Возрастные, половые и индивидуальные особенности ответных реакций организма при действии гипоксии и химических веществ, выделяющихся из полимерных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.00.07, доктор биологических наук Хайцев, Николай Валентинович

Оглавление диссертации доктор биологических наук Хайцев, Николай Валентинович

Б В Е Д Е Н И Е.

Глава I, ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Проблема выбора критериев для периодизации онтогенеза животных.

1.2. Устойчивость к неблагоприятным факторам разной природы и интенсивности в онтогенезе.

1.3. Особенности адаптации в онтогенезе.

1.4. Индивидуальные особенности адаптации в онтогенезе.

Глава II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Физиологические показатели.

2.1.1. Определение массы тела (взвешивание).

2.1.2. Определение потребления кислорода.

2.1.3. Определение напряжения кислорода.

2.2. Гематологические показатели.

2.3. Биохимические показатели.

2.3.1. Каталаза и пероксидаза.

2.3.2. Определение SH-групп крови.

2.3.3. Определение общего белка сыворотки крови. 7В

2.3.4. Определение холестерина сыворотки крови

2.4. Показатели, характеризующие функциональное состояние гипофиз-адреналовой системы, а также щитовидную и половую железы.

2.4.1. Определение аскорбиновой кислоты в надпочечниках.

2.4.2. Определение холестерина в надпочечниках

2.4.3. Радиоиммунологическое определение кортико-стерона в плазме крови.

2.4.4. Определение гормонов щитовидной и половых желез в плазме крови.

2.4.5. Проба Торна.

2.4.6. Определение "индекса резистентности".

2.4.7. Определение массовых индексов гипофиза и надпочечников.

2.5. Выживаемость животных при острой гипоксии.

2.6. Генетические показатели.

2.7. Методы контроля за содержанием химических веществ в газовоздушной среде.

2.8. Статистическая обработка полученных данных,.

Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ ПЕРИОДОВ ОНТОГЕНЕЗА ДЛЯ САМЦОВ И САМОК БЕЛЫХ КРЫС.

Глава IY. УСТОЙЧИВОСТЬ ЖИВОТНЫХ РАЗНОГО ПОЛА В ОНТОГЕНЕЗЕ К ОСТРОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ФАКТОРОВ

Глава Y. ВОЗРАСТНЫЕ И ПОЛОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ БЕЛЫХ КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ДЕЙСТВИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ФАКТОРОВ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ.

5.1. Действие химических веществ, выделяющихся из комплекса полимерных материалов.

5.2. Действие гипоксической гипоксии.

Глава YI. ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ К ДЛИТЕЛЬНОМУ ДЕЙСТВИЮ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ФАКТОРОВ, НАЧАЛО ДЕЙСТВИЯ КОТОРЫХ СОВПАДАЕТ С РАЗЛИЧНЫМИ ПЕРИОДАМИ ОНТОГЕНЕЗА . 16?

6.1. Характер адаптивных реакций при хроническом действии неблагоприятных факторов различной природы.

6.2. Влияние особенностей адаптации в онтогенезе на повреждение миокарда белых крыс.

Глава YII. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА РАЗНОГО

ВОЗРАСТА И ПОЛА В СВЯЗИ С УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ГИПОКСИИ.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Гигиена», 14.00.07 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Возрастные, половые и индивидуальные особенности ответных реакций организма при действии гипоксии и химических веществ, выделяющихся из полимерных материалов»

Актуальность проблемы. Исследование физиологических особенностей и механизмов возрастных изменений организма всегда, везде и всеми считается чрезвычайно актуальным. Без учета возрастной чувствительности и устойчивости и знания механизмов,лежащих в их основе, нельзя ремать практические задачи, связанные с гигиеническим нормированием неблагоприятных факторов в быту и на производстве; не менее важно раскрытие этих механизмов для физиологии труда и спорта, фармакотерапии, педиатрии, гериатрии, для выработки тактики направленной адаптации к действию экстремальных факторов и др.

Литературные данные свидетельствуют о значительных различиях Функционального состояния отдельных систем организма в разные онтогенетические периоды (Никитин В.Н., 1975; Аршавский И.А.,1980; Фролькис В.В., 1982,1988). Однако, сведения по этому поводу, как правило, касаются случайно выбранных возрастных групп,выделенных на основании изучения отдельных показателей. Противоречивы и ограничены данные об онтогенетических особенностях функционального состояния гипоталамо-гипофизадреналовой системы (Дильман В.М., 1987; Шаляпина В.Г. и др., 1987; Фролькис В.В., 1991; Roth G.S., Hess G.D., 1982).

Не менее актуальным является вопрос о влиянии пола на устойчивость и чувствительность к неблагопрятным воздействиям в онтогенезе. Известно,что половая чувствительность и устойчивость может быть различной в зависимости от механизма действия вредного агента (Анищенко Т.Г.и др.,1991; Крушевский В.Д.,1993 ; Ре 1 ouch U. et al., 1992; Seffner W., 1993). Физиологический механизм этого явления изучен не достаточно.

Таким образом, актуальным представляется комплексное, охватывающее сразу несколько систем, и особенно гипоталамо-гипофиз--адреналовую, изучение различных онтогенетических групп животных обоего пола.

Онтогенез на разные системы оказывает разное влияние, что может найти отражение в характере защитно-приспособительных реакций. При этом существенное значение может иметь и механизм действия повреждающего фактора (Лазарев Н.В. ,1965; Васильев Г.А. и др.,1974; Голиков С.Н. и др.,1986). Вопросы сравнительной оценки возрастной чувствительности и устойчивости организма в зависимости от природы и механизма действия агента исследованы недостаточно. Особый интерес в этом отношении представляет сравнение Факторов с явно выраженным гипоксическим механизмом действия и факторов, в действии которых гипоксический механизм сводится к минимуму.

Известно, что кислородное голодание представляет собой наиболее общую патогенетическую основу большинства патологических состояний (Ван Лир 3.,Стикней К., 1967; Петров И.Р.,1967; Пасту-шенков Л.В.Лесиовская Е.Е., 1995), Существенным является также то обстоятельство, что кислородное голодание относится к числу повреждающих факторов, названных Г.Селье "многомишенными", которые повреждают не один какой-либо орган или систему, а нарушают общий метаболизм. В этих случаях проявления общего адаптационного синдрома выступают особенно ярко (Хмельницкий O.K., Медведев Ю.А., 1972; Selye Н., 1974).

Возрастная устойчивость и чувствительность организма при действии факторов не гипоксической природы в большей степени определяется спецификой их действия (Розанова В.Д.,1983; Аксенова Л.П., 1985; Birekart S. et al.,1982; Kawahara S.,1992 ).

Практически отсутствуют специальные исследования, посвященные изучению особенностей возрастной чувствительности в зависимости от интенсивности неблагоприятного воздействия - острое или хроническое. Теоретическая и практическая важность этого вопроса очевидна.

Влияние онтогенеза на устойчивость организма к действию неблагоприятных факторов, как правило,изучалось при стандартной форме постановки эксперимента. В опыт брались группы животных разного возраста и одновременно подвергались действию неблагоприятного фактора. При этом не достаточно учитываются потенциальные возможности адаптации,характерные для изучаемых периодов онтогенеза. В литературе имеются сведения о том, что устойчивость животных одинакового возраста оказывается измененной в зависимости от того,с какого периода онтогенеза было начато хроническое действие того или иного вредного агента.При этом высказывается мнение о том, что действие неблагоприятного фактора, приуроченное к ранним стадиям онтогенеза, может оказывать положительное адаптивное влияние (Марченко В.А., Васильев Г.А., 1971; Васильев Г.А., Укше А.Н., 1979; Bui 1 en S., 1952 ). Механизмы повышенной адаптивной способности организма на ранних этапах онтогенеза изучены недостаточно. Вероятно, они различаются в зависимости от интенсивности и механизма действия неблагоприятного фактора.

Экспериментальное изучение этого вопроса также представляется весьма актуальным. Результаты такого исследования помогут в решении ряда социально-гигиенических задач,связанных с разработкой режимов и условий обучения и труда детей, подростков и лиц пожилого возраста, с прогнозом исходов заболеваний в зависимости от онтогенетического периода его начала и др.

В последние годы в медицине и биологии ставится вопрос об индивидуальных особенностях организма в норме и в условиях напряжения (Григорьев А.Ю.,1991; Трахтенберг И.М.и др.,1991). Наличие индивидуальности в физиологическом статусе наиболее ярко проявляется при предъявлении организму повышенных требований (Корнеев А,А., 1990; Лукьянова Л.Д. и др., 1991). Однако, до сих пор не изучен вопрос о механизмах становления и проявления индивидуальных особенностей ответных реакций на неблагоприятные воздействия у организма разного пола в онтогенезе.

Цель исследования. Общая цель настоящей работы состояла в установлении возрастных, половых и индивидуальных особенностей адаптивных реакций организма на неблагоприятные воздействия разной природы и интенсивности.

1. Обосновать значимые в функциональном отношении периоды онтогенеза для самцов и самок по показателям,характеризующим:

- системы, ответственные за кислородный бюджет организма;

- активность гипофиз-адреналовой системы;

- резистентность к гипоксии.

2. Изучить устойчивость белых крыс самцов и самок разного возраста к острому воздействию гипоксической и гемической гипоксии, а также к действию некоторых химических веществ.

3. Оценить характер изменений некоторых общефизиологических, гематологических и биохимических показателей, в том числе характеризующих функциональную активность гипофиз-адреналовой системы, у крыс разного возраста и пола, подвергавшихся острому воздействию неблагоприятных факторов разной природы.

4. Изучить чувствительность белых крыс самцов и самок разного возраста к длительному воздействию химических веществ,выделяющихся из полимерных материалов, и гипоксической гипоксии по группам показателей, в том числе характеризующих функциональное состояние гипофиз-адреналовой системы.

5. Изучить особенности развития и эффективности адаптивных реакций организма в зависимости от возраста, к которому приурочено начало длительного действия неблагоприятных факторов разной природы.

6. Сравнить частоты встречаемости среди особей обоих полов в разные периоды онтогенеза, обладающих низким или высоким значением величины ряда показателей жизнедеятельности, в том числе характеризующих активность гипофиз-адреналовой системы с уровнем устойчивости организма к острой гипоксии.

7. Исследовать половые различия ответных реакций низко- и высокоустойчивых к острой гипоксии крыс при хроническом действии гипоксической гипоксии.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. В работе впервые проведены сравнительные исследования особенностей ответных реакций белых крыс разного возраста и пола в зависимости от интенсивности (острое и хроническое) и типа неблагоприятного воздействия (гипоксической и не гипоксической природы).

Выявлены специфические особенности ответных реакций гипофиз--адреналовой системы у животных разного возраста и пола, подвергавшихся острому и хроническому действию неблагоприятных факторов разной природы.

Определено взаимоотношение между индивидуальной устойчивостью к острой гипоксии у крыс разного возраста и пола и функциональной активностью гипофиз-адреналовой системы.

Установлена связь между эффективностью адаптации и онтогенетическим периодом, к которому приурочено начало длительного действия вредных факторов гипоксической и иной природы.

Результаты проведенного исследования позволили обосновать основные положения рабочей гипотезы, содержание которых вынесено на защиту.

Наиболее общим теоретическим результатом исследования является обнаружение связи между особенностями возрастной адаптации к факторам гипоксической и иной природы. Эти различия обусловлены особенностями формирования защитно-приспособительных реакций на разных этапах эволюции. В частности, неблагоприятные факторы, в механизме действия которых превалирует нарушение кислородного бюджета организма, эволюционно более древние, по сравнению с теми антропогенными факторами, в механизме действия которых гипок-сический компонент выражен в меньшей степени. Соответственно адаптация к таким антропогенным факторам менее совершенна.

Кроме того, установлено, что снижение с возрастом функциональной активности гипофиз-адреналовой системы носит адаптивный характер при действии факторов гипоксической природы.

Практическая ценность. Результаты исследования вошли в "Единые для стран-участниц международного экономического сотрудничества методические рекомендации по санитарно-химическим и токсикологическим исследованиям судостроительных синтетических материалов" в виде "Рекомендаций по выбору возраста экспериментальных животных (белые мыши и крысы) при проведении токсикологических исследований комплексов материалов и при оценке токсичности продуктов горения материалов".

Различие возрастной, половой и индивидуальной чувствительности и знание механизмов, лежащих в их основе, может быть использовано при решении практических вопросов физиологии труда и спорта, фармакотерапии, токсикологии, педиатрии, гериатрии и гигиены.

На основании исследования действия газовыделений из полимерных материалов на животных разного возраста и пола получено разрешение органов Госсанэпиднадзора на использование в судостроении 12 материалов (Медицинские сертификаты NN 15, 16 от 1987 г. и N 120 от 30.11.92; Гигиенический сертификат N 1-11/вт-782 от 18.10.95 г.), 10 из которых вошли в "Единый для стран-участниц международного экономического сотрудничества перечень синтетических материалов, допущенных по токсиколого-гигиеническим показателям для применения в судостроении",а также в РД 5.УЕИА.2903-91 "Единый для стран-участниц международного экономического сотрудничества перечень синтетических материалов, допущенных по токсиколого-гигиеническим показателям для применения в судостроении".

Основные положения проведенной работы были использованы при чтении лекций по анатомии,физиологии и гигиене на подготовительных курсах С.-Петербургского Терапевтического медицинского института.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся результаты экспериментальных исследований, подтверждающие главные положения рабочей гипотезы, взятой за основу при планировании всех разделов диссертации. Эта рабочая гипотеза формулируется следующим образом;

- различия в чувствительности и устойчивости к неблагоприятным воздействиям в онтогенезе в значительной мере определяются интенсивностью и природой вредного агента;

- половые особенности этих возрастных различий могут сказаться лишь в изменении относительного уровня устойчивости и чувствительности соответствующих онтогенетических групп;

- наиболее выраженные различия между онтогенетическими группами самцов и самок следует ожидать при сравнении реакции на острое и хроническое воздействие неблагоприятных факторов гипоксической и иной природы. Эти половые и онтогенетические особенности должны коррелировать с возрастной динамикой функциональной активности гипофиз-адреналовой системы;

- последствия длительного воздействия неблагоприятного фактора определяются его природой и периодом онтогенеза, к которому приурочено начало действия вредного агента. При этом особенности и степень ответных реакций на воздействия антропогенного характера находятся в зависимости от доли гипоксического компонента в механизме действия фактора;

- адаптивная значимость неспецифической системы защиты (Общий Адаптационный Синдром) должна существенно разниться в крайних онтогенетических группах.В соответствии с этим наибольшие различия в соотношении между высоко- и низкоустойчивыми к острой гипоксии животными должны проявиться между молодыми и старыми возрастными группами. Индивидуальные различия в ответных реакциях организма разного возраста и пола находятся во взаимосвязи с уровнем функциональной активности гипофиз-адреналовой системы.