Ритмы, гормоны и недостаток кислорода.


Самые читаемые:
Белокровие
Глисты
Почечные колики
Анализ мочи


Связанные статьи:
Ритмы нашей жизни.
Десинхронизация биоритмов.
Эволюция и биоритмы.
Суточные биоритмы человека.
Значение суточных биоритмов.
Биоритмы и гормоны.
Влияние космических ритмов.
Сезонные биоритмы.
Магнитные бури и здоровье.
Биоритмы и окружающая среда.
Здоровье и Солнце.
Движение и здоровье.
Умственная деятельность и усталость, а также Заключение.

 

 

С теоретической и особенно с практической точки зрения чрезвычайно важно изучить особенности изменения функционального состояния организма в различное время суток при действии таких экстремальных факторов космического полета, как острая гипоксия, ускорение, резкие колебания температуры, космическая радиация и т. д.

Нами исследовались суточные колебания устойчивости животных к кислородному голоданию в обычных лабораторных условиях, а также в процессе длительной акклиматизации к высокогорному климату. В опытах использовались белые крысы-самцы весом 160-200 г. Всего на 218 животных проведено более 400 опытов. Для определения высотной устойчивости, т. е. устойчивости к острому недостатку кислорода, через каждые 3 ч в течение суток осуществлялся подъем животных на высоту 12 000 м и определялось резервное время на этой высоте (время выживаемости). Одновременно с этим была проведена специальная серия экспериментов по выявлению роли адренокортикальных гормонов в механизме изменения устойчивости к гипоксии в различное время суток. Исследования, проведенные совместно с А. М. Рафиковым, показали, что наибольшей устойчивостью к гипоксии (наибольшее резервное время) животные обладают в период от 9 до 12 ч дня. В период от 12 до 18 ч высотная устойчивость несколько понижалась и достигала своего минимума в период от 0 до 3 ч ночи. Затем начиналось постепенное повышение устойчивости к недостатку кислорода. В экспериментах было установлено, что если в период от 9 до 21 ч преднизолон, введенный животным внутрибрюшинно, не оказывал существенного влияния на время выживания крыс, то в дальнейшем (в период от 21 до 9 ч утра) преднизолон отчетливо повышал устойчивость животных к острой гипоксии. При этом установлены закономерные изменения на протяжении суток содержания в крови крыс гормонов. К вечеру уровень кортикостероидов крови понижается и достигает минимума ночью, т. е. как раз в тот отрезок времени, когда в наших опытах у животных наблюдалась наименьшая высотная устойчивость.

Полученные в этой серии опытов экспериментальные данные позволяют выявить закономерность, принципиально новую и важную для теории и практики биологии и медицины, а именно: переносимость гипоксии зависит от уровня содержания кортикостероидов в крови - период минимальной высотной устойчивости совпадает с периодом уменьшения указанных гормонов в крови. Таким образом, худшая переносимость острого кислородного голодания в ночное время в значительной мере обусловлена снижением в этот период выработки адренокортикальных гормонов. Иными словами, суточное изменение уровня кортикостероидов крови обусловливает в определенной степени устойчивость организма к гипоксии в разное время суток.

В последние годы ученых все больше интересует проблема иысокогорья. Разработка теоретических основ и физиологических механизмов адаптации человека к условиям высокогорья приобретает исключительно важное значение в связи с интенсивным освоением новых географических районов на различных континентах нашей планеты и бурным развитием промышленности, сельского хозяйства и животноводства в горах. В настоящее время только в высокогорных районах Азии (Гималаи, Памир, Тянь-Шань) и Южной Америки, в районе перуанских и боливийских Анд на высотах 2000-4000 м проживает более 30 млн. человек. В высотных условиях гораздо реже встречаются такие заболевания, как гипертония, инфаркт миокарда, диабет и лейкемия.

На достаточно высокую умственную и физическую работоспособность постоянных жителей высокогорья указывают интересные исторические исследования о некоторых аспектах социальной и административной организации государства инков. В частности, о высокой культуре инков свидетельствуют утонченные изделия ремесел, памятники, великолепные произведения искусства, ирригационная сеть и т. д.

В настоящее время напрашивается необходимость проведения углубленных и систематических исследований относительно роли генетических факторов в процессе акклиматизации к высотным условиям. Появление человека в условиях высокогорья насчитывает не века, а многие тысячелетия, в течение которых многочисленные поколения людей постоянно подвергались воздействию пысотных факторов. На севере Аргентины, в районе Анд, на высоте 6300 м была обнаружена мумия. Хотя возраст мумии и не был точно установлен, однако эта находка свидетельствует о том, что еще в древние времена высокогорье было постоянной средой обитания для определенной группы населения нашей планеты.

В Тибете на высоте 5000 м находятся заброшенные копи (Тог-Джалунг), в которых в прошлом добывалось золото. И в настоящее время в Перу есть населенные пункты, расположенные на уровне 5200 м, а железная дорога Лима-Ороя пересекает горный хребет на высоте 4800 м.

Выяснение вопроса о максимальной высоте, на которой люди могут жить постоянно, - важная научно-практическая задача для многих отраслей биологии и медицины. Анализ литературных данных показывает, что для людей с устойчивой акклиматизацией, т. е. для аборигенов гор, эта высота должна составлять примерно 5000 м, а для жителей равнины - 4000м. Кстати, на этих высотах в Перу имеется достаточное количество шахтерских центров.

Изучение как генетических, так и приобретенных механизмов адаптации позволит управлять этими реакциями, вскрыть сущность многих патологических состояний, привести к возможности широкой регуляции обмена энергии в организме, а следовательно, найти пути оптимизации искусственной атмосферы для ее применения в клинике, в кабинах летательных аппаратов и в других обитаемых герметических сооружениях.

Если физиологи рассматривают механизмы адаптации на уровне функциональных систем, то биохимики и генетики, стремясь выявить механизмы, связанные с формированием следа долговременной памяти, лежащей, в частности, в основе акклиматизации к гипоксии, адресуются главным образом к процессам хранения следа с помощью дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот, имеющих огромную информационную емкость. Согласно современным представлениям генетическая информация - видовая память - передается от клетки к клетке от организма к организму, т. е. она наследуется. В отличие от генетической памяти главная роль в процессах индивидуальной памяти приписывается молекулам РНК.

Принято считать, что индивидуальная память не наследуется. Новорожденный всему должен учиться сызнова. Согласно данным некоторых авторов новорожденный является как бы новичком в высотных условиях и только лишь в последующем в результате прямого длительного контакта с условиями высокогорного климата у него начинают постепенно развиваться физиологические механизмы адаптации, необходимые для предупреждения гипоксии. Вместе с тем показано, что "естественная акклиматизация" иногда более полная и более совершенная, чем "приобретенная акклиматизация".

Проведенные Хуртадо длительные исследования на переселенных в горные местности жителях прибрежных районов показали, что их производительность труда была значительно ниже, чем у истинных горцев. Об этом свидетельствуют и обстоятельные исследования М. М. Миррахимова, К Ю. Ахмедова, Б. Т. Турусбекова и других отечественных ученых. Установлено, что при длительной акклиматизации к высокогорному климату происходит не только перестройка компенсаторно - приспособительных реакций организма, но и изменения на тканевом уровне.

Исследованиями 3. И. Барбашовой показано, что изменение клеточного химизма заключается в повышении активности окислительно-восстановительных ферментов и в возрастании утилизации кислорода в условиях его недостаточности (усиление анаэробного способа освобождения энергии), а также в изменениях структуры ткани на макромолекулярном уровне. Представляло интерес выявить характер изменения суточных колебаний высотной устойчивости - переносимость острой гипоксии (резервное время на высоте 12 000 м) в различные сроки горной акклиматизации, т. е. в различные периоды тканевой перестройки. С этой целью нами была организована и проведена специальная экспедиция в район Центрального Тянь-Шаня (высота 3200 м). Во время экспедиции удалось установить отчетливую зависимость изменения высотной устойчивости подопытных животных (резервное время и время жизни на высоте 12 000 м) от времени суток. Оказалось, что если в 1-й день пребывания животных в горах на высоте 3000 м наибольшее резервное время было в 8 ч утра, то на 15-й день лучшая переносимость острого кислородного голодания наблюдалась уже в 4 ч утра, а на 30-й день - в 12 ч ночи. Указанные изменения обусловлены двумя процессами: адаптацией организма к гипоксии на тканевом уровне и изменением интенсивности выработки и выделения кортикостероидных гормонов в этих условиях.

Исследования показали, что лабораторные животные в ночное время суток менее устойчивы к рентгеновскому облучению и к возбудителям инфекционных заболеваний. Заживление ран у животных идет быстрее, если эти раны они получили в утреннее и дневное время, т. е. в часы с наиболее высоким уровнем защитных сил организма.

Как известно, для лечения больных в клинике широко примяняется кислородная терапия. Наряду с положительным эффектом длительное вдыхание высоких концентраций кислорода может вызвать и токсический эффект. Кислород - это универсальное средство, но если им пользоваться долго и в больших дозах, он может стать ядом.

В последние годы проводились исследования на животных по изучению влияния циркадных ритмов на порог кислородной токсичности. При этом обнаружилась определенная связь между циркадными колебаниями в функции головного мозга и содержанием серотонина и адреналина в мозговой ткани. Было установлено, что у белых крыс - самцов имеется врожденный циркадный пик защиты против появления судорог при токсическом действии повышенных концентраций кислорода. При пребывании животных в атмосфере чистого кислорода при давлении, равном 4,2 кг/см2, наибольшее время до появления судорог было с 7 до 11 ч дня. Среднее время составляло примерно 60 мин, тогда как в другое время суток средние значения никогда не превышали 30 мин.

Американские ученые Эулер и Холмквист обнаружили циркадные колебания уровня адреналина в мозговой ткани ежей, которые почти параллельны изменениям предрасположенности крыс к судорогам от воздействия чистого кислорода. Защитный эффект мог также оказать наблюдаемый в этот период повышенный уровень содержания серотонина в мозговой ткани.

И здесь мы видим удивительный параллелизм между гормональными и биохимическими реакциями и функциональным состоянием целостного организма. Исследованиями показано, что у человека максимум адреналина в крови наблюдается в 9 ч, а минимум - в 18 ч. С такой же ритмичностью вырабатываются половые гормоны. "Приуроченность" родов к определенному времени суток (у человека - чаще к полуночи) свидетельствует о том, что в это время усиливается деятельность задней доли гипофиза.

Днем в крови человека больше тироксина и адреналина, а ночью - инсулина и гормона паращитовидных желез. Адреналин накапливается в крови до начала периода двигательной активности, как бы подготавливая к ней организм. Все это свидетельствует о том, что суточным ритмом охвачен весь организм как единое сложное образование; благодаря этому организм приспосабливается к ритмически изменяющимся условиям внешней среды.

Интересно отметить, что физиологическая подготовка организма к активной деятельности начинается до пробуждения, а подготовка ко сну - задолго до засыпания. Факты, накопленные в последние годы биоритмологией, объясняют и аргументируют многие общие рекомендации врачей и позволяют более научно обоснованно и правильно вести лечение, достигнуть лучших результатов и избежать нежелательных осложнений.

Всестороннее научное исследование биологических ритмов практически только начинается, и трудно сейчас еще представить все возможности, которые может дать человечеству знание механизма этого явления и. быть может, возможности управления им.

Предыдущая    Следующая

загрузка...
загрузка...