відсутність періодів
?12d,0 и ?17,d0 в інфрадіанній ритміці показників функціональної
активності нейтрофілів у порівнянні з ритмікою показників
стрес-реалізуючих систем.

Показано, що обмеження рухливості приводить до істотних змін
інфрадіанної ритміки всіх досліджених фізіологічних показників
функціонального стану щурів, що виражається в порушенні структури
інфрадіанної періодичності, різкій зміні амплітуд і зсуву фаз у всіх
виділених періодах. Крім того, установлюються нові взаємини між
параметрами функціонального стану досліджених систем. Рухливість, що
розвивається у відповідь на обмеження, загальний адаптаційний синдром
(стрес-реакція) характеризується десинхронозом у показниках
стрес-реалізуючих систем і функціональній активності нейтрофілів
периферичної крові. За допомогою кластерного аналізу виявлені порушення
і міжфункціональних зв’язків, відзначених раніше в контрольній групі
тварин.

Відповідно до проведеного дослідження, ГК приводить до розвитку яскраво
вираженої стрес-реакції з характерним для неї трифазними змінами.
Порушення інфрадіанної ритміки в різні стадії гіпокінетичного стресу
виражені по-різному. Максимальні зміни спостерігаються в першу і третю
стадії стресу, тоді, як у другій стадії має місце часткова нормалізація
параметрів інфрадіанної ритміки показників функціональної активності
нейтрофілів периферичної крові і стрес-реалізуючих систем у щурів.

Дані дослідження свідчать про розвиток десинхронозу. Висловлено
припущення про те, що гіпокінетичний стрес, модельований у нашому
дослідженні, привоздить до вираженого порушення часової організації і,
зокрема, інфрадіанної ритміки САС, неспецифічній резистентності й
активності кори наднирок.

Ключові слова: інфрадіанна ритміка, нейтрофіли, САС, ГГНС,
гіпокінетичний стрес, десинхроноз.

АННОТАЦИЯ

Шишко Е.Ю. Инфрадианная ритмика стресс-реализующих систем и показателей
неспецифической резистентности нейтрофилов периферической крови крыс при
гипокинетическом стрессе. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по
специальности 03.00.13 – физиология человека и животных – Таврический
национальный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, 2005.

Диссертация посвящена изучению динамики и инфрадианной ритмики
показателей стресс-реализующих систем и функционального состояния
нейтрофилов периферической крови крыс при гипокинетическом стрессе.

Как показали результаты проведенных исследований, показатели САС, ГГНС и
функциональной активности нейтрофилов у интактных крыс характеризуются
определенным набором периодов и амплитудно-фазовыми характеристиками.

Косинор-анализ позволил выявить в показателях САС, ГГНС и функциональной
активности нейтрофилов ЦПВ ПО, КБ, КФ, ПР, СДГ и ?-ГФДГ набор
инфрадианных ритмов, включающий в себя следующие периоды: ?3,d0, ?5,d0,
?7d,0, ?12d,0, ?14,d0 и ?17d,0 и ?21d,0. Обнаружены особенности
инфрадианной ритмики в исследованных показателей у животных контрольной
группы, проявляющиеся в неодинаковом наборе периодов, различной области
их выявления, доминирующих периодах, амплитудно-фазовых характеристиках
спектров. Обращает на себя внимание отсутствие периодов ?12d,0 и ?17,d0
в инфрадианной ритмике показателей функциональной активности нейтрофилов
по сравнению с ритмикой показателей стресс-реализующих систем.

Показано, что ограничение подвижности приводит к существенным изменениям
инфрадианной ритмики всех исследованных физиологических показателей
функционального состояния крыс, выражающимся в нарушении структуры
инфрадианной периодичности, резком изменении амплитуд и сдвигах фаз во
всех выделенных периодах. Кроме того, устанавливаются новые
взаимоотношения между параметрами функционального состояния
исследованных систем. Развивающийся в ответ на ограничение подвижности
общий адаптационный синдром (стресс-реакция) характеризуется
десинхронозом в показателях стресс-реализующих систем и функциональной
активности нейтрофилов периферической крови. С помощью кластерного
анализа выявлены нарушения и межфункциональных связей, отмеченных ранее
в контрольной группе животных.

Согласно проведенному исследованию, ГК приводит к развитию ярко
выраженной стресс-реакции с характерным для нее трехфазными изменениями.
Нарушения инфрадианной ритмики в разные стадии гипокинетического стресса
выражены по-разному. Максимальные изменения наблюдаются в первую и
третью стадии стресса, тогда, как во второй стадии имеет место частичная
нормализация параметров инфрадианной ритмики показателей функциональной
активности нейтрофилов периферической крови и стресс-реализующих систем
у крыс.

Данные исследования свидетельствуют о развитии десинхроноза. Высказано
предположение о том, что гипокинетический стресс, моделированный в нашем
исследовании, приводит к выраженному нарушению временной организации и,
в частности, инфрадианной ритмики САС, неспецифической резистентности и
активности коры надпочечников.

Ключевые слова: инфрадианная ритмика, нейтрофилы, САС, ГГНС,
гипокинетический стресс, десинхроноз.

SUMMARY

Shishko E.J. Infradian rhythmicity of stress — realizing systems and
parameters of neutrophils nonspecific resistance of rat’s peripheral
blood by hypokinetic stress. — The Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of candidate
biological science on a speciality 03.00.13 — human physiology and
animals — Taurida National V.I. Vernadsky University, Simferopol, 2005.

The dissertation is devoted to studying dynamics and infradian
rhythmicity stress — realizing systems parameters and a functional
condition of neutrophils rats’ peripheral blood by hypokinetic stress.

As results of the carried out researches have shown parameters SAS, HHAS
and functional activity of neutrophils at intact rats are characterized
by the certain set of the periods and amplitude-phase characteristics.

The Cosinor-analysis let us to find out the set of infradian rhythmicity
in the parameters SAS, HHAS and bactericidal, hydrolytic and energetic
systems. The set includes following periods: ?3,d0, ?5,d0, ?7d,0,
?12d,0, ?14,d0 и ?17d,0 и ?21d,0. The peculiarities of infradian
rhythmicity in investigated parameters are found out in animals of the
control group, shown in an unequal set of the periods, in various area
of their revealing, the dominating periods, amplitude-phase
characteristics of spectrum. The absence of the periods ?12d,0 and
?17d,0 in parameters of infradian rhythmic of functional activity
neutrophils pays to itself in comparison with rhythmic of parameters of
stress — realizing systems.

It is shown, that restriction of mobility results in essential changes
of infradian rhythmicity of all investigated physiological parameters of
a functional condition of the rats, expressing in infringement of
structure infradian periodicity, sharp change of amplitudes and shifts
of phases in all allocated periods. Besides new mutual relations between
parameters of a functional condition of the investigated systems are
established. Developing in reply to restriction of mobility the common
adaptable syndrome (stress — reaction) is characterized by desynchronize
in parameters stress — realizing of systems and functional activity
neutrophils peripheral blood. With the help cluster analysis the
infringements and the interfunctional connections marked earlier in
control group of animals are revealed.

The assumption is stated, that hypokinetic stress modeled in our
research, results in the expressed infringement of the temporary
organization and, in particular, infradian rhythmic SAS nonspecific
resistance and activity of a bark of adrenal glands.

Key words: infradian rhythmic, nonspecific resistance, hypokinetic
stress, neutrophils, desynchronize.

PAGE \* Arabic 1

Похожие записи