Материалы Конкурса молодых учёных
реклама
Интернет-публикация ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН Материалы Конкурса молодых учёных Сборник тезисов 2012 г Оглавление Секция 1.......................................................................................................................................... 4 1. Р. А. Суховершин, М. А. Гилинский Активность диметиларгинин диметиламиногидролазы и продукция аргинина в почечной ткани при миоглобинурической острой почечной недостаточности .......... 4 2. П. А. Авроров, Е. Н. Чесноков, Г. А. Цветовская, Е. Д. Чикова, В. П. Мальцев, А. В. Чернышев Исследование влияния импульсного инфракрасного излучения на оптические и резистентные к гемолизу свойства эритроцитов ............................................................ 5 3. Я. А. Кисарова, Т. А. Короленко Матриксные металлопротеазы при экспериментальных опухолях у мышей .............. 6 4. А. А. Тужикова, И. П. Воронова, Т. В. Козырева Экспрессия генов термочувствительных ТRP-каналов в гипоталамусе и фронтальной коре крыс в норме и при адаптации к холоду ......................................... 7 Секция 2.......................................................................................................................................... 9 5. А. А. Нуштаева Взаимосвязь полиморфизма гена транспортера серотонина с особенностями процессов селекции информации..................................................................................... 9 6. Н. В. Рева Особенности вызванных потенциалов при пассивном восприятии эмоциональной информации и при попытках управления возникновением эмоций .......................... 10 7. Д. В. Юрьев, Е. Н. Жукова, М. М. Геворгян Особенности иммунного реагирования в условиях изменения активности серотониновых 5-HT1A-рецепторов при депрессивно-подобном состоянии ........... 12 8. Н. А. Конева Половые особенности фоновой ЭЭГ: влияние полиморфизма гена переносчика серотонина ........................................................................................................................ 13 9. К. В. Локтев Предсказание паттерна ЧСС при реализации оборонительного рефлекса сердца с помощью гипотезы фазовой реорганизации динамики ЧСС в состоянии физиологического покоя............................................................................ 15 10. А. В. Бочаров, Г. Г. Князев, Л. Г. Митрофанова, Л. В. Пылкова Связанные с агрессивностью и тревожностью осцилляторные ответы в процессе виртуальных социальных взаимодействий ................................................................... 16 11. С. В. Павлов, Л. И. Афтанас Эффекты эмоциональной регуляции на динамику сердечно-сосудистого ответа при восприятии аффективных зрительных изображений ................................................... 17 2 Секция 3........................................................................................................................................ 19 12. С. Ю. Речкина Барочувствительность артериальной стенки у человека ............................................. 19 13. Ю. А. Турсин Исследование функции дыхания у лиц, находящихся в условиях хронического стресса ............................................................................................................................... 20 14. Е. В. Ходырев Особенности кровоснабжения скелетных мышц кур в эмбриональном и раннем постэмбриональном периодах ........................................................................................ 21 15. С. Н. Водяницкий Реакция системы дыхания на плавно нарастающую нормобарическую гипоксию .. 22 16. А. Ю. Терехова, А. П. Пынтиков Эмбриональная гипоксия, вызванная нарушением внешней дыхательной поверхности ............................................................................... 24 17. Е. В. Парамошкина Эффективность метода респираторного биоуправления при коррекции функциональных дыхательных расстройств ...................................... 24 3 Секция 1 Активность диметиларгинин диметиламиногидролазы и продукция аргинина в почечной ткани при миоглобинурической острой почечной недостаточности Р. А. Суховершин, М. А. Гилинский Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория регуляции адаптационных процессов) Адрес электронной почты: [email protected] Снижение биодоступности оксида азота (NO) является одним из ключевых патологических механизмов, участвующих в развитии миоглобинурической острой почечной недостаточности (ОПН). Почка – основной орган, обеспечивающий ферментативную деградацию ингибитора синтеза NO, асимметричного диметиларгинина (ADMA), с помощью диметиларгинин диметиламиногидролазы (DDAH). Кроме того, в почке синтезируется предшественник NO – аргинин (ARG). В данной работе исследовали активность DDAH и скорость продукции ARG в почечной ткани при миоглобинурической ОПН. Помимо этого, оценивали влияние ОПН на циркулирующие в крови уровни этих веществ и их почечную экскрецию. Миоглобинурическую ОПН индуцировали у крыс внутримышечной инъекцией 50% глицерина. Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) определяли по клиренсу креатинина. ARG и ADMA измеряли методом ВЭЖХ с флуоресцентной детекцией после твердофазной экстракции. Активность DDAH в ткани почки определяли по уменьшению количества субстрата (ADMA), скорость продукции ARG – по увеличению количества свободного ARG после инкубации на водяной бане при 37oC. Проверку полученных данных на симметричность распределения проводили критерием Колмогорова-Смирнова, значимость различий средних определяли t-критерием для несвязных выборок. Спустя 72 ч после индукции миоглобинурической ОПН отмечалось выраженное падение СКФ, уремия и креатинемия. Активность DDAH в ткани почки была снижена, однако концентрация циркулирующего в крови ADMA не изменялась значимо. Наряду с этим, наблюдалось значимое повышение суточной экскреции ADMA. Продукция АРГ в ткани почки и его концентрация в крови при миоглобинурической ОПН были снижены. Соответственно, соотношение ARG/ADMA, которое отражает биодоступность NO, было также снижено. Полученные данные свидетельствуют о том, что миоглобинурическая ОПН подавляет основной метаболический путь элиминации ADMA в почке. Однако, низкая скорость гидролиза ADMA в почке не влияет на его концентрацию в плазме, вероятно изза повышенной экскреции ADMA с мочой. Продукция ARG почкой и его концентрация в крови значимо снижается, внося вклад в уменьшение биодоступности NO и усугубляя развитие миоглобинурической ОПН. 4 Исследование влияния импульсного инфракрасного излучения на оптические и резистентные к гемолизу свойства эритроцитов П. А. Авроров*, Е. Н. Чесноков**, Г. А. Цветовская***, Е. Д. Чикова***, В. П. Мальцев**, А. В. Чернышев** Организации: *ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория хронофизиологии), ** Институт химической кинетики и горения СО РАН, ***АНО «Центр Новых Медицинских Технологий в Академгородке» Адрес электронной почты: [email protected] Изучение биологических объектов является одним из традиционных исследований с применением инфракрасного излучения, в последнее время все больший интерес вызывает у исследователей его терагерцовый диапазон. Большинство работ в этой области посвящено исследованию тонких пленок и обезвоженного биологического материала. Это связано с тем, что в нативных биологических объектах существенную долю занимает вода, которая хорошо поглощает инфракрасное излучение, в том числе и в терагерцовом диапазоне. Экстинкция воды меняется от 102 до 104 см-1 в диапазоне от 0,1 до 20 ТГц. Поэтому для работы с нативными клетками требуется особая методика, при которой воздействующее излучение существенно не поглощается средой, окружающей клетку, и клетка таким образом остается нативной. Целью данной работы было исследование изменения свойства резистентности эритроцитов к гемолизу при воздействии на цельную кровь импульсного терагерцового лазерного излучения, генерируемого лазером на свободных электронах (ЛСЭ), и инфракрасного излучения CO2 лазера. Источником импульсного терагерцового излучения служил ЛСЭ Сибирского центра фотохимических исследований и технологий СО РАН. Средняя мощность излучения составляла 5 мВт/см2 для ЛСЭ и СО2 лазера, длины волн излучения составляли 10, 130 и 154 мкм, длительность облучения — 20 минут. Для равномерного облучения эритроцитов во всем объеме кровь интенсивно перемешивалась магнитной мешалкой. Лизис (гемолиз) эритроцитов в изотоническом водном растворе хлорида аммония NH4Cl является процессом, позволяющим выявить физиологическое изменение, происходящее в эритроцитах под воздействием излучения. В процессе гемолиза эритроциты сначала увеличиваются в объеме до сферического состояния вследствие проникновения в клетку ионов NH4+, затем лопаются из-за нарастающего внутриклеточного осмотического давления. Динамика процесса лимитируется скоростью работы основного энергонезависимого мембранного анионного обменника эритроцита, белка полосы 3. Возможное изменение поверхностных белков под воздействием излучения должно повлиять на скорость всего процесса, что будет свидетельствовать об изменении резистентных свойств эритроцитов. Для измерения светорассеяния от одиночных эритроцитов в процессе гемолиза использовался сканирующий проточный цитометр. Эритроциты характеризовались по интегральной интенсивности сигнала светорассеяния, при этом результат измерения гемолиза откладывался на цитограмме “интегральная интенсивность сигнала светорассеяния – время”. Измерение показало, что в процессе гемолиза относительная средняя интегральная интенсивность СПЦ сигнала светорассеяния для облученных эритроцитов со временем становится больше, чем для необлученных. Количественно, при одной и той же средней мощности, излучение СО2 лазера в прерывистом режиме вызвало больший эффект, чем в 5 непрерывном, но меньший чем импульсное терагерцовое излучение, т. е. эффект больше при меньшем времени импульса. Полученные результаты были объяснены возникновением нестационарного теплового нагрева эритроцитов при поглощении импульсного излучения. При одинаковой средней мощности импульсный нагрев более эффективно модифицирует белки, чем непрерывный, ввиду более высокой пиковой мощности и относительно длительного (по сравнению со временем импульса) времени релаксации больших белковых молекул. Данное объяснение согласуется с фактом, что времена релаксации различных процессов в белках находятся в широком временном диапазоне и могут достигать десятков секунд (например, для кинетики сворачивания-разворачивания). Матриксные металлопротеазы при экспериментальных опухолях у мышей Я. А. Кисарова, Т. А. Короленко Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория клеточной физиологии и биохимии) Адрес электронной почты: [email protected] Матриксные металлопротеазы (ММП) — большая группа ферментов, расщепляющих компоненты внеклеточного матрикса (ВКМ). ММП способствуют усилению деградации и ремоделированию компонентов ВКМ при развитии и метастазировании различных видов опухолей у человека и животных. ММП стимулируют гиперпролиферацию опухолевых клеток, активацию ангиогенеза, способствуют стимуляции воспалительного ответа и активации воспалительных клеток посредством модуляции хемотаксических медиаторов, индуцируют ремоделирование ткани, которое приводит к синтезу и деградации различных компонентов матрикса. Несмотря на многочисленные исследования экспрессии и концентрации ММП при различных опухолях у человека и животных, остается не выясненной зависимость активности ММП от вида опухоли, не описана динамика этих показателей в ходе опухолевой прогрессии. Цель — изучить изменения активности ММП при развитии метастазирующей и неметастазирующей опухолей у мышей. Работа проведена на самцах C57Bl/6, массой 26–30 г. Исследовали активность ММП в гомогенатах опухоли и органов (легкие, селезёнка, печень) и в сыворотке крови мышей-самцов С57Bl/6J в динамике развития неметастазирующей опухоли Кребс-2 и аденокарциномы легких Льюис, метастазирующей в легкие (АЛЛ). Забой животных осуществляли на 7-е (начало развития метастазов), 15-е (прогрессирование опухолевого процесса) и 20-е сутки (максимальное развитие опухоли и метастазов). Активность ММП определяли при pH 7,5, используя флюоресцентный субстрат MCA-Pro-Leu-Gly~Leu-DpaAla-Arg-NH2 (American Peptide Company, Inc, США), расщепляющий связь Gly~Leu (Knight et al., 1992). Флюоресценцию оценивали при длине волн возбуждения и эмиссии, соответственно, 328 нм и 393 нм. В качестве стандарта использовали 7-метилкумарин (ICN Biomedicals Inc.). Инкубацию производили в присутствии специфического ингибитора сериновых протеаз фенилметилсульфонилфторида (ФМСФ, Boehringer 6 Mannhein, Германия) в концентрации 0,5 мМ. Для активации проММП применяли специфический активатор аминофенилмеркурий-ацетат (AФМА) в конечной концентрации 1 мМ. Условную активность проММП в образце рассчитывали по разнице общей активности ММП (с АФМА) и активной ММП (без АФМА). Развитие и метастазирование экспериментальных опухолей характеризовалось увеличением активности ММП в ткани опухоли, легких с метастазами, селезёнке и сыворотке крови мышей (на 7-е сут развития опухолей). В динамике развития как метастазирующей (АЛЛ), так и неметастазирующей (Кребс-2) опухолей происходит повышение проММП в ткани опухоли. Тогда как при формировании и развитии метастазов в легких при АЛЛ наблюдается увеличение активных форм ММП в ткани легких. В легких и печени без метастазов у мышей с экспериментальными опухолями отсутствуют изменения как проММП, так и активных форм ММП. Опухоленосительство сопровождается увеличением как проММП, так и активных форм ММП в селезёнке мышей с Кребс-2 и АЛЛ, которое коррелирует с весом селезёнки и опухоли. Полученные данные свидетельствуют о том, что ММП являются показателями развития опухолевого процесса при неметастазирующей опухоли Кребс-2 и метастазирующей опухоли АЛЛ у мышей. Появление проММП и увеличение активных форм ММП в опухолевой ткани при развитии опухолей указывает на продукцию ММП в ткани опухоли. Активные формы ММП вовлечены в формирование и развитие метастазов в легких у мышей с АЛЛ. Экспрессия генов термочувствительных ТRP-каналов в гипоталамусе и фронтальной коре крыс в норме и при адаптации к холоду А. А. Тужикова, И. П. Воронова, Т. В. Козырева Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория термофизиологии) Адрес электронной почты: [email protected] Температурная чувствительность, как на уровне периферических, так и на уровне центральных структур может меняться при длительном воздействии на организм определенной температуры внешней среды — температурной адаптации. Одним из возможных молекулярных механизмов этого может быть изменение экспрессии генов, кодирующих рецепторы медиаторов или ионные каналы, в частности, недавно открытые термочувствительные TRP-ионные каналы: два холодочувствительных — TRPА1, активирующийся при температуре ниже 17 °С, и TRPМ8, который стимулируется при температурах ниже 28 °С, — а также 4 теплочувствительных, которые активируются при повышении температуры: TRPV1 — от 42 °С и выше, TRPV2 — от 52 °С и выше, TRPV3 — в диапазоне 31–39 °С, и TRPV4 — от 25 до 42 °С. Все вместе они охватывают диапазон температур, воспринимаемых большинством млекопитающих. Целью работы было исследование экспрессии генов термочувствительных ТRPионных каналов в гипоталамусе и фронтальной коре у крыс, подвергнутых адаптации к различным температурам внешней среды. В работе были использованы самцы крыс линии Wistar. Адаптация животных к холоду проводилась в течение 5 недель при температуре окружающей среды 4–6 °С и 7 освещении 12 часов свет/12 часов темнота. Контрольные животные в течение этого времени находились в стандартных условиях вивария при температуре 20–22 °С. Экспрессию генов определяли методом количественного ОТ-ПЦР. Было обнаружено, что хорошо выраженная экспрессия генов теплочувствительных TRP-ионных каналов имеет место, как в гипоталамусе, так и во фронтальной коре, чего нельзя сказать о холодочувствительных TRP-ионных каналах, экспрессия которых не значительна. Адаптация к различным температурам внешней среды по-разному сказывается на экспрессии генов термочувствительных ТRP-ионных каналов в отделах мозга. Наши исследования показали, что адаптация к холоду изменяет в гипоталамусе экспрессию гена TRPV3-ионного канала, активирующегося в физиологическом диапазоне температур — от 31 до 39 °С: уровень его мРНК снижается в 1,5 раза по сравнению с контролем. В литературе имеются данные, свидетельствующие о том, что после адаптации животных к холоду уменьшается количество нейронов гипоталамуса чувствительных в области температур 35–38 °С (Kozyreva, 2006). Поскольку температурный диапазон чувствительности этих нейронов и диапазон активации TRPV3-ионного канала совпадают, можно полагать, что данный ионный канал ответственен за обеспечение температурной чувствительности этой части нейронов гипоталамуса и их изменений, возникающих при холодовой адаптации. Следует подчеркнуть, что наблюдаемое понижение мРНК TRPV3ионного канала является специфичным для гипоталамуса, поскольку адаптация к холоду не изменяет уровень мРНК данного ионного канала во фронтальной коре. Таким образом, полученные результаты позволяют приблизиться к пониманию физиологического значения этих каналов и, по-видимому, молекулярных механизмов поддержания температуры тела. 8 Секция 2 Взаимосвязь полиморфизма гена транспортера серотонина с особенностями процессов селекции информации А. А. Нуштаева Организации: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория физиологии когнитивной деятельности), Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирский государственный университет Адрес электронной почты: [email protected] Медиатор головного мозга серотонин (5-HT) участвует в регуляции различных видов поведения (Arango et al., 2003, Lesch, 2004, Popova, 2006), и в настоящее время считается фактором, влияющим на нейропластичность, которая также зависит от средовых влияний, а также пола и возраста индивида. Белок переносчик серотонина, кодирующийся геном SLC6A4, играет важную роль в регуляции пространственной и временной функции 5-HT синапса (Lesch, 1997). В гене SLC6A4 человека выявлен полиморфный сайт 5HTTLPR, включающий 16 (L) или 14 (S) повторяющихся блоков из 22 п.о. (Murphy et al., 2004). Гомозиготы по S аллелю характеризуются сниженной экспрессией мРНК и скоростью инактивации медиатора (Lesch et al., 1996). S аллель связывают с повышенным риском развития различных психических расстройств, таких как депрессия, шизофрения и патологическая тревожность. В тоже время показано, что данный аллель связан с когнитивными процессами. Недавно была выявлена повышенная вербальная и образная креативность у людей гомозиготных по S аллелю (Volf et al., 2009). Креативность связывают с функциями более низкого уровня, в частности, с вниманием (Dietrich, 2004). Эти функции поддаются гораздо более четкому, чем креативность определению и, соответственно, более адекватной диагностике, что делает их более удобным объектом психогенетического изучения и обеспечивает приближение к пониманию генетических основ иерархически более сложных ментальных функций (Равич-Щербо и др., 2000). В настоящее время показано, что более высокая креативность связана с ослаблением селективных процессов в правом полушарии (Вольф и др. 2007). Также обнаружена связь высокой креативности с ослаблением выраженности ориентировочной реакции (Онищенко и др., 2009). Следует отметить, что выявленные связи между креативностью с одной стороны и ориентировочной реакцией с другой были характерны только для мужчин и отсутствовали у женщин (Вольф и др. 2007; Онищенко и др., 2009), что свидетельствует о необходимости учета половых различий при анализе ассоциаций между генотипом и вниманием. Однако такие исследования в отношении полиморфизма 5HTTLPR не проводились. Соответственно, в исследования мы рассмотрели взаимосвязь полиморфизма транспортера серотонина с разными формами внимания. В сформированные группы входили мужчины и женщины этнически русские старшей и младшей возрастных групп, вовлеченные или не вовлеченные в научную деятельность. Образцы ДНК выделяли из букальных соскребов эпителия ротовой полости солевым методом. Генотип определяли с помощью ПЦР с последующим электрофорезом продуктов в 3% агарозном геле. Распределение полиморфизма генотипов 5HTTLPR в 9 группе соответствовало закону Харди-Вайнберга. Непроизвольное внимание – ориентировочная реакции, связанная с новизной предъявляющегося стимула. Для ее изучения была использована разработанная нами модификация odd-ball задачи с латерализованным предъявлением стимулов в компьютеризированном эксперименте. Для исследования трех систем внимания, таких как бдительность, ориентация и исполнительный контроль, в основе которых лежит нейросетевое объединение различных анатомических структур, использовали Attention network test (ANT). Статистическую обработку проводили с использованием ANOVA. Показаны достоверные латеральные различия в выраженности ориентировочной реакции (ОР) (с большей выраженностью ОР в правом полушарии мозга) у женщин носителей S, а у мужчин носителей L аллелей, что свидетельствует о необходимости учета фактора пола при анализе взаимосвязей между генотипом и поведением. При исследование трех систем внимания были получены достоверные различия для системы бдительности, а также для системы исполнительного контроля. Среди носителей S аллеля люди, занимающиеся научной деятельностью, обладали более высоким показателями эффективности системы бдительности по сравнению с людьми, не связанными с наукой. Кроме того, среди людей, не занимающихся наукой, гомозиготы по S аллелю обладали достоверно более низкими показателями по сравнению с носителями L алелля. Для исполнительного контроля показано, что гомозиготы по S и L аллелю старшей возрастной группы обладают достоверно более низкой эффективностью данной системы по сравнению с молодыми, в то время как для гетерозигот таких различий не найдено. Таким образом, наше исследование показывает влияние фактора пола на непроизвольное внимание, в то время как произвольное внимание, представленное системами бдительности и исполнительного контроля, зависит от средовых факторов и возраста испытуемых. Особенности вызванных потенциалов при пассивном восприятии эмоциональной информации и при попытках управления возникновением эмоций Н. В. Рева Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория психофизиологии) Адрес электронной почты: [email protected] Проблема оптимальной адаптации индивида к окружающей среде в последние годы породила интерес к изучению механизмов управления эмоциональными состояниями. Эмоции, будучи важнейшим компонентом регуляции поведения, могут быть важным адаптивным фактором при адекватном восприятии стимулов внешней среды и корректном определении их мотивационной значимости, но в случае неадекватности могут приводить к разбалансировке и ускоренному износу висцеральных систем, результируя в различные соматические заболевания. В этой связи когнитивные методики регуляции эмоциональной сферы могут оказаться эффективным средством сохранения здоровья и повышения качества жизни. Ключевым моментом в них является переоценка поступающей информации (reappraisal), то есть модуляция собственно возникновения эмоции 10 посредством изменения отношения как к индукторам эмоций, так и к состоянию индивида в данный момент. Цели работы: 1) описание особенностей вызванных потенциалов (ВП) при пассивном восприятии эмоциогенных фотографий; 2) выявление изменений ВП при попытках сознательного усиления положительных и ослабления отрицательных эмоций. В эксперименте принимали участие 29 праворуких мужчин (возраст 21–40 лет). Одновременную запись ЭЭГ (62 канала), сердечно-сосудистых показателей, КГР и лицевой ЭМГ производили при предъявлении фотографий нейтрального, приятного и неприятного эмоционального содержания с социальным контекстом. Предъявление каждой фотографии (5 сек) предварялось инструкцией (пассивный просмотр, ослабление или усиление) и завершалось субъективным отчётом по шкалам валентности и активации. В результате было установлено: 1). При пассивном просмотре фотографий положительного эмоционального содержания наблюдалось отчётливое усиление позитивности / снижение негативности ВП в интервале 140–1200 мс в лобных, лобноцентральных, центральных и центрально-теменных областях коры билатерально. 2). При просмотре фотографий негативного эмоционального содержания наблюдалось отчётливое усиление позитивности / снижение негативности ВП в интервале 200–1200 мс в центральных, центрально-теменных и теменных областях коры билатерально. 3). ВП на положительные эмоциональные стимулы относительно ВП на отрицательные стимулы характеризовались большей позитивностью / меньшей негативностью в передних областях коры (лобные и лобно-центральные) и меньшей позитивностью в задних (теменные) во временном интервале 140–800 мс. 4). Сознательное усиление положительных эмоциональных переживаний не приводило к изменению ВП относительно условия пассивного просмотра. 5). Сознательное ослабление отрицательных эмоциональных переживаний относительно условия пассивного просмотра сопровождалось снижением позитивности в центрально-теменных областях коры медиально (CPz и Pz отведения) в интервале 140–2000 мс, достигая максимума в интервале 300–800 мс. Таким образом, при одинаковой выраженности переживания положительных и отрицательных эмоций на субъективном уровне в коре головного мозга наблюдаются разные паттерны активности, при этом различия проявляются не в лево-правом, а в передне-заднем направлении. Попытки усиления положительных эмоций не отражаются на вызванных потенциалах мозга, тогда как установка на ослабление негативных переживаний приводит к топографически фокусированному снижению P300 и поздней позитивности (LPP), считающихся показателями уровня эмоциональной активации. 11 Особенности иммунного реагирования в условиях изменения активности серотониновых 5-HT1A-рецепторов при депрессивно-подобном состоянии Д. В. Юрьев, Е. Н. Жукова, М. М. Геворгян Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО нейрохимической модуляции) Адрес электронной почты: [email protected] РАМН (лаборатория механизмов В настоящее время установлена взаимосвязь мозга, эмоционального состояния и иммунологической реактивности. Особое внимание привлекает вопрос о роли нейроиммунного взаимодействия в этиологии депрессивных расстройств, что связано с широкой распространенностью этой психопатологии, сопровождающейся, как известно, нейрохимическими, поведенческими и иммунологическими нарушениями, что повышает у больных депрессией риск возникновения инфекционных, онкологических, воспалительных и других заболеваний. В свою очередь, иммунологическая дисфункция вносит существенный вклад в патогенез депрессивных состояний, важную роль в развитии которых играет серотониновая (5-НТ) система. При этом установлено, что 5НТ1А-рецепторы участвуют не только в регуляции 5-НТ-нейропередачи, эмоциональных и поведенческих реакциях, но и патогенезе депрессивных заболеваний, обеспечении модулирующей активности антидепрессантов, а также включены в контроль иммунной функции в норме и при психоэмоциональном напряжении. Вместе с тем, несмотря на эти данные, вопрос о роли 5-НТ1А-рецепторов в иммуномодуляции при депрессивных состояниях до настоящего времени остается открытым. Учитывая многообразие форм депрессий, сложность взаимодействия нейроиммунных и психических процессов, все большее значение приобретает поиск адекватных моделей депрессивных расстройств, позволяющих оценить комплекс факторов, имеющих патогентическое значение, среди которых генетические особенности и длительные эмоциональные стрессирующие воздействия являются наиболее важными Цель исследования: выяснить роль пре- и постсинаптических 5-НТ1А-рецепторов в иммуномодуляции у животных с депрессивно-подобным состоянием различного генеза и выраженности. Эксперименты проведены на 850 половозрелых мышах-самцах различных линий в возрасте 2,0–2,5 месяца массой 22–30 г. В работе использованы 2 экспериментальные модели депрессивно-подобного состояния: наследственно детерминированное депрессивно-подобное поведение (мыши линии ASC) и депрессивно-подобное состояние, сформированное у мышей линии С57BL/6J в результате социального стресса различной продолжительности. Определение СD16+/32+, CD4+ и СD8+ клеток в периферической крови и селезенке проводили методом проточной цитофлуорометрией (цитофлуориметр «FACS Calibur» («Becton Dickinson», USA), используя программное обеспечение «CellQuest Рro». Иммунный ответ тестировали по числу IgM -, IgG-антителообразующих клеток (АОК) в селезенке. Для фармакологического анализа применяли селективные препараты, изменяющие активность 5-НТ1А-рецепторов. Впервые установлено, что независимо от используемой экспериментальной модели, генетическая предрасположенность или воздействие социального стресса, 12 депрессивно-подобное состояние характеризуется угнетением IgM- и IgG-иммунного ответа. Показано, что генетической особенностью мышей линии ASC с наследственнодетерминированным депрессивно-подобным поведением является снижение в периферической крови и селезенке индекса иммунореакивности (СD4/CD8), обусловленное уменьшением числа CD4+ клеток (Т-хелперы) и повышением CD8+ клеток (Т-супрессорные/цитотоксические). Кроме того, для них характерно более низкое содержание числа CD16+/32+ клеток (естетственные киллеры) в селезенке по сравнению с мышами родительской линии СВА без признаков депрессии. Активация постсинаптических 5-НТ1А-рецепторов агонистом 8-ОН-DPAT (1.0 мг/кг) вызывает угнетение иммунного ответа у контрольных без депрессивных проявлений мышей линий СВА, AKR, а также C57BL/6J (без опыта конфронтаций), но повышает иммунологическую реактивность у мышей ASC с наследственно детерминированным депрессивным поведением и не оказывает эффекта у мышей линии C57BL/6J с депрессивным поведением, сформированным в условиях 10- и 20- дневного социального стресса. Активация соматодендритных (8-ОН-DPAT, 0,1 мг/кг) или блокада постсинаптических 5-НТ1А-рецепторов (WAY-100635, 1,0 мг/кг) повышает сниженную при депрессивно-подобном состоянии иммунологическую функцию только на ранних стадиях его развития (10-дневный опыт поражений у мышей линии C57BL/6J). Таким образом, можно полагать, что эффект на иммунный ответ изменения активности пре- и постсинаптических 5-НТ1А-рецепторов зависит от причины возникновения развития депрессивно-подобного состояния и обусловлен функциональным состоянием 5-НТ1А-рецепторов. Нормализация сниженной при депрессии иммунологической реактивности через влияние на активность 5-НТ1Арецепторов может быть достигнута только на ранних стадиях развития депрессивноподобного состояния. Использование двух моделей депрессивно-подобного состояния — генетически детерминированного и выработанного в результате длительного опыта конфронтаций при социальном стрессе — является перспективным для выявления сопряженности уровня иммунного ответа, функциональной активности медиаторных рецепторов и выраженности депрессивного состояния разного генеза. Полученные данные открывают возможности для разработки новых принципов иммунокоррекции и подбора наиболее эффективной схемы лечения с учетом особенностей депрессивного состояния, тем более, известно, что 5-НТ1А-рецепторы являются мишенью для действия широко применяемых в клинике антидепрессантов и анксиолоитиков. Половые особенности фоновой ЭЭГ: влияние полиморфизма гена переносчика серотонина Н. А. Конева Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория физиологии когнитивной деятельности) Адрес электронной почты: [email protected] Известно, что фоновая активность мозга во многом определяется генетическими особенностями организации медиаторных систем мозга. Серотонин является одним из 13 главных медиаторов головного мозга и, как считается в настоящее время, влияет на его нейропластичность и формирование нейронных сетей (Gaspar et al., 2003). В свою очередь нейропластические процессы связаны со средовыми воздействиями и полом. Ключевым элементом, регулирующим функцию серотонинового синапса, является трансмембранный белок-транспортер, осуществляющий обратный захват медиатора из синаптической щели. В гене переносчика серотонина человека выявлено два функциональных полиморфных региона. Первый из них, 5HTTLPR находится в регуляторном участке гена и включает 16 (L) или 14 (S) повторяющихся блоков из 22 пар нуклеотидов (Lesch et al., 1996). Второй полиморфный регион Stin2 VNTR находится во втором интроне гена и содержит 10 либо 12 тандемных повторов (Heils et al., 1996). Короткие аллели характеризуются сниженной экспрессией гена и, следовательно, меньшей скоростью удаления медиатора из синаптической щели. Данные полиморфизмы были определены как факторы риска для развития различных психических расстройств, таких как депрессии, тревожность, аддикции (Gorwood et al., 2000; Kuzelova et al., 2010), также связанных и с полом испытуемых. Изучения индивидуальных особенностей фоновой активности мозга является важным, так как эта активность определяет характеристики последующей когнитивной деятельности (Klimesch et al., 2006; Вольф и Тарасова, 2010). Целью данной работы было выявление ассоциации 5HTTLPR и Stin2 VNTR полиморфизмов с половыми особенностями фоновой ЭЭГ. В исследовании принимало участие 84 мужчины и 76 женщины. ЭЭГ регистрировали в 60 стандартных отведениях в состоянии покоя при закрытых глазах. Для каждого отведения вычислялась спектральная мощность в индивидуальных диапазонах (∆, θ, α1, α2, α3, β1, β2, γ), после чего проводилась суммация мощности по регионам: передние лобные, лобные, центральные, центрально-височные, височные, теменные и затылочные. Статистическую достоверность результатов проверяли с помощью дисперсионного анализа (ANOVA). В нашем исследовании были выявлены половые различия у гомозигот по короткому аллелю 5HTTLPR полиморфизма по всем частотным диапазонам от ∆ до α3: мужчины показали большую мощность ритмов в теменной и затылочной областях по сравнению с женщинами. Для высокочастотных диапазонов (β1, β2) женщины показали большую мощность, чем мужчины в лобных отделах для гетерозигот и в теменных для гомозигот по l-аллелю. Для Stin2 VNTR полиморфизма в β1, β2 диапазонах показано наличие половых различий для гомозигот по s и l аллелям у лиц не связанных с наукой и их отсутствие у лиц, занимающихся научной деятельностью. Таким образом, можно утверждать, что 5HTTLPR и Stin2 VNTR полиморфизмы влияют на фоновую активность мозга, причем данное влияние зависит от пола. Следовательно при исследовании ассоциаций данных полиморфизмов с мозговой активностью следует учитывать фактор пола, иначе результат может оказаться ошибочным. Кроме того полученные результаты позволяют предположить, что 5HTTLPR полиморфизм связан с глобальным влиянием фактора пола на фоновую ЭЭГ, в то время как Stin2 VNTR полиморфизм опосредует полоспецифические влияния социальных условий жизни индивидуума, в частности вовлеченности в сложные виды интеллектуальной деятельности. 14 Предсказание паттерна ЧСС при реализации оборонительного рефлекса сердца с помощью гипотезы фазовой реорганизации динамики ЧСС в состоянии физиологического покоя К. В. Локтев Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория психофизиологии) Адрес электронной почты: [email protected] К настоящему времени достаточно хорошо документированы, описаны и типологизированы характерные паттерны вызванной активности сердечно-сосудистой сиситемы в ответ на стимулы разной силы и длительности. Различные величины параметров данных стимулов (силы и длительности) обусловливают и различные соотношения и динамику психофизиологических процессов: внимания, мотивации и вегетативной активации в ходе развертывания ответа организма. Априори можно полагать, что существующая структура отношений между этими психофизиологическими процессами (компонентами) закономерна и адаптивна, хотя и ещё не до конца изучена. Внутренняя структура одного из вышеперечисленных компонентов психофизиологического процесса — вегетососудистой активности, классически представляется в основном как результат динамического взаимодействия симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Это взаимодействие, в различном временном масштабе (длительном или кратковременном), приводит, соответственно, к тоническим или фазическим изменениям сердечно-сосудистой активности. Фазические изменения разных параметров сердечно-сосудистой активности, и, в частности, рассматриваемой ЧСС, являются квазипериодичными осцилляциями, которые имеют различные источники и, соответственно, различные частотноамплитудные характеристики. Эти фазические влияния конвергируют на сердце и модулируют его собственную, пейсмекерную частоту сокращений. Таким образом, динамика ЧСС — это суперпозиция всех модуляторов сердечного ритма разной частоты. Это хорошо видно при спектральном анализе временных рядов ЧСС. Наблюдаемые паттерны вызванной активности ЧСС в оборонительном рефлексе сердца (ОРС) имеют характерную волновую форму: выделяют первую (коротколатентный, так называемый стартл-компонент реакции), вторую волны (длиннолатентный компонент). Возникает вопрос: почему формируется именно такие паттерны ОРС и какую роль в их формировании играют достимульные фазические изменения ЧСС? Совершенно естественно, что фазические вегетативные влияния «работающие» в течение физиологического покоя не могут вдруг исчезнуть после предъявления стимула. И тем не менее, анализируя профили ОРС, их как бы «недооценивают». Логично предположить, что после нанесения аверсивного стимула, вызывающего ОРС («белый шум», громкостью 110 дБ, длительностью 1 с), фазическая активность покоя определенным образом перестраивается, реорганизуется, а тоническая проявляется, в частности, как её амплитудная модуляция. В качестве возможного механизма такой реорганизации фазической, волновой активности покоя предлагается механизм обнуления фаз (phase resetting) всех волновых модуляторов в момент предъявления стимула. Если такой механизм действительно имеет место, то он позволит 15 выводить из информации о динамике покоя индивида профиль его вызванной активности, в ходе реализации ОРС. Данная гипотеза не нова: так, она является в нейрофизиологии одной из ведущих в объяснении паттерна вызванных (связанных с событием, ERP) потенциалов мозга. В данной работе сделана попытка экстраполировать эту гипотезу и на объяснение формирования паттерна вызванной (на примере оборонительной, как наиболее выраженной и развернутой) активности ЧСС. Для этого был проведён спектральный анализ временных рядов R-R интервалов ЭКГ длительностью 7 минут, записанный в состоянии физиологического покоя с открытыми глазами. Далее были получены соответственно спектрограммы мощности для каждого из 45 испытуемых, из которых получены действительные значения амплитуд основных модуляторов сердечного ритма. Далее, согласно вышеуказанной гипотезе, из полученных гармоник был путем их суперпозиции получен «синтезированный» профиль ОРС, который сравнивался с реально зарегистрированным. Средний «реальный» по 45 испытуемым профиль ОРС и средний «синтезированный» коррелируют между собой с r = 0,76, p = 0,000. Таким образом, получается, что около 50% (r2 = 0,57) вариативности ЧСС при реализации ОРС может объясняться фазовыми перестановками модуляторов сердечного ритма. Остальной вклад будут давать изменения амплитуды и частоты данных модуляторов. Связанные с агрессивностью и тревожностью осцилляторные ответы в процессе виртуальных социальных взаимодействий А. В. Бочаров, Г. Г. Князев, Л. Г. Митрофанова, Л. В. Пылкова Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория механизмов регуляции памяти) Адрес электронной почты: [email protected] Агрессивность и тревожность — важные свойства, приобретенные в ходе эволюции и необходимые для адаптации к окружающей среде, но при чрезмерной выраженности они могут иметь негативные последствия. Агрессивность и тревожность сходным образом проявляются при восприятии (Knyazev et al., 2008), и тревожные и агрессивные люди воспринимают нейтральные или двусмысленные ситуации как угрожающие (Marsee et al., 2007) но эмоциональные и поведенческие проявления агрессивности и тревожности могут быть различны. Личностные свойства ярко проявляются в процессе межличностного общения. Целью работы было изучение поведенческих ответов и осцилляторной динамики коры мозга в процессе виртуальных социальных взаимодействий у испытуемых с разной выраженностью агрессивности и тревожности. Выборка составила 49 студентов (27 мужчин и 22 женщины), средний возраст составил 21,2 ± 3,7. Использовали опросник Басса-Перри на агрессию (Buss, Perry, 1992) и опросник Спилбергера на личностную тревожность (1970). В компьютерной игре имитации социальных взаимодействий были использованы фотографии лиц из коллекции Ekman и Friesen (1976) с тремя типами эмоциональных выражений (враждебные, нейтральные, дружелюбные). Во время записи ЭЭГ испытуемые вступали во «взаимодействие» с аватаром и им предоставлялся выбор из трех вариантов — уклониться от встречи, предложить дружбу, или атаковать. Временно-частотное разложение сигнала 16 производилось с помощью вейвлет преобразования. Для оценки изменений в спектральной мощности вызванных взаимодействием с виртуальным персонажем рассчитывали связанные с событием спектральные пертурбации с помощью пакета EEGLAB toolbox. Локализацию источников ЭЭГ ответов производили в программе sLORETA. Независимо от типа эмоционального выражения предъявляемого лица испытуемые с высокими оценками агрессивности чаще атаковали и реже уклонялись от контакта. При выборе атаки, увеличение мощности дельта и тета осцилляций в орбитофронтальной коре у них было больше, чем у испытуемых с низкими оценками агрессивности. Тревожные испытуемые чаще избегали контакта и реже предлагали дружбу, чем испытуемые с низкой тревожностью, и это было наиболее выражено для счастливых и нейтральных лиц. При выборе избегания контакта у них наблюдалось увеличение мощности дельта и тета в правой височной области коры. Связанные с агрессивностью поведенческие выборы в ситуации виртуальных социальных взаимодействий связаны с увеличением дельта и тета осцилляций в орбитофронтальной коре, которая участвует в обработке эмоциональных стимулов (Bermpohl et al., 2006), принятии решений в ситуации конфликта (Deppe et al., 2005) и в приписывании намерений другим людям. У тревожных испытуемых наблюдалось увеличение дельта и тета осцилляций в правой височной области, которая связана с угадыванием намерений других людей и дедуктивным мышлением (Brunet et al., 2000). Эффекты эмоциональной регуляции на динамику сердечно-сосудистого ответа при восприятии аффективных зрительных изображений С. В. Павлов, Л. И. Афтанас Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория психофизиологии) Адрес электронной почты: [email protected] Эмоции играют ключевую роль в адаптации человека к условиям окружающей среды. Наличие адекватных по качеству, интенсивности и продолжительности эмоциональных реакций предотвращает развитие психологических и психосоматических нарушений. Так, например, частое и длительное переживание негативных эмоций может привести к срыву сердечно-сосудистой реактивности и развитию таких заболеваний, как артериальная гипертензия, атеросклероз и ишемическая болезнь сердца. Цель настоящего исследования состояла в изучении влияния волевой регуляции эмоций на временную динамику сердечно-сосудистого ответа во время просмотра зрительных изображений, вызывающих положительные и отрицательные эмоции. В исследовании приняли участие 29 здоровых мужчин в возрасте 20–37 лет (M = 25,6, SD = 5,2). Испытуемые не принимали медикаментов и имели нормальные значения артериального давления (систолическое АД: M = 115,4, SD = 9,7; диастолическое АД: M = 77,0, SD = 9,6). Непосредственно перед началом психофизиологического исследования каждый испытуемый под руководством экспериментатора осваивал основные приемы регуляции эмоций с помощью метода когнитивной переоценки ситуации. Во время просмотра негативных фотографий испытуемым давалась инструкция воспринимать и оценивать изображенные события таким образом, чтобы они не вызывали 17 отрицательных эмоций. Во время просмотра позитивных фотографий испытуемые, наоборот, должны были максимально полно вжиться в изображенные события, усиливая свои положительные эмоции. Собственно исследование состояло из демонстрации 64 негативных, 64 позитивных и 34 нейтральных изображений, каждое из которых предъявлялось в течение 5 секунд. 50 процентов негативных и позитивных фотографий предъявлялись без какой-либо инструкции и служили в качестве контрольного условия. После предъявления каждой фотографии испытуемые оценивали свое эмоциональное впечатление по 2-м девятибалльным шкалам («знак эмоции» и «эмоциональная активация»). Динамика ряда ключевых показателей сердечно-сосудистого ответа регистрировалась каждую секунду с помощью неинвазивного монитора поударных значений сердечно-сосудистой активности Finometer. Регистрировались следующие показатели: среднее артериальное давление (СрАД), общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС), ударный объем сердца (УО), минутный объем сердца (МОС), частота сердечных сокращений (ЧСС). Просмотр всех категорий изображений сопровождался сердечно-сосудистыми реакциями характерными для восприятия зрительных стимулов: снижением ЧСС, СрАД, МОС, ОПСС и усилением УО. Регуляция отрицательных эмоций во время просмотра негативных стимулов сопровождалась снижением УО на протяжении всего просмотра, что свидетельствует о снижении контрактильной активности миокарда вследствие блокирования симпатических влияний на сердце. Примечательно, что волевое усиление положительных эмоций ассоциировалось, наряду с усилением субъективных переживаний, с более быстрым восстановлением СрАД и УО к исходным значениям и менее выраженному снижению ЧСС, что может являться следствием снижения как симпатических, так и парасимпатических влияний. Результаты исследования в целом показали, что методика когнитивной переоценки эмоциональной ситуации обладает протективным эффектом на сердечно-сосудистую систему приводя к экономизации сердечно-сосудистого ответа, как при волевом ослаблении отрицательных, так и волевом усилении положительных эмоций. 18 Секция 3 Барочувствительность артериальной стенки у человека С. Ю. Речкина Организация: Санаторий «Ельцовка» МО РФ Адрес электронной почты: [email protected] В медицинской и биологической климатофизиологии человека наблюдается парадоксальная ситуация: все слышали о негативном влиянии погодных факторов на чувствительных людей, но никто не знает, каким образом человек воспринимает эти воздействия. Целью настоящей работы было проверить гипотезу о том, что атмосферное давление (АтД) является ведущим фактором, обусловливающим патологическую метеолабильность, и что артериальная стенка как чувствительная к механическим воздействиям мембрана является распределенным «барорецептором» в организме, чутко воспринимающим изменения давления на дне воздушного океана — в местообитании человека. В условиях стационара в г. Новосибирске в первые дни пребывания в клинике обследованы пациенты с артериальной гипертензией 1–2 степеней — 82 женщины и 194 мужчины в возрасте 35–75 лет. Выбор нозологии был обусловлен известной повышенной метеочувствительностью гипертоников в сравнении с больными другими хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями. Для измерения эластичности и диаметра артерий бедра и плеча, а также показателей артериального и венозного кровотока в интактном состоянии мышечной гемодинамики предплечья и голени и после кратковременной ишемии конечностей использовались методы осцилловазометрии и окклюзионной плетизмографии. Результаты обрабатывались с помощью методов сравнения независимых групп и повторных измерений, корреляционного и многомерного регрессионного анализов при использовании уровней АтД в день обследования и за 1– 2 дня до него как основной независимой переменной, а пола, возраста, систолического и диастолического артериального давления и сезона в качестве ковариат. Показатели жесткости артериальной стенки: упругое эластическое сопротивление артерий в интактном и релаксированном состоянии, а также модуль упругости — показывали прямую связь с АтД, наблюдавшимся в день обследования, но не за 1–2 дня до него. Связь сильнее выражена в сосудах плеча, чем бедра, у мужчин сильнее, чем у женщин, при выраженной гипертензии сильнее, чем при слабой, у молодых людей сильнее, чем у пожилых с границей около 46 лет. Полученные результаты позволяют заключить, что показатели эластичности крупных артерий мышечного типа изменяются при сдвигах АтД. Эти сосуды могут быть первичным звеном в цепи реакций гемодинамики на метеорологические пертурбации. Меньшая барореактивность артерий у женщин и пожилых больных может объяснять их повышенную метеочувствительность. 19 Исследование функции дыхания у лиц, находящихся в условиях хронического стресса Ю. А. Турсин Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория физиологии дыхания) Адрес электронной почты: [email protected] Цель: Выявление признаков хронического стресса у курсантов следственного комитета. Материалы и методы: В исследовании приняли участие здоровые лица, курсанты следственного комитета в количестве 81 человек: 64 мужчины и 17 женщин. При исследовании использовались методики капнографии, пульсоксиметрии, психометрии. В течение 5 минут у обследуемых производилась запись капнограммы, регистрация пульса и напряжения кислорода в артериальной крови (SPO2). В конце записи производилась психометрия с использованием методики «Self Assessment Manikin» (SAM). В ходе исследования испытуемые были разделены на 2 группы. Критерием разделения на группы был выбран показатель концентрации углекислого газа в конечном объёме выдыхаемого воздуха (FetCO2). В первую группу вошли лица, значения FetCO2 которых находились в пределах нормы (4,5–5,5). Во вторую группу были отобраны лица со значением FetCO2 ниже 4,5. Таким образом, в группу № 1 вошло 68 человек: 56 мужчин и 12 женщин. В группу № 2 — 13 человек: 8 мужчин и 5 женщин. Результаты: Средние значения ± 1 стандартное отклонение показателя FetCO2 в группе № 1 составили 4,93 ± 0,30, в группе № 2: 4,30 ± 0,11. В результате сравнения полученных групп между собой, были получены следующие данные, приведённые в таблице 1: Таблица 1. Средние значения показателя FetCO2. Параметр M ± SD (1 гр) M ± SD (2 гр) Возраст 28,05 ± 5,75 27,92 ± 4,57 ЧД 13,81 ± 3,28 16,36 ± 3,54 КДФ 2,85 ± 0,68 3,80 ± 0,78 TCO2 2,98 ± 0,70 2,47 ± 0,56 RCO2 0,66 ± 0,05 0,65 ± 0,03 CV RCO2 8,97 ± 1,83 8,55 ± 1,82 SAM-1 1,25 ± 1,13 1,23 ± 1,16 SAM-2 2,83 ± 1,42 3,15 ± 1,21 ЧСС 71,42 ± 10,85 81,53 ± 3,84 SPO2 97,19 ± 1,16 98,00 ± 1,00 p 0,936 0,013 < 0,001 0,018 0,434 0,452 0,956 0,456 0,004 0,022 ЧД — частота дыхания; КДФ — коэффициент доктора Фрида; TCO2 — длительность положительных значений концентрации углекислого газа; RCO2 — отношение TCO2 ко времени дыхательного цикла, CV RCO2 — коэффициент вариации RCO2; SAM-1 психометрия знака эмоции; SAM-2 — психометрия силы эмоции; ЧСС — частота сердечных сокращений; SPO2 — напряжения кислорода в артериальной крови. 20 Из таблицы 1 следует, что группы достоверно различаются по показателям ЧД, КДФ, TCO2, ЧСС, SPO2. Средние значения ЧД и ЧСС группы № 2 выше, чем у группы № 1, что позволяет косвенно судить об относительно более высоком симпатическом тонусе у лиц в группе № 2. Среднее SPO2 группы № 2 выше, чем у группы № 1, что позволяет судить об относительно большей оксигенации у лиц в группе № 2. Среднее значение TCO2 группы № 2 ниже, чем в группе № 1, что позволяет судить об изменении структуры дыхательного цикла у лиц группы № 2 с тенденцией к уменьшению времени выдоха. Соотнеся всё вышесказанное с критерием разделения на группы, то есть с показателем FetCO2, становится возможным сделать заключение о наличии признаков гипервентиляционного синдрома у лиц входящих в группу № 2. Выводы: Повышенный симпатический тонус вкупе с гипервентиляционным синдромом свидетельствуют о расстройстве адаптационных механизмов при длительном пребывании в условиях стресса. Особенности кровоснабжения скелетных мышц кур в эмбриональном и раннем постэмбриональном периодах Е. В. Ходырев Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория микроциркуляции) Адрес электронной почты: [email protected] Актуальность: Отсутствуют данные об онтогенетической связи гемодинамических характеристик в органах и тканях, имеющих разное кровоснабжение по газовому составу крови — из дуги аорты и ее дорзальной части. Цель исследования: Выявить закономерности мышечного кровоснабжения у куриных эмбрионов при онтогенетическом переходе от эмбриогенеза к раннему постэмбриональному периоду. Задачи исследования: 1. Исследовать скорость кровотока во второй половине эмбрионального периода и в раннем постэмбриональном периоде в икроножной и грудной мышцах куриного эмбриона методом лазерной Допплеровской флоуметрии. 2. Изучить динамику роста массы тела, скелетных мышц и сердца и определить потоки крови в них во второй половине эмбрионального и раннем постэмбриональном периодах. 3. Оценить кровоток в икроножной и грудной мышцах куриных эмбрионов с задержкой в развитии во второй половине эмбриогенеза. Методы: Проводилась экстирпация яйца и проводились измерения органного кровотока на мышцах домашних кур (Gallus Gallus Domesticus), - грудной (m. pectoralis), получающей кровоснабжение от дуги аорты, и икроножной (m. gastrocnemius), получающей кровоснабжение от дорзальной аорты.Исследования выполнялись на разновозрастных куриных эмбрионах на 8–10, 14–15 и 18–19 сутки их развития, и на 1- и 9–10- суточных цыплятах домашних кур линии Шавер, производства птицефабрики ФГУП ГППЗ «Новосибирский». Выращивание куриных эмбрионов в лабораторных условиях в инкубаторе ДИП 56Ж (Россия). Метод лазерной Допплеровской флоуметрии 21 позволяет измерять органный кровоток у теплокровных без каких-либо повреждений тканей.Взвешивание мышц проводилось на торсионных весах Типа ВТ-500 (Россия). Результаты: 1.Онтогенетическое увеличение массы тела и его органов у кур в период 9-19 суток эмбриогенеза сопровождается неравномерным увеличением массы его органов (на примере сердца и скелетных мышц): относительная масса наиболее крупной по размерам грудной мышцы снижается, а икроножной мышцы и сердца – не изменяется. 2. При переходе от эмбрионального к постэмбриональному периоду онтогенеза кур, - когда закрываются артериальные (боталловы) протоки, отверстие в межпредсердной перегородке и исчезает хориоаллантоис, -скорость кровотока в скелетных мышцах, не зависимо от источника их кровоснабжения, резко повышается: в 3,5 и 2,2 раз в икроножной и грудной мышце. В эмбриональном периоде кровоток в этих мышцах — грудной, получающей кровоснабжение от дуги аорты, и икроножной, получающей кровоснабжение от дорзальной аорты, — не изменяется. 3.При задержке эмбрионального развития кур скорость кровотока в их скелетных мышцах поддерживается на том же самом уровне, как и у нормально развивающихся особей. Заключение: Мы первые, кто в эксперименте получил доказательства феномена и численные характеристики увеличения органного кровоснабжения в передней и задней частях тела, реализующиеся в том, что при переходе от эмбрионального периода к постэмбриональному у куриного эмбриона скорость кровотока в ИМ выросла с 20 до 60, а в ГМ с 30 до 70 пф. ед. Реакция системы дыхания на плавно нарастающую нормобарическую гипоксию С. Н. Водяницкий Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория функциональных резервов организма) Адрес электронной почты: [email protected] Проведен анализ реакций внешнего дыхания, газообмена и сердечной функции у 48 практически здоровых мужчин, в возрасте от 18 до 30 лет, с различным уровнем физической активности на плавно нарастающую гипоксическую нагрузку. В качестве теста использовали постепенное, в течение 25 минут, снижение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе с 20,8% до 10%. Для анализа использовались значения показателей для исходного состояния и первых 20 минут гипоксии. Также были проведены велоэргометрический тест для определения порога анаэробного обмена (ПАНО), использован V-slope метод (Wasserman, 1994) и проба Штанге на чувствительность к углекислоте. Статистическая обработка данных проводилась с использованием стандартных программ (StatSoft Inc.; STATISTICA, version 9.0). Рассчитывались средние величины показателей и их ошибки. Для парных сравнений использован критерий различий t-Стьюдента. Анализ динамики показателей в зависимости от изменения содержания кислорода в дыхательной смеси (FiO2) позволил выделить 3 основных типа реакций: 1) рост 22 показателя до некоторого FiO2 и дальнейшее снижение; 2) снижение показателя до некоторого FiO2 и дальнейший рост; 3) отсутствие достоверных изменений на протяжении всего воздействия. У 100 % обследованных лиц дыхательный коэффициент (RER) и у 96 % – вентиляторный эквивалент по кислороду (EqO2) менялись по первому типу. По второму типу меняется потребление кислорода (VO2) у 46 обследованных мужчин. У всех обследованных наблюдался рост пульса (HR) и снижение сатурации (SpO2). Показатели внешнего дыхания и выделения углекислоты могут меняться независимо друг от друга по любому из описанных типов. Анализ значений FiO2 начала реакций и изменения их направленности, независимо от типа, показал, что в целом по группе (48 человек) при снижении содержания кислорода в дыхательной смеси до 20,20 ± 0,06% начинается рост RER при практически одновременном снижении VO2 (FiO2 = 20,05 ± 0,09%) и росте EqO2 (FiO2 = 20,04 ± 0,07%). На интервале по FiO2 от 18,88 ± 0.29 до 17,46 ± 0,46% начинается реакция внешнего дыхания и, связанное с ней, изменение выделения углекислого газа, а также рост частоты сердечных сокращений. При содержании кислорода во вдыхаемом воздухе 16,29 ± 0,14% начинается снижение SpO2. На интервале по FiO2 от 15,91 ± 0,93 до 13,13 ± 0,53% происходит смена направленности изменений показателей внешнего дыхания и газообмена. При достижении содержания кислорода в дыхательной смеси 12,94 ± 0,11 % возрастает снижение SpO2 на единицу снижения FiO2. Объяснением описанной динамики показателей внешнего дыхания и газообмена может быть падение FiO2 за период полного обращения крови (20–28 секунд) на 0,5–0,7% в первые минуты воздействия. При постоянном метаболизме в состоянии покоя это приводит к снижению градиента концентрации кислорода между альвеолярным воздухом и венозной кровью, а значит, снижается и эффективность дыхания (вентиляторный эквивалент по кислороду растет). В связи с этим, значение FiO2, при котором EqO2 достигает максимума (FiO2(EqO2max)), может рассматриваться как пороговое, в этой точке начинается увеличение эффективности дыхания по кислороду, несмотря на дальнейшее снижение FiO2. На координатной плоскости FiO2(EqO2max)–SpO2end обследуемые разделились на 2 группы, которые отличаются друг от друга исходным систолическим артериальным давлением. В координатном пространстве FiO2(EqO2max)–Штанге–ПАНО также выделились 2 группы, которые отличаются друг от друга направленностью реакции легочной вентиляции, началом роста RER, минимальным значением содержания углекислоты в конечной порции выдоха в гипоксическом тесте и кожным кровотоком в покое. 23 Эмбриональная гипоксия, вызванная нарушением внешней дыхательной поверхности А. Ю. Терехова, А. П. Пынтиков Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория микроциркуляции) Адрес электронной почты: [email protected] Нарушение внешнего газообмена, как правило приводит к тому, что эмбриону приходиться развиваться в гипоксических условиях. Одна из часто встречающихся таких патологий — отслоение плаценты. В качестве биологической модели использовались куриные эмбрионы породы «Легорн белый», развивающиеся в условиях гипоксии, вызванной резким уменьшением внешней дыхательной поверхности. Уменьшение дыхательной поверхности достигалось закраской 50% поверхности скорлупы, непроницаемой для кислорода и углекислого газа плёнкой. Измерения рО2 артериального проводились на 10, 14 и 18 сутки инкубационного периода. Контролем служили интактные яйца. Инкубирование гипоксических и контрольных яиц велось в стандартных условиях. Измерение рО2 в артериальной крови эмбриона велось по методике, разработанной в лаборатории микроциркуляции. Методика основана на определении рО2 в пробной камере, которое равно рО2 в артериальной крови. Таблица 2. рО2 артериальное у куриных эмбрионов на разных сроках инкубации Воздействие рО2,ммHg, M±m 10 сутки 14 сутки 18 сутки Контроль 121 ± 2 96 ± 3 61 ± 2 Острая гипоксия 103 ± 5 70 ± 5 30 ± 2 (закраска перед измерением) Длительная гипоксия 103 ± 5 64 ± 6 26 ± 1 (закраска с 10 суток) Довольно неожиданно, что эмбрионы с острым и длительным нарушением дыхательной поверхности друг от друга по степени гипоксии не отличаются. Несколько более высокие значения рО2 при острой гипоксии, видимо связаны с исчерпанием дыхательного резерва эмбриона при длительной нарушении внешнего газообмена. Представленные результаты хорошо согласуются с морфологическими данными, полученными ранее в лаборатории микроциркуляции. Эффективность метода респираторного биоуправления при коррекции функциональных дыхательных расстройств Е. В. Парамошкина Организация: ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (лаборатория физиологии дыхания), Педиатрическое отделение клиники ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН «Ласка» Адрес электронной почты: [email protected] В педиатрической практике функциональные дыхательные расстройства (ФДР) часто расценивают как соматическое заболевание. Медикаментозное лечение данных 24 расстройств не позволяет достигнуть полного выздоровления и полного купирования основных симптомов заболевания. ФРД представляют комплекс симптомов «дыхательного дискомфорта» вследствие нарушения регуляции дыхания, основным эффектором которых является аппарат внешнего дыхания. К ним относятся все случаи ощущения нехватки воздуха, которые уменьшаются при физических нагрузках, острые приступы чихания, часто повторяющиеся вздохи, чувство сдавления в груди, одышка, гипервентиляция (и покашливание). Целью исследования было оценить эффективность тренинга респираторного биоуправления (РБ) при коррекции ФРД у детей, а также динамику психологического состояния. Было набрано 2 группы детей, проходивших лечение в педиатрическом отделении «Ласка» НИИ физиологии в течение 2 недель: группа с ФРД (32 человека) и группа без ФРД (15 человек). Ведущими были симптомы психосоматической природы, такие как повышенная утомляемость, высокий уровень тревожности, эмоциональная неустойчивость и т. д. Наряду с этим предъявлялись жалобы, связанные с дыхательным дискомфортом. При поступлении и при выписке в данных группах проводилось психологическое тестирование («Шкала явной тревожности» А. М. Прихожан), исследование паттерна дыхания и FetCO2 для оценки гипокапнии (медицинский капнометр «Микон», Россия). В группе с ФРД проводился курс РБ, в котором компьютерная игра управлялась дыханием ребенка, а условия игры были связаны с показателями FetCO2, частотой дыхания и структурой дыхательного цикла. Продолжительность одной лечебной сессии составляла 15–20 минут. Количество тренингов биоуправления составляло в среднем 8– 9 сеансов. Результаты. Достоверных различий между группами по паттерну дыхания не было. Средний уровень FetCO2 в группе наблюдения был 4,7%, в группе сравнения 4,6%, частота дыхания в минуту 18 и 19 соответственно. По уровню тревожности достоверных различий также не наблюдалось, 21 балл в группе наблюдения и 18,5 баллов в группе сравнения. В конце исследования в группе без ФРД достоверных изменений паттерна дыхания и психологического состояния не было выявлено. В группе с ФРД, в которой был проведен тренинг РБ, повысился уровень FetCO2 до 5,1% (p < 0,05). Вместе с тем частота дыхания практически не изменилась. Это указывает на изменение структуры дыхательного цикла, что подтверждается тенденцией к увеличению показателя Rco2 — времени выдоха (p < 0,07). Уровень тревожности достоверно снизился до 18,7 баллов (p < 0,05). В группах с ФРД и без ФРД были выявлены достоверные различия (p < 0,05) по показателям FetCO2 (5,1% и 4,7%) и ЧД (17,1 и 21,6). Корреляционный анализ позволил выделить закономерную направленность – уровень тревожности имел отрицательную связь с величиной FetCO2 (r = –0,51; p < 0,05). Уровень тревожности имел положительную корреляцию (r = 0,48; p < 0,05) с коэффициентом вариации относительного времени выдоха (СVRCO2, %). Выводы. Результаты исследования позволяют говорить о положительной динамике психологического состояния детей с ФРД после прохождения курса РБ. При этом наблюдается достоверное снижение уровня тревожности, который взаимосвязан с перестройкой паттерна дыхания за счет увеличения времени дыхательного цикла и 25 повышением уровня СО2 в конце выдоха. Полученные данные показывают, что осознанная корректировка паттерна дыхания с помощью тренинга РБ запускает перестройку структурных связей в дыхательном центре, который в свою очередь связан с лимбической системой, таламусом, гипоталамусом и корой головного мозга. 26 Материалы Конкурса молодых учёных. Сборник тезисов Интернет-публикация на сайте ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН www.physiol.ru Составитель: В. В. Коренёк ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН. — Март 2012 г. — 27 с 27
