Вперше показано, що експериментальний гіпотиреоз істотно подовжує (до 95%) латентний період ізометричного скорочення великогомілкового м'яза білого щура, зменшує (на 58...68%) значення максимальної швидкості розвитку скоротливого акту і збільшує показник «час досягнення максимальної величини ізометричної напруги» (до 37%) незалежно від моделі ізометричного акту.
Вперше встановлено, що термогенна вартість ізометричного скорочення м'яза (+DТоС/Н) за еутиреозу в ході розвитку стомлення спочатку знижується, а потім неухильно наростає; після видалення щитовидної залози теплова вартість одиниці ізометричної напруги скелетного м'яза (Н) початково вища за рівень контролю (+47%), а в ході розвитку стомлення спочатку падає (31%), а потім знов зростає (+45%).
В експериментах in situ встановлено, що при гіпотиреозі в значній мірі послаблюється стимулююча дія адреналіну на найважливіші ерготропні показники ізометричного скорочення великогомілкового м'яза білих щурів (максимальна сила скорочення, час його розвитку і латентний період). За адренергічної стимуляції спостерігається зростання теплової вартості скорочення м'яза, проте у тироїдектомованих тварин вона збільшується істотно більше (до 41%), що може розглядатися як свідоцтво зростання енергетичної ціни одиниці ізометричної «роботи» у разі виключення з гормональної системи організму щитовидної залози.
Практичне значення отриманих результатів. Виявлені особливості впливу експериментального гіпотиреозу і адреналіну на енергетику скорочення м'яза, його силові параметри, теплову вартість скоротливого акту, цілісну систему терморегуляції і її фізіологічні механізми в умовах екстремального охолоджування можуть бути використані: а) у фізіології і гігієни праці при розробці засобів і методів підвищення холодової стійкості організму; б) у фізіології спорту при прогнозуванні працездатності і силових характеристик скелетної мускулатури у зв'язку з сезонною адаптацією, біоритмами, переміщенням в інші годинні пояси, кліматичні зони, характером психоемоційного стресу і в ін. випадках, що супроводжуються активацією функції гіпоталамо-гіпофизарно-тиреоїдної системи; в) в клінічній ендокринології і патофізіології при виборі засобів і методів корекції порушеного тиреоїдного статусу за тиреоїдної патології; г) у фізіології екстремальних станів для корекції силових характеристик м'язів і стійкості організму до гіпотермії; д) у Вузах при вивченні фізіології ендокринної, нервово-м'язової і терморегуляторної систем людини і тварин.
Особистий внесок претендента. Автор самостійно провів патентно-інформаційний пошук і аналіз наукової літератури за темою дисертаційної роботи.
Автором самостійно проведені експериментальні дослідження, аналіз отриманих даних і їх статистична обробка. Вибір теми дисертаційної роботи, постановка мети і задач дослідження проведений спільно з науковим керівником. Інтерпретація отриманих даних і формулювання висновків проведена з участю наукового керівника.
Апробація результатів. Основні положення дисертаційної роботи були представлені на VIII Міжнародній конференції «Центральні і периферичні механізми вегетативної нервової системи» (Донецьк,2003), IV з'їзді Українського біофізичного товариства (Донецьк,2006); Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми медицини праці і екології Донбасу» (Донецьк,2005), II-ій і III-ій Всеукраїнських науково-методичних конференціях “Здоров`я та освіта: проблеми та перспективи (Донецьк,2002, 2004), 9-у Міжнародному Медичному конгресі студентів і молодих вчених (Тернопіль,2005), Наукових конференціях професорсько-викладацького складу Донецького національного університету.
Публікації. З теми дисертації опубліковано 12 наукових робіт: 6 статей в журналах і збірках наукових праць за списком ВАК України і 6 тез в матеріалах наукових конференцій.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація включає вступ, огляд літератури, опис матеріалів і методів досліджень, 3 розділи із викладом результатів досліджень, розділ, присвячений аналізу і узагальненню отриманих результатів, висновки і список літературних джерел (308 найменувань). Матеріали дисертаційної роботи викладені на 197 сторінках (основна частина 164 листа), ілюстровані 37 малюнками і 33 таблицями.
ОСНОВНІЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріали і методи дослідження. Експерименти були виконані на дорослих білих щурах-самцях з середньою масою 305±2,5 г. Всього було використано 180 тварин. Тварини першої групи (90) були контрольними. У щурів другої групи (90 тварин) викликався експериментальний гіпотиреоз шляхом видалення за 30 діб до проведення дослідів щитовидної залози - тироїдектомована група.
В першій частині роботи вивчалася загальна енергетика організму за експериментального гіпотиреозу і стимуляції катехоламінами в умовах нормотермії і розвитку глибокої гіпотермії. В ході дослідів у наркотизованих тварин вимірювалися ректальна температура, швидкість споживання кисню (газоаналізатор фірми "Radiometer") і хронотропна функція серця (електрокардіограф з кардиотахометром) в умовах термонейтральної зони (1 серія). Після вимірювання вихідних значень фізіологічних показників внутрішньовенно вводився адреналін – 2 серія (2,0 мкг/кг хв) або ізопропілнорадреналін – 3-я серія дослідів (2,0 мкг/кг хв). В подальших серіях експериментів (4-6) тварини охолоджувалися при -200С доки ректальна температура не досягала значення 200С - глибока гіпотермія. У тварин досліджувалися параметри холодового калоригенезу, загальна холодовая стійкість і хронотропна функція серця (4 серія), у тому числі після інфузії адреналіну (5 серія) або ізопропілнорадреналіну (6 серія).
В другій частині дисертаційної роботи в умовах insituпроводилося вивчення впливу експериментального гіпотиреозу і адреналіну на енергетику ізометричного скорочення переднього великогомілкового м'яза білого щура.
Експериментальна установка складалась з двох вимірювальних каналів: термометричного і ергометричного. Перший з них представлений датчиком температури (термопара), фотопідсилювачем типа Ф-116, цифровим термометром і комп'ютерним самописцем. Ергометричний канал створений на основі тензометричної установки. Особливістю методики є застосування у якості графічного реєстратора комп'ютера з відповідним програмним забезпеченням для «читання» ергограм, що дозволяло провести аналіз динаміки ізометричного скорочення м'яза в первинній стадії його розвитку з кроком вимірювання 2 мс. В ході експериментів у наркотизованих тварин препарувався малогомілковий нерв. Без порушення природної теплоізоляції відсікався дистальний сухожилок переднього великогомілкового м'яза. Сухожилля жорстко кріпилося до тензодатчика. У всіх дослідах величина електричного подразнення (стимулятор ЕСЛ-1, тривалість імпульсів 5 мс, частота 60 Гц) вибиралася вище за пороговий рівень (1 В), що дозволяло м'язу скорочуватися з граничною силою.
З використанням даного методу були проведено дві серії експериментів, що розрізнялись режимом подразнення скелетного м'яза. В 1-й серії дослідів режим скорочення м'яза був наступним: 1с - скорочення в ізометричному режимі – 10 с пауза. Всього наносилося 10 подразнень. Після 10-го скорочення внутрішньовенно (v.dors. penis) інфузувався адреналін в дозі 2.0 мкг/кг хв. Тривалість інфузії складала 1 хв. Після закінчення періоду інфузії досліджувані показники вимірювалися знову. В 2-й серії експериментів досліджувалася інша модель скоротливого акту – тривалий ізометричний тетанус (10с).Спочатку м'яз скорочувався двічіз інтервалом 10 секунд. Після закінчення другого тетанічного скорочення тварині внутрішньовенно протягом 1 хв інфузувався адреналін в дозі 2,0 мкг/кг хв, після чого м'яз утретє скорочувався в 10-секундному ізометричному тетанусі.
Зрештою при аналізі комп'ютерних записів ізометричного м'язового скорочення у всіх експериментах вираховували наступні показники: максимальну величину ізометричної напруги м'яза при кожному скоротливому акті (Нмакс.); час, необхідний для розвитку максимальної напруги м'яза, мс; латентний період скорочення, мс; середню величину ізометричної напруги за весь період скоротливого акту (Нсеред.); швидкість його розвитку (dНі/dti); величину приросту температури м'яза при його скороченні (+ДТ0С). Наведені параметри дозволили розрахувати для кожного окремого скоротливого акту температурну вартість м'язового скорочення: ТВСМ-1 (+DТоС/Нмакс.) і ТВСМ-2 (+DТ0С/Нсеред.).
Для оцінки достовірності відмінностей використовувалися t-критерій Ст’юдента, критерій Манна-Уїтні і критерій Вілкоксона, а також методи регресійного і кореляційного аналізу. Статобробка матеріалу здійснювалася за допомогою програм STATISTIKA і Excel.
Результати досліджень та їх обговорення.Характеристика енергетики скорочення м’яза за гіпотиреозу і адренергічної стимуляції. Багатократні ізометричні скорочення м'яза білих щурів обох груп супроводжувалися виразними змінами з боку показника максимальної напруги. Так, за даними табл. 1 видно, що м'язи щурів контрольної групи при першому скороченні розвивали напругу 1,44±0,026Н. При наступних скороченнях величина напруги, що розвивалася м’язом, поступово збільшувалася, досягаючи до 4-го скорочення максимального значення 1,56±0,031Н. Надалі в скелетному м'язі поступово розвивався процес стомлення: на останньому, десятому, скороченні значення даного показника для м'яза контрольної групи зменшувалось до 1,24±0,032Н, що було на 14% менше (р<0,05) вихідної величини.
Аналіз характеру впливу тироїдектомії на енергетику м'яза дозволяє зробити наступні висновки. По-перше, видалення щитовидної залози не вчиняло ефекту на максимальну силу скорочення м'яза на перших етапах робочого циклу. По-друге, скелетний м'яз тироїдектомованих тварин стомлювався швидше, ніж м'яз щурів контрольної групи. Так, до 10-го скорочення максимальна величина напруги м'яза тироїдектомованих щурів складала 1,01±0,039Н, що було на 27% менше вихідної величини.