Главная :: Рефераты :: Психиатрия :: Тесты :: Юмор :: Ссылки :: Развлечения

Медицина

Акушерство

Гематология

Гастроэнтерология

Дерматология

Инфекционные болезни

Кардиология

Неврология

Нефрология

Онкология

Патофизиология

Педиатрия

Психиатрия

Психология

Пульмонология

Реаниматология

Ревматология

Фармакология

Хирургия

Эндокринология

Книги

Роды и новорожденный

Психиатрия (Шейдер)

Кардиология (Фрид, Грайнс)

Неврология (Самуэльс)

Справочник практического врача

Справочник Харрисона по внутренним болезням

Рефераты

Коллекция рефератов

Рефераты по медицине

Keywords: гетерогенность, структура, функция, акупунктура, волна, фотон, структурированная вода, ритм сердца, биологически активная точка

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ – ОСНОВА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА

Резников К. М.

Нерегулярность и непредсказуемость являются важными характеристиками здоровья, а снижение изменчивости и возникновение ярко выраженной периодичности причинно связаны со многими заболеваниями (1). Это положение дает основание серьезно и подробно рассмотреть некоторые фундаментальные и прикладные аспекты явления структурно-функциональной гетерогенности, т.е. неодинаковости строения, метаболизма и функции во времени и пространстве, как основы всех приспособительных реакций организма при действии факторов окружающей среды. Наши многолетние исследования в этой области (на примере изучения сердечно-сосудистой системы) позволяют высказать ряд положений о значении этого явления для более полного понимания процессов жизнедеятельности организма при патологии и лечении.

Быковым Э.Г. (2) было показано, что в клетках сердца изначально существует неравномерность распределения гликогена и активности дыхательных ферментов, которая сохраняется и в процессе возникновения инфаркта миокарда. Им также подчеркивается тот факт, что отделы сердца с различным уровнем сократительной функции имеют различную степень гетерогенности содержания гликогена в кардиомиоцитах. В нашей лаборатории также было показана существенная неравномерность распределения гликогена на уровне клетки и клеточного пласта, а ультраструктурные исследования кардиомиоцитов позволили выявить временную и пространственную неодинаковость саркомеров и их составных частей (3). Гетерогенность саркомеров на уровне клеточного пласта нами также установлена при исследовании срезов миокарда в поляризованном свете, когда отчетливо прослеживается неодинаковость свечения А-дисков саркомеров, что свидетельствует о наличии исходной неодинаковости состояния контрактильного аппарата клетки. О структурной гетерогенности клеток и клеточных пластов высказываются и другие исследователи (4, 5).Наши электронно-микроскопические исследования показали неодинаковость строения клеток сердца и в плане расположения клеточных органелл: митохондрий, элементов саркоплазматического ретикулума, ядерного аппарата, хотя определенная упорядоченность их (например, митохондрий: подсарколеммальные, межфибриллярные, околоядерные) наблюдается. Обобщая изложенное можно заключить, что живой организм, включающий различные органы, состоящие из многих тканей, и на уровне клетки детерминирует неодинаковость строения и распределения ее компонентов, что имеет важное биологические значение. Мы не исключаем, что этот феномен необходим, в частности, для поддержания непрерывности функционирования клетки в условиях постоянного процесса самовоспроизведения ее структур, который во времени является дискретным.

Установлена также метаболическая гетерогенность, что подтверждается неодинаковостью распределения активности ферментов как на уровне клетки, так и на уровне клеточного пласта (2, 3, 6 и др.). Неодинаковость ферментативной активности свидетельствует и о неодинаковости направленности метаболических процессов, конечно в пределах определенных физиологических рамок, установленных структурными особенностями тканей. Изначальная структурно-метаболическая гетерогенность при действии внешних факторов, например, гипоксии (учитывая многогранную роль кислорода) (7) может измениться. Если сила и скорость внешнего стимула адекватны состоянию воспринимающих механизмов, то и изменения гетерогенности будет носить приспособительный характер, а если воздействие окажется слишком мощным, то в клетках и тканях изменения могут пойти по другому сценарию. В случае выраженной гипоксии (или по силе, или по скорости, или по длительности) мы рассматриваем следующую последовательность развития изменений: вследствие метаболической гетерогенности в различных участках мембран возбуждение будет неодинаковым, ионные потоки будут неравномерными на протяжении сарколеммы каждой клетки и изменение концентрации свободного внутриклеточного кальция в области разных саркомеров будет различным, из-за чего и состояние актомиозинового комплекса будет неодинаковым, т.е. саркомеры, а на уровне ткани, различные клетки будут сокращаться не одновременно или с различной скоростью и поэтому могут возникнуть участки контрактур или, наоборот, гипердилатированность саркомеров. Некоторые авторы (8) также допускают возможность более быстрого поступления кальция в миофиламенты в разных участках клеток при гипоксии, что приводит к различным по силе и времени сокращениям клеток сердца. Наши более подробные исследования (9) на ультраструктурном уровне показали, что состояние гиперконтрактильности или гипердилатированности саркомеров наблюдается и в обычных условиях, но количество контрактур в клетке не превышает 3-х, тогда как в процессе воспроизведения инфаркта миокарда их количество превышает 8 и в этом случае клетка становится нежизнеспособной (Рис.). Описанные изменения сократительного аппарата наблюдали и другие авторы при экспериментальной патологии сердца и при биопсии у людей (10,11 и др.). Вместе с тем, заслуживает особого внимания и вопрос о роли нарушения образования энергии при возникновении инфаркта миокарда, т.к. нами показано (3), что при таких состояниях количество АТФ не снижается до 0 и сродство цитохромоксидазы к кислороду настолько велико, что максимальная скорость реакции поддерживается даже при очень низких концентрациях кислорода (12).

Большое значение в функционировании клеток имеет локализация, форма и количество митохондрий, находящихся в тесной связи с контрактильным аппаратом. В исследованиях (3) установлено, что помимо нарушения ультраструктуры этих органелл, важную роль в реализации приспособительных реакций может иметь изменение локализации и формы митохондрий. В частности при гипоксии, очаговое повышение контрактильности саркомеров приводит к очаговому изменению формы митохондрий: площадь их соприкосновения с миофибриллами уменьшается, что может существенно нарушить процесс передачи энергии к сократительному аппарату (13).Образование значительного количества контрактур приводит к вытеснению митохондрий из межфибриллярных участков в подсарколеммальные пространства, где образуются выпячивания, заполненные митохондриями, в результате этого происходит пространственное разобщение между участками, где воспроизводится энергия и участками, где она должна использоваться, т.е. наблюдается увеличение пространственной гетерогенности. Поэтому, несмотря на то, что количество митохондрий и их функция существенно не меняются, энергетическое обеспечение сокращения и пластических процессов может быть недостаточным. Следует также подчеркнуть, что выключение из сократительного акта части саркомеров приводит к изменению информационных взаимоотношений между сокращениями миофибрилл и колебаниями оболочек ядер клеток следствием чего может быть нарушение процессов регуляции пластического обеспечения клетки. Из этого следует, что лечебные воздействия должны быть направлены не только на уменьшение гипоксии, но и на восстановление таких регуляторных процессов, которые приводят к исходной структурно-функциональной гетерогенности. Таким образом, обнаруженные нами при ишемии миокарда изменения стереоархитектоники кардиомиоцитов, в основе чего лежит структурно-метаболическая неодинаковость (14), имеет большое значение не только для понимания механизмов развития патологического процесса в сердце при ишемии, но и для рационального поиска средств и способов их коррекции. Общим следствием из этого конкретного факта может быть признание важности исследования явления структурно-метаболической гетерогенности в других функциональных системах и при других состояниях.

Капелько В.И. (15) считает, что в ранней стадии инфаркта миокарда нарушается сопряжение возбуждения с сокращением в силу изменения обмена ионов кальция в сердечной мышце. Действительно, мы в своих наблюдениях (3) установили снижение сократительных свойств сердца при воспроизведении инфаркта миокарда. Изучение механической активности сердца показало, что этот процесс определяется уменьшением скорости расслабления. Такие же данные были получены и другими авторами (16 и др.). Следовательно, неравномерная контрактильность саркомеров, вследствие неравномерности потоков ионов кальция, может быть основой вариабельности сердечного ритма. Это явление, т.е. вариабельность сердечного ритма также является фактом, подтверждающим функциональную гетерогенность миокарда. Как следует из работ Баевского Р.М. (17), и Эри Л. Голдбергера с соавт. (1) колебания сердечного ритма определяются влияниями симпатического и парасимпатического нервов, создавая на протяжении времени характеристики геометрического фрактала, что свидетельствует о хаотичности механизма управляющего сердечным ритмом (1). Вместе с тем, исследование изменения динамического ряда кардиоинтервалов позволило не только установить возможности приспособительных реакций организма, например, при физическом напряжении (17), но и контролировать состояние регуляторных процессов сердечно-сосудистой системы при ряде патологических состояний и действии лекарственных средств. Следовательно, в прикладном аспекте явление функциональной гетерогенности может быть основой поиска новых подходов к диагностике донозологических форм заболеваний и мониторированию лечебных мероприятий. Следует также подчеркнуть, что при наличии возможности контролирования действия препарата при каждом его приеме можно будет своевременно изменять не только дозу или способ его применения, но и своевременно заменять на другое лекарственное средство или иное лечебное воздействие. Это осуществляется путем определения следующих характеристик динамического ряда R-R интервалов: общая вариабельность, внутренняя взаимосвязь, периодическая структура. В настоящее время используются 4 метода математического анализа ритма сердца. 1.Статистический анализ ритмограммы по ЭКГ позволяет вычислить основные статистические характеристики: а). Математическое ожидание (М), отражающее средний (интегральный) уровень функционирования сердечно-сосудистой системы. Изменение этого показателя сигнализирует об увеличении нагрузки на систему кровообращения. б). Среднее квадратичное отклонение (d ) , указывающее на суммарный эффект регуляции ритма сердца вегетативной нервной системы. Уменьшение этого показателя свидетельствует о преобладании симпатического, а его увеличение – парасимпатического отделов нервной системы. в). Коэффициент вариации (V) в физиологическом плане не отличается от предыдущего показателя, но он нормирован по частоте сердечных сокращений. г). Коэффициент асимметрии (Аs) отражает степень стационарности динамического ряда R-R интервалов, свидетельствует о наличии и выраженности переходных процессов, включая тренды. д). Эксцесс (Е) отражает скорость изменения случайных нестационарных компонентов ритмограммы и в большей мере характеризует локальные нестационарности, чем наличие трендов. Статистический анализ позволяет судить о механизмах, обеспечивающих наблюдаемый конечный эффект регуляторных воздействий, и характеризует динамический ряд как случайный процесс, но не дает понятия о внутренней взаимосвязи и периодической структуре интервалограммы. Поэтому для изучения общей вариантности и закона распределения кардиоинтервалов в исследуемом ряду их значений используется метод вариационной пульсометрии. В этом случае рассчитываются следующие показатели: а). Мода (Мо) – диапазон значений, наиболее встречающихся R-R интервалов. Она характеризует наиболее вероятный уровень функционирования системы кровообращения. При стационарных процессах совпадает с математическим ожиданием, при переходных – отражает доминирующий уровень функционирования. б). Амплитуда моды (Амо) – число кардиоинтервалов, соответствующих значению (диапазону) моды, выраженное в процентах. Показатель отражает эффект стабилизирующего влияния центральной нервной системы на ритм сердца, в основном обусловленного воздействием симпатического отдела вегетативной нервной системы. Чем больше этот показатель, тем сильнее влияние на сердце симпатической нервной системы. в). Вариационный размах (X) -по физиологической значимости при строго стационарных процессах не отличается от среднего квадратичного отклонения. Он указывает на максимальную амплитуду колебаний значений интервалов, которая в значительной степени определяется влиянием блуждающего нерва. Производными вариационной пульсометрии являются следующие показатели: г). Индекс напряжения регуляторных систем (ИН), отражающий суммарную активность центрального контура управления ритмом сердца и чем он выше, тем сильнее влияние центрального контура. д). Индекс вегетативного равновесия (ИВР) – указывает на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. е). Показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР) характеризует соответствие между активностью симпатического отдела ВНС и ведущим уровнем функционирования синусового узла. Однако вариационная пульсометрия характеризует механизмы регуляторного воздействия на синусовый узел, но не дает представления о внутренней взаимосвязи и периодической структуре динамического ряда кардиоинтервалов.

Для выяснения внутренней структуры кардиоинтервалограммы применяют автокорреляционный анализ, характеристиками которого являются скорость затухания автокорреляционной функции – определяется по числу сдвигов до первого отрицательного значения коэффициента корреляции (m) и значения коэффициента автокорреляции после первого сдвига (Ik). Физиологический смысл этих показателей заключается в оценке степени и характера влияния центрального контура на автономный. Присильной связи между этими контурами днамический ряд кардиоинтервалов более организован, автокоррелограмма затухает медленно, значения этих показателей выше. Быстрый начальный спад автокоррелограммы с медленным последующим затуханием свидетельствует о наличии противоборствующих влияний автономного и центрального контура на ритм сердца.

Для оценки скрытой периодичности ("волновой структуры") сердечного ритма используется метод спектрального анализа. При спектральном анализе 100 кардиоциклов (как это принято) максимальная длительность выявляемых периодов не превышает 40-50 сек., т.е. на графике спектра определяются только дыхательные волны (ДВ) и медленные волны первого порядка (МВ-1) . Медленные волны второго порядка с периодами более 30 сек., как правило, суммируются с трендами, обусловленными колебаниями более низких частот. При спектральном анализе выделяют 3 показателя: мощность (усл. ед.) дыхательных волн (Р дв), характеризующая активность автономного контура регуляции сердечного ритма; мощность дыхательных волн первого порядка (Р мв-1) -отражающая состояние подкорковых нервных центров (внутрисистемное управление, уровень В); мощность дыхательных волн второго порядка (Р мв-2)- характеризующая активность межсистемного уровня управления (уровень Б). На основании данных спектрального анализа вычисляются еще 2 показателя: 1. Индекс централизации (ИЦ), показывающий насколько более мощной является активность центрального контура по отношению к автономному (ИЦ увеличивается при усилении централизации управления ритмом сердца). 2. Индекс активации подкорковых нервных центров (ИАП), указывающий на активность внутрисистемного уровня по отношению к более высоким уровням регуляции ритма сердца (ИАП увеличивается при увеличении активности межсистемного уровня по сравнению с внутрисистемным.) Все эти показатели вычисляются посредством ПЭВМ в реальном времени, что позволяет быстро корректировать воздействие, соответственно выявленным изменениям. Использование этого подхода в эксперименте и клинике позволило получить нам много новых данных о возможности влияния ряда фармакологических средств (кардиотоники, антиангинальные, антигипертензивные, бронхолитики и др. препараты) на регуляторные процессы в организме при различных видах патологического процесса.

Известно, что система акупунктурной диагностики позволяет оценивать состояние организма с позиции его неразрывной целостности с окружающей средой, а система акупунктурных точек (БАТ) рассматривается как биоэнергетическая и информационная (18, 19), осуществляющая определенную энергетическую связь с внешней средой за счет изменения интенсивности и направления электро – и теплообмена (18, 20). Нами видоизменен общепринятый метод измерения той или иной характеристики БАТ, что заключается в определении разности потенциала или температуры между БАТ или интактной зоной кожи на расстоянии не более 2 см. Эти показатели регистрируются на протяжении определенного времени и колебания их величины подвергаются математической обработке, т.е. исследуется изменчивость (гетерогенность) состояния БАТ. Многочисленные исследования, например, (21, 22 и др.) подтверждают связь точек меридиана (наша интерпретация БАТ и меридианов дана в (7)) с соответствующей ему системой органов, что после проведения многочисленных исследований позволило нам разработать способ оценки действия лекарственных средств (патент N 2119296, с приоритетом от 1994 г) и получить новые данные о действии сердечно-сосудистых, бронхолитических, гормональных и др. средств на регуляторные процессы организма.

Таким образом, исследование степени изменения структурно-функциональной гетерогенности дает возможность получать новые данные о состоянии организма на уровне регуляторных систем, а само явление может быть методологической основой создания средств и способов диагностики наиболее ранних изменений организма при действии факторов окружающей среды.

Список литературы

1. Голдбергер Эри Л. и др. Хаос и фракталы в физиологии человека. В мире науки , 1990, N 4, с.25-32.
2. Быков Э.Г. Гистохимический анализ ишемического поражения миокарда при экстракорпоральном шунтировании левого желудочка сердца в эксперименте. Автореферат дисс. докт. мед. наук. ,Воронеж, 1969, 38 С.
3. Резников К.М. Гипербарическая фармакология некоторых сердечно-сосудистых средств. Дисс. докт. мед. наук. Воронеж, 1981,507 С.
4. Червова И.А. Организация процессов жизнедеятельности сердца. – В кн.: Организация специфического метаболизма клеток. Тр. 2 Моск. мед.ин-та, М.1976, т.60, в1, с.7-2
5. Непомнящих Л.М. Патологическая анатомия и ультраструктура сердца.- Новосибирск,: Наука, Сиб. отд. ,1981.-324 С.
6. Кедров С.И. Экспериментальное обоснование применения противоаритмических средств в условиях ишемии и гипероксии. Автореф. дисс. к.м.н., Ростов-на-Дону, 1988, 22 С.
7. Резников К.М. Общие механизмы формирования ответных реакций организма на воздействие факторов окружающей среды // Прикладные информационные аспекты медицины. Сб. научн. работ, т 1, Воронеж, 1998. с.4-9.
8. Пармли У.У. Влияние кратковременной ишемии на механическую работу миокарда. – В кн.: Инфаркт миокарда. М., Медицина, 1977, с.50-56.
9. Резников К.М., Петров А.В. Состояние контрактильного аппарата кардиомиоцитов как показатель внутриклеточных механизмов действия лекарственных веществ. В кн.: Ультраструктурные основы патологии сердца и сосудов. Мат. П конф., Тбилиси, 1980, с184-186.
10. Глагольева В.В., Чечулин Ю.С. Ультраструктурная основа нарушения функции сердечной мышцы. Атлас.-М.:Наука.1968, -208 С.
11. Сандриков В.А., Шереметьева Г.Ф. О гемодинамических и ультраструктурных изменениях в острой стадии ишемии миокарда.Кардиология,1979, т.19. N10 с.83-87.
12. Chance B. et. al. Energy-linked Pyridin Nucleatide . Reduction: inhibitory effect of hyperbaric oxygen in vivo and in vitro. Nature, 1965, v. 206, p. 257-263.
13. Фролов В.А. и др. Сердечный цикл, -изд. Московского ун-та,1981. 135 С.
14. Резников К.М. и др. Окислительное фосфорилирование в митохондриях и стреоархитектоника кардиомиоцитов при ишемических повреждениях сердца. В кн.: 1У Всесоюзн. конф. по биохимии мышц. Тез докл. Л., 1981, с.92-93.
15. Капелько В.И. Влияние гипоксии и ишемии на ионный транспорт и сократительную функцию сердечной мышцы. – Бюлл. Всес. кардиол. научн. центра АИН СССР.1981, т.4, N1, с.103-110.
16. Капелько В.И. Регуляция сократительной функции миокарда. В кн.: Кардиология в СССР, М.: Медицина, 1982. с. 35-43
17. Баевский Р.М. и др. Оценка функционального состояния организма на основе математического анализа сердечного ритма. Методические рекомендации.- Владивосток, ДВО АН СССР, 1987, 72 С.
18. Нечушкин А.И. Физиологические основы функциональной коррекции электропунктурными методами. Вопросы медицинской электроники. Вып. 3. -Таганрог, 1981.-С.52-56.
19. Дуринян Р.А. Методологический и физиологический анализ проблемы точек, меридианов и энергии в рефлексотерапии. Теория и практика рефлексотерапии, медико-биологические и физико-технические аспекты. Саратов, 1981. С.3-11.
20. Сыч Н.Н. Электропунктура в практическом здравоохранении. Вопросы медицинской электроники. Вып. 1 – Таганрог, 1978, – С. 23-31.
21. Портнов Ф.Г. Электропунктурная рефлексотерапия.- Рига: Зинатне, 1987. 325 с.
22. Фолль Р. Топографическое положение биологически активных точек электропунктуры. – М.: Техарт.-1993.-Т.2. -285 с.

Keywords: гетерогенность, структура, функция, акупунктура, волна, фотон, структурированная вода, ритм сердца, биологически активная точка

Главная :: Рефераты :: Психиатрия :: Юмор :: Ссылки :: Развлечения