И.б.заболотских, в.а.илюхина
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗЛИЧИЙ
СТРЕССОРНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
ЗДОРОВОГО И БОЛЬНОГО ЧЕЛОВЕКА
Посвящается 75—летию Кубанской медицинской академии и 5—летию института мозга человека РАН
Издательство Кубанской медицинской академии
КРАСНОДАР 1995
УДК 612.014+616—092] :616.45—001.1 /.3
Заболотских И.Б., Илюхина В.А. Физиологические основы различий стрессорной устойчивости здорового и больного человека. — Краснодар: Изд—во Кубанской медицинской академии. — 1995. — 100 с. — 1000 экз.
В книге обобщены данные литературы и результаты оригинальных, комплексных исследований физиологических механизмов различий устойчивости организма к физиологическому и патологическому стрессу. На современном методическом уровне исследованы нейрорефлекторные и гуморальные механизмы различий толерантности к транзиторной гиперкапнии и гипоксии у здорового и больного человека.
Представлено физиологическое обоснование различий состояния оперативного покоя у лиц с низкой, умеренно сниженной, высокой и чрезмерно высокой устойчивостью к гиперкапнии и гипоксии. Дифференцированы уровни стрессорной устойчивости к стресс—факторам и рассмотрены особенности их гомеостатического и регуляторного обеспечения у здоровых лиц и больных в компенсированном и декомпенсированном состоянии.
Авторами предлагается новый метод экспресс—диагностики различий стрессорной устойчивости здорового и больного человека по показателям длительности произвольного порогового апноэ при пробе Штанге и данным динамики сверхмедленных физиологических процессов, регистрируемых с поверхности головы и тела.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов, в том числе физиологов, патофизиологов, врачей разного профиля, психологов и педагогов, интересующихся проблемами стрессорной устойчивости здорового и больного человека.
Рецензент: доктор медицинских наук, профессор А.Х.Каде.
© И.Б.Заболотских, В.А.Илюхина, 1995.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........................................ 5
Введение............................................ 6
Глава I. Нейрогуморальные механизмы различий
толерантности к гиперкапнии и гипоксии у
здорового и больного человека.........................9
1.1. Проба Штанге в исследованиях различий толе— рантности к транзиторнои гиперкапнии и гипоксии.....9
1.2. Современные представления о механизмах нейрорефлекторного и гуморального обеспе—
чения реализации пробы Штанге.......................11
1.3. Физиологические критерии нейрорефлекторного и гуморального обеспечения различий толерантности
к транзиторнои гиперкапнии и гипоксии................14
1.3.1. Уровни реактивности центральных и периферических хеморецепторов........................14
1.3.2. Уровни реактивности барорецепторов сосудов
малого и большого кругов кровообращения............... 19
1.3.3. Особенности гемодинамических сдвигов и изме— нений омега—потенциала, опосредованных уровнем реактивности баро— и хеморецепторов при разной длительности произвольного порогового апноэ.............21
1.3.4. Особенности оксигенации периферических тканей при разной длительности произвольного порогового апноэ......................................37
Глава II. Комплексный подход к изучению фи— зиологических основ различий функциональных состояний и стрессорной устойчивости здорового и больного человека...................................42
Глава III. Физиологические основы различий
состояния покоя при разной толерантности
к транзитороной гиперкапнии и гипоксии
у здорового и больного человека........................52
3.1. Особенности системного обеспечения состоя—
ния покоя и внутрисистемных взаимоотношений при
низкой толерантности к транзиторнои гиперкапнии
и гипоксии у здоровых и больных лиц.....................52
.1
3.2. Особенности системного обеспечения состояния покоя и внутрисистемных взаимоотношений у здоровых и больных лиц с умеренно сниженной толерантностью
к транзиторной гиперкапнии и гипоксии.................63
3.3. Особенности системного обеспечения состоя— ния покоя и внутрисистемных взаимоотношений при высокой толерантности к транзиторной гипер— капнии и гипоксии у здоровых и больных лиц...............65
3.4. Особенности системного обеспечения состояния покоя и внутрисистемных взаимоотношений у здоровых и больных лиц с чрезмерно высокой толерантностью
к транзиторной гиперкапнии и гипоксии................68
Глава IV. Физиологические механизмы различий устойчивости организма к стрессу......................72
4.1. Соотношение уровней стрессорной устойчи— вости и различий толерантности к транзиторной гиперкапнии и гипоксии у здоровых и больных лиц....
4.1.1. Особенности гомеостатического и регуля— торного обеспечения высокой стрессорной устой— чивости к физическим нагрузкам у здоровых лиц и операционному стрессу у больных.................
4.1.2. Особенности гомеостатического и регуля— торного обеспечения низкой стрессорной устойчивости к физическим нагрузкам у здоровых лиц и операционному стрессу у больных.................
4.1.3. Особенности Гомеостатического и регуля— торного обеспечения умеренного уровня стрессорной устойчивости к физическим нагрузкам у здоровых лиц и операционному стрессу у больных........
Глава V. Сверхмедленные физиологические процессы и показатель толерантности к гиперкапнии и гипок— сии в экспресс—оценке текущего функционального состояния и стрессорной устойчивости...................80
Список сокращений...................................84
.72 .74 76 .78
Список основной литературы
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последние годы проявляется значительный интерес к механизмам индивидуальной стрессорной устойчивости у здоровых и больных людей. Однако, отсутствие комплексного подхода к указанной проблеме затрудняет обоснование физиологических механизмов, лежащих в основе этой устойчивости на системном и межсистемном уровнях. Развивающиеся при стрессе нарушения в деятельности многих специфических систем, испытывающих действие стрессора, а также изменение состояния центральных координирующих механизмов, обуславливающие активацию стресс—реализующих и лимитирующих систем, приводят к ограничению приспособительных возможностей к условиям среды.
Монография И.Б.Заболотских и В.А.Илюхиной, посвященная исследованию различий стрессорной устойчивости здорового и больного человека в зависимости от уровня толерантности к гиперкапнии и гипоксии, актуальна. Полученные на современном методическом уровне результаты позволяют говорить о существовании физиологических механизмов, определяющих различия в функциональных состояниях у лиц с низкой, умеренно сниженной, высокой и чрезмерно высокой толерантностью к гиперкапнии и гипоксии, дифференцировать базовые алгоритмы переносимости таких стресс—воздействий, как субмаксимальная физическая нагрузка и операционный стресс.
Обнаруженные физиологические алгоритмы низкой, умеренно сниженной и высокой стрессорной устойчивости положены в основу разработки критериев экспресс-оценки толерантности к стрессу. Это позволит в определенной мере прогнозировать возможные варианты развития событий при действии стрессоров на организм с целью снижения отрицательных последствий.
Представленная монография является итогом удачной попытки исследования патофизиологических механизмов, лежащих в основе различной стрессорной устойчивости организма, с целью клинического использования выявленных критериев для оценки функционального состояния.
А.Х.Каде
ВВЕДЕНИЕ
В сформулированных и развиваемых теоретических концепциях механизмов стресса со времени открытия этого феномена Гансом Селье (1950 г.) до настоящего времени наиболее аргументированы и распространены:
— концепция формирования общего адаптационного синдрома при воздействии чрезвычайного или патологического раздражителя (Селье Г., 1960, 1972);
— концепция принципов формирования общих неспецифических адаптационных реакций организма — реакций тренировки и активации в ответ на действие разных по качеству раздражителей средней силы и их отличие от описанной ранее реакции стресс Г.Селье (Гаркави Л.Х. исоавт., 1977, 1990);
— теоретические положения о принципах и механизмах формирования и взаимодействия стресс—реализующей и стресс—лимитирующей систем в условиях чрезвычайных или патологических воздействий (Меерсон Ф.З., 1986).
Фармакологический анализ и биохимические исследования показали, что сложноорганизованные адаптационные реакции стресс—реализующей системы опосредуются взаимодействием между катехоламинами, адренокортикотропным гормоном (АКТГ), глюкокортикоидами, антидиуретическим гормоном и системой ренин—ангиотензин—альдостерон (Заводская И.С, Морева, 1981; Панин Л.Е., 1983; Axelrod J., Reisine Т., 1984; Tepperman J., TeppermanH., 1989).
Физиологическим спутником стресс—реализующей системы является стресс—лимитирующая, основная задача которой заключается в модуляции эффектов симпатоадреналовой, вагоинсулярной, гипофизарно—адренокортикальной и ренин—ангиотензин—альдо-стероновой систем. По Ф.З.Меерсону (1986) стресс—лимитирующая система организма включает в себя центральные, относительно медленные ГАМ К—ергические и опиоидергические факторы, и периферические составляющие: аденозин, простагландины и антиоксидан-тную систему.
Таким образом, организация комплексной многофазной адаптационной реакции организма на стресс—воздействие обеспечивается сложными неирогуморальными механизмами взаимодействия стресс—реализующих и стресс—лимитирующих систем. Физиологическая целесообразность такого рода взаимодействия заключается, во—первых, в оптимизации гомеостатических функций, и во— вторых, — в эффективной защите организма от повреждающих факторов внешней и внутренней среды.
Необходимо, однако, подчеркнуть, что только при условии сбалансированности всех звеньев нейрогуморального обеспечения вза-
имодействия стресс—реализующих и стресс—лимитирующих систем создается основа высокой стрессорной устойчивости организма.
В настоящей работе мы хотели бы привлечь внимание к исследованию физиологических основ различных уровней стрессорной устойчивости здорового и больного человека.
В доступной нам литературе по механизмам стресса это понятие недостаточно очерчено или отсутствует совсем. Хотя общеизвестно, что одинаковые по интенсивности и длительности воздействия могут быть стресс—фактором для одного человека и не обладать этими свойствами для другого. Столь же неоднозначны могут быть эффекты сходного по интенсивности и длительности воздействия и у одного человека при разных функциональных состояниях.
Итак, текущее функциональное состояние человека выступает в качестве одного из ведущих факторов в определении уровня стрессорной устойчивости, а сопряженность проблемы функциональных состояний и стрессорной устойчивости вполне закономерна.
Современные исследования в области функциональных состояний объединяют широкий спектр методов и подходов к изучению механизмов внутри— и межсистемных взаимодействий, обеспечивающих многообразие алгоритмов приспособительной деятельности человека во взаимодействии с факторами среды, в том числе, и стресс—факторами (Анохин П.К., 1962, 1975; Медведев В.И., 1975, 1983; Леонова А.Б., Медведев В.И., 1981; Василевский Н.Н., Труба-чев В.В., 1977; Казначеев В.П., 1980; Климова—Черкасова В.И., 1978; Зимкина A.M., 1978; Данилова Н.Н., 1985 и многие другие).
В исследованиях последних лет наблюдается отчетливое смещение акцентов к изучению физиологических основ индивидуально— типологических особенностей функциональных состояний человека. Необходимо отметить, что при использовании системного подхода в большей мере раскрывается значение отдельных систем (центральной нервной системы, вегетативной нервной системы, сердечно—сосудистой, дыхательной и других систем) в механизмах регуляции функциональных состояний здорового и больного человека (Анохин П.К., 1968; Василевский Н.Н., 1979; Бехтерева Н.П., 1980, 1988; Меделяновский А.Н. и соавт., 1985; Судаков К.В., 1985, 1987; Илюхина В.А., 1986; Koepchen H.P., 1980; Fishman A.P., 1984).
Существенно менее разработан один из актуальных аспектов проблемы функциональных состояний здорового и больного человека — состояние покоя. Это понятие было введено А.А.Ухтомским в 1939 году как особый вид нервной активности, определяющий позу. Пользуясь позой как фоном, организм "пишет" на ней детальную картину текущего рабочего поведения. Таким образом, поза является своего рода фоном, который можно рассматривать как визуальное отражение состояния регуляторных и гомеостатических процессов, подготавливающих организм к реализации текущего рабочего поведения.
В этой связи, в плане анализа физиологических основ различий стрессорной устойчивости, наибольший интерес представляет изучение особенностей системного обеспечения состояния покоя или текущего функционального состояния вне реализации приспособительной деятельности человека.
В наших исследованиях последних лет представлено теоретическое обоснование комплексного подхода с использованием сверхмедленных физиологических процессов, позволяющего дифференцировать разные уровни оперативного покоя и активного бодрствования человека в базисных состояниях здоровья и болезни (Илюхина В.А., 1989, 1990; Илюхина В.А., Заболотских И.Б., 1993). В параметрах сверхмедленных физиологических процессов у здоровых лиц были определены критерии различий уровней оперативного покоя, соотносимых с высокой и низкой стрессорной устойчивостью к субмаксимальным физическим нагрузкам (Заболотских И.Б., 1988). При этом привлекало внимание обнаружение различий в нейрорефлек-торном и нейрогуморальном обеспечении текущего функционального состояния (состояния покоя) у здоровых быстроутомляемых лиц. Это находило отражение в особенностях соотношений показателей сверхмедленных физиологических процессов, центральной гемодинамики, вегетативного и физико—химического гомеостаза, углеводного и электролитного обмена, кислородотранспортной функции крови и общих неспецифических адаптационных реакций (Заболотских И.Б., 1988).
Обнаруженные закономерности побуждали к поиску подходов и методов, которые позволяли бы исследовать изменения в узловых звеньях систем, формирующих устойчивость организма к физиологическим и патологическим стресс—факторам. В число такого рода базовых систем входит система дыхания.
С позиций теории функциональных систем, дыхание представляется как система, функционирующая по принципу саморегулирования, конечным приспособительным результатом которой является поддержание базисных показателей газового и кислотно—основного гомеостаза — Ог, СОг и рН крови — на оптимальном для организма уровне в каждый конкретный момент времени.
В рамках настоящего исследования мы сосредоточили основное внимание на изучений физиологических механизмов различий толерантности к транзиторной гиперкапнии и гипоксии как проявлении эндогенно обусловленных разных уровней функционирования системы дыхания и сопряженной с ней системы кровообращения, определяющих возможности и ограничения адаптационно—компенсаторных реакций организма в условиях стресса.
ГЛАВА 1