Материалы VI научной конференции студентов и аспирантов




старонка1/6
Дата канвертавання22.04.2016
Памер0.89 Mb.
  1   2   3   4   5   6








МАТЕРИАЛЫ

VI научной конференции студентов и аспирантов

апрель 2008 года




ТВЕРЬ 2008


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный университет»

Биологический факультет


МАТЕРИАЛЫ
VI научной конференции студентов и аспирантов

апрель 2008 года

г. Тверь


Тверь 2008

УДК: 57


ББК: Е.я431


Материалы VI научной конференции студентов и аспирантов апрель 2008 года: Сб. ст.– Тверь: Твер. гос. ун-т, 2008. –62 с.
В сборнике представлены материалы докладов ежегодной научной конференции студентов и аспирантов, проходящей на биологическом факультете. Доклады сгруппированы по секциям.

Материалы сборника могут представлять интерес для специалистов в области биологии и медицины.


Ответственные за выпуск:
профессор, кандидат биологических наук С.М. Дементьева

кандидат биологических наук М.Н. Петушков

 Тверской государственный

университет


Секция анатомии и физиологии
человека и животных

М.Е. ГУСЬКОВА, И.Г. ЧИЖИКОВА

Научный руководитель – Миняев В.И.



ПОЛОВЫЕ РАЗЛИЧИЯ ОБЪЕМНОЙ СТРУКТУРЫ ЖИЗНЕННОЙ ЕМКОСТИ ЛЕГКИХ ЧЕЛОВЕКА В ПОЛОЖЕНИИ СТОЯ

У 7 практически здоровых мужчин и 7 женщин 18-25 лет в вертикальном положении в сравнительном аспекте изучена объемная структура жизненной емкости легких (VC). VC и составляющие ее объемы регистрировались при помощи спирографа (СГ-1М), торакальные (Th) и абдоминальные (Ab) вклады в VC – посредством компьютерного безмасочного пневмографа (Миняев и др., 1993). Синхронно измерялась объемная стоимость грудных и брюшных дыхательных экскурсий (мл/см) при максимальном вдохе из положения полного выдоха.

Выявлено, что у мужчин величины торакальных и абдоминальных вкладов в функциональную жизненную емкость легких и составляющие ее объемы несколько больше, чем у женщин. Величины грудных дыхательных экскурсий несколько больше у мужчин, брюшных - у женщин. При этом объемная стоимость грудных и брюшных экскурсий у мужчин одинакова, у женщин объемная стоимость брюшных экскурсий вдвое больше, чем грудных. В результате соотношения торакальных и абдоминальных вкладов в функциональную жизненную емкость и составляющие ее объемы у мужчин и женщин оказываются одинаковыми - торакальный вклад составляет большую часть функциональной жизненной емкости легких и резервного объема вдоха, абдоминальный - большую часть резервного объема выдоха. При этом мужчины спонтанно дышат, в одинаковой степени используя торакальный и абдоминальный компоненты системы дыхания, у женщин незначительно преобладает абдоминальный компонент. Торакальная и абдоминальная составляющие VT у мужчин количественно и в процентном отношении практически не различаются, у женщин незначительно (статистически недостоверно) преобладает AbVT. В формировании IRV у мужчин и женщин также преобладает торакальный вклад (r=0,93 и 0,90), в формировании ERV - абдоминальный, а их соотношения (%) по полу не различаются. Доли (%) функционального резерва (IRV+ERV) в FNVC, торакального (ThIRV+ThERV) в ThFNVC и абдоминального (AbIRV+AbERV) в AbFNVC резервов у мужчин и женщин также одинаковы.

Е.В. ИВАНОВА

Научный руководитель – Чапоров В.Н.

ОСОБЕННОСТИ СООТНОШЕНИЙ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ФАЗАМИ ДЫХАНИЯ

Изучалась зависимость продолжительности фаз и периодов сердечного цикла от фаз дыхания в условиях добавочного инспираторного сопротивления. Синхронно регистрировались электрокардиограммы (ЭКГ), сейсмокардиограммы (СКГ) и сфигмограммы сонной артерии (СГ).

Обнаружено, что при дыхании в нормальных условиях (без внешнего воздействия) продолжительность периода напряжения (ПН) была несколько больше на выдохе, чем на вдохе за счет фазы изометрического сокращения (ФИС). При добавочном инспираторном сопротивлении ПН во время вдоха увеличивался, а во время выдоха уменьшался за счет достоверного (р<0,05) уменьшения во время выдоха асинхронного сокращения (ФАС). Период изгнания (ПИ) при дыхании без сопротивления во время вдоха был несколько продолжительнее, чем во время выдоха. То же отмечалось и у составляющих ПИ фаз – фазы быстрого изгнания (ФБИ) и фазы замедленного изгнания (ФМИ).

При добавочном инспираторном сопротивлении длительность ФБИ на вдохе увеличивалась, а на выдохе уменьшалась (р<0,01). ФМИ, наоборот, во время выдоха становилась длиннее, а во время вдоха оставалась без изменений. За счет такой динамики составляющих фаз ПИ во время вдоха увеличивался, а во время выдоха уменьшался (р<0,05).

Показатели, характеризующие состояние систол сердца: механической систолы (МС), общей систолы (ОС) и электрической систолы (QT) при дыхании в нормальных условиях существенно от фаз дыхания не зависели. Однако при добавочном инспираторном сопротивлении МС во время вдоха возрастала, а во время выдоха укорачивалась (р<0,01), ОС имела аналогичную динамику, но с большей степенью достоверности (р<0,001). При этом электрическая систола (QT) во время вдоха оставалась не изменой, а во время выдоха достоверно увеличивалась (р<0,05).

В условиях дозированного добавочного инспираторного сопротивления наблюдается зависящее от величины сопротивления увеличение продолжительности сердечного цикла (RR). Это особенно отчетливо заметно на фазе выдоха. Причем, как показал корреляционный анализ, эти увеличения RR зависят от изменений длительности электрической систолы (QT) и еще в большей степени от изменений диастолы.

М.Ю. КРАСНОБОРОДЬКО

Научный руководитель – Петушков М.Н.



ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОЛЬНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ЗАДАННОГО ПАТТЕРНА ДЫХАНИЯ

Изучены особенности воспроизведения заданного паттерна дыхания, близкого спонтанному. Использованы пневмограф Spiro, капнограф ГУМ-2 и оксигемометр 057М. 6 молодых практически здоровых женщин в положении стоя со зрительным контролем за спирограммой воспроизводили заданные параметры паттерна дыхания – глубину, соответствующую величине усредненного спонтанного дыхательного объема, и частоту, соответствующую спонтанной. Учитывались дыхательный объем, минутный объем вентиляции легких, их торакальные и абдоминальные составляющие, а также частота дыхания. Рассчитывалось потребление кислорода, общая, торакальная и абдоминальная ошибки воспроизведения заданной глубины и частоты дыхания.

Проведенные исследования показатели, что испытуемые достаточно успешно справлялись с заданием – преувеличение минутного объема вентиляции легких по сравнению со спонтанным дыханием составило всего 0,5 л/мин (P>0,01) за счет незначительного увеличения дыхательного объема. Вентиляция легких при спонтанном дыхании обеспечивалась практически в равной степени за счет торакального и абдоминального вкладов в дыхательный объем. При воспроизведении испытуемыми заданного паттерна дыхания отмечалось увеличение торакального вклада (и соответственно снижение абдоминального) в дыхательный объем на 11,6% (P<0,01) по сравнению со спонтанным дыханием. Параметры газообмена существенно не менялись, объем потребляемого кислорода имел тенденцию к увеличению, по сравнению со спонтанным дыханием. Общая ошибка при воспроизведении заданного дыхательного объема оказалась существенно меньше суммы торакальной и абдоминальной ошибок, что является следствием сочетания в дыхательных циклах торакальной и абдоминальной ошибок с противоположными знаками. Таким ообразом при произвольном воспроизведении паттерна дыхания возрастает роль торакальных дыхательных движений, как наиболее дифференцированных и в большей степени подверженных произвольному контролю. Наличие дыхательных циклов с разнонаправленными торакальными и абдоминальными движениями (55,0±10,4%) свидетельствуют о возможности постоянной коррекции торакальных и абдоминальных вкладов в дыхательный объем.

С.В. ЛЮСИНА

Научный руководитель – Миняева А.В.

ВЛИЯНИЕ КАЛЬЦИЯ И ТИРОКСИНА НА СКОРОСТЬ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ТРАВЯНОЙ ЛЯГУШКИ

(RANA TEMPORARIA L.)

Изучались особенности метаморфоза травяной лягушки под действием тироксина в условиях наличия и отсутствия кальция в инкубационной среде. Исследованы 60 головастиков в начальную фазу формирования задних конечностей. В качестве инкубационных сред использовались гипотонический раствор хлорида натрия (0,06 %) и изоосмотичный ему раствор хлорида натрия с добавлением хлорида кальция. Растворы подщелачивались двууглекислой содой до 8,0-8,4 pH. Для стимуляции метаморфоза применяли тироксин (иодосодержащий тирозиновый гормон щитовидной железы) по 50 МЕд на 1 л раствора. 15 головастиков выдерживались в растворе хлорида натрия (контрольная группа). Головастики второй опытной группы содержались в растворе хлорида натрия с добавлением тироксина; третьей группы – в растворе с добавлением хлорида кальция; четвертой группы - содержались в растворе хлорида натрия с добавлением хлорида кальция и тироксина. Инкубация проводилась в течение 10 дней при комнатной температуре в стеклянных сосудах емкостью 1 л. Инкубационные растворы обновлялись ежедневно. Каждые 24 часа посредством бинокуляра с измерительным окуляром проводились измерения длины тела, длины хвоста, ширины тела, ширины хвоста у основания, длины задних и передних конечностей по мере их появления. Определялись средняя арифметическая, ошибка средней, дисперсия, среднее квадратичное отклонение, вариабельность и достоверность различий по критерию Стьюдента.

Основными критериями дифференциации головастиков являются уменьшение длины хвоста и развитие задних и передних конечностей. Полученные результаты показали, что тироксин значительно повышает скорость метаморфоза головастиков травяной лягушки. Наличие кальция в инкубационной среде в первые пять дней замедляет процессы лизирования хвоста при активном росте задних конечностей. В последующем отмечено значительное уменьшение длины хвоста и снижение скорости роста задних конечностей у головастиков, инкубируемых в среде, содержащий хлорид кальция.
А.Н. НАЛЕТОВА

Научные руководители – Миняев В.И., Тараканов И.А.



ВЛИЯНИЕ АКТИВАЦИИ ГАМКв-РЕЦЕПТОРОВ БАКЛОФЕНОМ НА ДИНАМИКУ ДЫХАТЕЛЬНОГО РИТМА И ПОКАЗАТЕЛИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

У НАРКОТИЗИРОВАННЫХ КРЫС

Изучались изменения характера дыхания и гемодинамики при активации ГАМКв–рецепторов введением баклофена. Работа выполнена в острых опытах на 10 наркотизированных белых крысах–самцах массой 400–550 г. Наркоз - пентобарбитал натрия внутрибрюшинно из расчета 50 мг/кг. Температуру тела, внутрипищеводное давление, дыхательный объем (ДО), частоту (ЧД), минутный объем дыхания (МОД) и пневмотахограмму, системное артериальное давление (АД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) регистрировали посредством специальных датчиков хирургического монитора МХ–01 в условиях ATPS. Электрическую активность диафрагмы (ЭМГд) отводили с помощью биполярных электродов и усиливали на 4-канальном электромиографе М-42 («Medikor»). Параметры дыхания и системной гемодинамики, а также ЭМГд регистрировали на чернильном самописце «Н3031-6».

Выявлено, что уже через 20-30 мин после введения препарата во всех экспериментах с разной степенью выраженности наблюдали увеличение продолжительности вдоха, уменьшение ЧД на фоне незначительного увеличения ДО, а также признаки апнейстического дыхания. Среднее АД в большом круге снижалось, а ЧСС несколько повышалась, но оставалась на протяжении всего эксперимента в рамках нормы.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что активация ГАМКв-рецепторов влияет на характер дыхания, предположительно либо за счет изменения свойств мембран и синаптических связей пейсмейкерных клеток (согласно модели автогенератора дыхательного ритма), либо за счет блокирования выброса медиаторов, вследствие активации пресинаптически расположенных ГАМКв–рецепторов или гиперполяризации постсинаптических мембран при активации постсинаптических ГАМКв–рецепторов, что нарушает функционирование дыхательных нейронных цепей (согласно осцилляторной модели дыхательного ритмогенеза). Механизмы изменений в большом круге кровообращения могут быть связаны как с воздействием на ГАМКв–рецепторы сердечнососудистого центра, так и с возможным влиянием на периферическую область системы кровообращения, связанным с дилатацией ее артериального отдела.

Полученные данные еще раз доказывают, что ГАМК является основным тормозным медиатором ЦНС. И, следовательно, активация ГАМКв–рецепторов баклофеном оказывает влияние на целый ряд функций и систем организма, в том числе дыхательную и сердечно–сосудистую.

А.И. Симачко

Научный руководитель – Шляпников М.Ф.

ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЭРОБНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЦИКЛИЧЕСКОЙ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ

С РАЗЛИЧНОЙ МОЩНОСТЬЮ

У 10 здоровых испытуемых-мужчин 18-22 лет исследовалась способность максимально задерживать дыхание (проба Штанге), затем исследовалась мышечная работоспособность; сначала без произвольной задержки дыхания; при помощи теста оценки физической работоспособности PWC 170 (его велоэргометрического варианта, при различных мощностях). Измерялась частота сердечных сокращений в покое, затем после выполнения работы с мощностью 80 и 120 Вт. Это позволяло выявить работоспособность при спонтанном дыхании. Затем аналогичный тест проводился при произвольной задержке дыхания. Определялось время выполнения заданной работы на фоне задержки дыхания, которое условно можно использовать как показатель анаэробной работоспособности.

Мышечная работа сопровождается увеличением ЧСС и уменьшением продолжительности произвольного апноэ, по сравнение с оперативным покоем. Выявлена обратная корреляционная зависимость времени произвольного апноэ от частоты сердечных сокращений при работе, которая отражает интенсивность выполняемой работы. Также было отмечено, что испытуемые с редким исходным пульсом в покое (около 60 уд/мин), как правило, способны выполнять заданную работу на фоне задержки дыхания существенно более продолжительное время (т.е. обладают более высокой анаэробной производительностью), чем испытуемые с частым исходным пульсом (80-95 уд/мин).

Известно, что главным компонентом императивного стимула, прерывающего произвольную задержку дыхания, является гиперкапния. При мышечной работе интенсивность потребления кислорода, а, следовательно, и продукции углекислого газа, увеличивается многократно. Задержка дыхания при этом ускоряет прогрессирование гиперкапнии, и срыв произвольного апноэ наступает раньше, чем в покое.

Таким образом, использованный в работе тест (время заданной циклической работы на задержке дыхания) можно считать вполне адекватным для исследования анаэробной работоспособности человека.

Н.Н. СМИРНОВА.

Научный руководитель – Шляпников М.Ф.

ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНО –КООРДИНИРОВАННЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ НА ФОНЕ ЗАДЕРЖКИ ДЫХАНИЯ

11 женщин 20-23 лет в восьми сериях исследования выполняли две сложно-координированные двигательные пробы (правой и левой рукой) при спонтанном дыхании воздухом и при произвольной задержке дыхания (апноэ). Регистрировались время и точность выполнения проб, а также парциальное давление СО2 в альвеолярном воздухе (РACO2) и оксигенация артериальной крови (SaO2). Оснащение эксперимента: хроноволеоптимограф одноканальный, анализатор углекислого газа ГАУ-4 и оксигемометр.

Выявлено, что при спонтанном дыхании испытуемые выполняли заданную двигательную программу правой рукой более точно (с меньшим количеством ошибок – 14,27±1,18), и за меньшее время (8,05±1,03 с), чем левой (18,36±1,31 и 10,31±1,53 с). При этом выявлена положительная корреляционная зависимость между временными показателями выполнения двигательной программы правой и левой рукой (r=0,74 при P< 0,01). Статистически достоверных корреляций между точностными показателями правой и левой рук не обнаружено.

При задержке дыхания испытуемые выполняли заданную двигательную программу правой и левой рукой более точно (с меньшим количеством ошибок – 11,36±1,18 и 15±1,85), и за меньшее время (7,42±1,29 и 8,5±1,3 с соответственно), чем при спонтанном дыхании. При этом положительная корреляционная зависимость между временными показателями выполнения двигательной программы правой и левой рукой менее выражена (r=0,48 при P< 0,05). Статистически достоверных корреляций между точностными показателями правой и левой рук и в этих условиях не обнаружено.

Таким образом, в эксперименте было выявлено наличие моторной асимметрии, проявляющейся в большей координированности ведущей руки (правой) при спонтанном дыхании. Также была обнаружена тенденция к сглаживанию различий в движениях правой и левой рук по временным и точностным показателям при произвольной задержке дыхания.

С.В. СОЛОВЬЕВА

Научный руководитель – Миняева А.В.

ВЫРАБОТКА УСЛОВНЫХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ РЕФЛЕКСОВ НА ГИПОКСИЧЕСКО-ГИПЕРКАПНИЧЕСКИЙ СТИМУЛ

В исследовании участвовали 5 женщин 20-22 лет. Регистрировались параметры вентиляции легких (спирограф СГ-1М), концентрация CO2 в альвеолярном газе – FACO2 (капнограф ГУМ-2), оксигенация артериальной крови – SaO2 (оксигемометр 057М): в течение двух минут спонтанного дыхания и в условиях прогрессирующих гипоксии и гиперкапнии (возвратное дыхание до снижения SaO2 до 83% и увеличения FACO2 на 3,5%). В качестве сигнального раздражителя при выработке условного рефлекса использовался метроном с частотой 120 уд/мин. После спокойного дыхания в системе спирографа запускался метроном и через несколько секунд испытуемый переводился на возвратное дыхание. Совместное действие сигнального (метроном) и безусловного (хеморецепторного) раздражителей повторялось в течение пяти сеансов, по 1-2 сеанса в день с перерывами не более трех дней. В день проведения последнего сеанса выработки условного рефлекса проводился контрольный сеанс. Во время контрольного сеанса после двух минут спокойного дыхания в системе спирографа запускался метроном, и имитировалось переключение на возвратное дыхание. Параметры вентиляции легких и газообмена регистрировались в течение трех минут воздействия сигнального раздражителя.

Анализ параметров вентиляции легких и газообмена показал, что в результате выработки условного рефлекса на индифферентный раздражитель запуск метронома без изменения параметров газообмена вызвал у всех испытуемых увеличение объема вентиляции легких на 4,6 ±1,3 л/мин. Увеличение вентиляции легких происходило исключительно за счет углубления дыхания, тогда как частота практически не менялась. Подобное изменение паттерна дыхания характерно для реакции на хеморецепторные стимулы. Необходимо отметить, что условнорефлекторное увеличение вентиляции легких было достоверно, но менее выражено, чем при прогрессирующей гипоксии и гиперкапнии.
И.А. СУВОРОВА

Научный руководитель – Чапоров В.Н.



ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ОТ ФАЗЫ ДЫХАНИЯ (ПО ДАННЫМ РЭГ)

Регуляция мозгового кровообращения осуществляется миогенным, неврогенным, нейрогуморальным и метаболическим механизмами. Благодаря этому мозговой кровоток сохраняет относительную независимость при изменении нейрогуморальных и гемодинамических факторов в широком диапазоне.

Изучены изменения пульсового кровенаполнения сосудов головы (РИ) и объёмного кровотока по ним (АЧП), тонуса артериальных сосудов головы (ДИ), времени максимального систолического наполнения (α), тонуса вен (СДП) во время вдоха и выдоха в нормальных условиях и при дозированном инспираторном сопротивлении. Также в работе была исследована динамика реоэнцефалографических показателей в условиях дозированного понижения давления в грудной полости и системного артериального давления, сердечного выброса и вегетативного равновесия в условиях дозированного понижения внутрилёгочного давления.

Для исследования мозгового кровообращения использовался метод реоэнцефалографии. Испытуемые после наложения электродов адаптировались к положению стоя в течение 10-12 минут. Записывалась исходная реоэнцефалограмма и дыхание при нулевом сопротивлении на вдохе. Затем испытуемый дышал через мундштук диафрагмальным устройством, которое создавало сопротивление на вдохе, регистрирующееся посредством водного манометра. В этих условиях повторно регистрировалась реоэнцефалограмма с сопротивлением на вдохе 5 мм вод. ст. и 7,5 мм вод. ст.

Выявлено, что в условиях добавочного инспираторного сопротивления амплитудные показатели мозгового кровообращения - реографический индекс (РИ), амплитудно-частотный показатель (АЧП), а также тонус мелких мозговых сосудов (ДИ) и тонус средних и крупных мозговых сосудов закономерно увеличиваются. При дозированном понижении внутрилёгочного давления отмечено закономерное дозозависимое понижение всех показателей артериального давления. При этом сдвиг вегетативного равновесия (по ВИК) смещается в сторону усиления симпатических влияний тем больше, чем сильнее действующий фактор (понижение внутрилёгочного давления).

Е.Ю. ТУМАНОВА

Научный руководитель – Петушков М.Н.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАМЕТРОВ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ РЕГИСТРАЦИИ

Целью данной работы явилось сравнение параметров вентиляции легких, зарегистрированных с помощью методов спирографии и безмасочной пневмографии. В исследовании приняли участие 6 практически здоровых женщин 18-22 лет. В первой серии исследования испытуемые дышали атмосферным воздухом в замкнутой системе спирографа СГ-1М с использованием загубника и зажима на нос. При этом углекислый газ поглощался адсорбентом и в систему добавлялся кислород в количестве, равном потребляемому. Во второй серии параметры спонтанного дыхания испытуемых регистрировались с помощью безмасочного пневмографа (Spiro) при дыхании атмосферным воздухом. Учитывались частота дыхания, дыхательный объем, его торакальная и абдоминальная составляющие, минутный объем вентиляции легких, его торакальная и абдоминальная составляющие, общее, время торакальных и абдоминальных составляющих вдоха, выдоха и экспираторной паузы, а также объемная скорость вдоха и выдоха и скорость торакальной и абдоминальной составляющих вдоха и выдоха.

Обнаружено, что при дыхании в замкнутой системе спирографа дыхание было более глубоким, чем при дыхании в системе Spiro, за счет увеличения абдоминальной составляющей дыхательного объема. Частота дыхания при этом практически не менялась. В результате отмечена разница в величинах минутного объема вентиляции легких (2,63 л/мин), а также общей и абдоминальной скорости вдоха (95,6 и 121,2 мл/с). Также отмечена разница в соотношении торакального и абдоминального вкладов в дыхательный объем – при дыхании в системе спирографа увеличивалась роль абдоминального компонента дыхания.

Таким образом недостатком спирографии является необходимость использования загубника, мундштука или маски, а также зажима на нос, что увеличивает мертвое пространство, сопротивление дыханию и создает определенный дискомфорт для испытуемого, что в совокупности приводит к искажению паттерна дыхания.

И.Г. ЧИЖИКОВА, М.Е. ГУСЬКОВА

Научный руководитель – Миняев В.И.



ПОЛОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИИ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ НА ГИПЕРКАПНИЮ (В СРАВНИТЕЛЬНОМ АСПЕКТЕ)

У 7 мужчин и 7 женщин изучены особенности вентиляторных реакций на гиперкапнию (увеличение РACO2 на 15 мм рт.ст.). В положении стоя регистрировались объемные, временные и скоростные параметры дыхания и их торакальные и абдоминальные составляющие (компьютерный безмасочный пневмограф) (Миняев и др., 1993) при капнографическом и оксигемометрическом контроле.

Исходно вентиляция легких () у мужчин практически в равной степени обеспечивается торакальным (Th) и абдоминальным (Ab) вкладами в дыхательный объем (VT). У женщин AbVT несколько преобладает. Таково же соотношение Th и Ab составляющих объемных скоростей вдоха и выдоха. Временная структура дыхательного цикла типична: вдох короче выдоха, у всех отмечена постэкспираторная фаза.

При гиперкапнии у всех испытуемых обеспечивается в основном за счет VT при сохранении исходных соотношений ThVT и AbVT. Частота дыхания не меняется. Вентиляторная чувствительность к СО2 у мужчин и женщин практически одинакова. При этом у мужчин отмечена более выраженная вентиляторная чувствительность торакального, у женщин - абдоминального компонентов. При приросте дыхательного объема коэффициент использования абдоминального дыхательного резерва у мужчин и женщин превышает коэффициент использования торакального.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в каждом конкретном случае при спонтанном дыхании и при вентиляторной реакции на усиление хеморецепторной стимуляции механорецепторный контур регуляции на основании афферентной информации о механическом состоянии дыхательного аппарата и характере сопротивления дыханию устанавливает оптимальное соотношение торакального и абдоминального вкладов в вентиляцию легких. Следует отметить, что женщины и в покое, и при геперпноэ в ответ на гиперкапнию дышат, в большей степени, используя абдоминальный компонент. Это, по-видимому, обусловлено морфологическими особенностями женского организма, связанными с репродуктивной функцией.

Секция биохимии и биотехнологии

Е.С. АШУРКОВА, А.В. ПАВЛЕНКО

Научный руководитель – Рыжов А.Я.

ПРОИЗВОЛЬНАЯ РИТМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПАЛЬЦЕВ РУКИ ЧЕЛОВЕКА
Характер ритмических процессов типа теппинг-тест по форме интервалограмм, кривых распределения и автокорреляционных графиков может составить представление о периодизации сенсомоторной работоспособности человека. Работоспособность в данном случае определяется величиной функциональных возможностей организма при максимально интенсивном напряжении, которое зависит от условий выполнения двигательной задачи, состояния здоровья, степени тренированности и других факторов. Очевидно, поэтому изменение работоспособности имеет несколько сменяющихся состояний испытуемого: 1) врабатывание - повышение лабильности физиологических систем, изменение скорости и объема физиологических процессов; 2) оптимальная работоспособность - стабильно повышенная лабильность, и даже несколько сниженное напряжение физиологических функций; 3) утомление – падение работоспособности и, естественно, снижение функциональных возможностей организма.[6;9;10]

Цель предстоящей работы - дать физиологическую оценку системы произвольного управления ритмическими движениями руки человека в аспекте сенсомоторной работоспособности.



Методика. В эксперименте в качестве испытуемых приняли участие 15 мужчин 18-24 лет, которые в положении сидя, производили ритмические движения пальцами, с максимально возможной частотой нажимая на рычаг со свободных ходом при фиксированной пясти (установка представлена нами ранее) [3;5].

В процессе обработки цифрового сигнала посредством программы «Impulse» фиксировались моменты, соответствующие времени размыкания ключа измерительной системы. На основе полученных данных производился расчет значений следующих величин: номер данного замыкания ключа, время замыкания, время, прошедшее с предыдущего замыкания, причем за начало принимался момент запуска текущего сеанса измерений. Из общего массива колебаний для последующего анализа автоматически вычленялись 120-цикловые отрезки в начале работы (врабатывание), в середине работы (оптимальная работоспособность) и в период ее окончания, вызванного субъективными ощущениями усталости (утомление). Опыты проводились в помещении с постоянным микроклиматом, нормативным световым и шумовым режимами в первой половине дня, то есть на фоне неутомленной ЦНС.



Результаты и их обсуждение. Теппинг-тест – это комбинация из отрезков времени: 1) формирования программы действия; 2) эфферентных импульсов из прецентральной извилины коры больших полушарий (пирамидные нейроны) в двигательные центры спинного мозга; 3) мотонейроных импульсов к флексорам кисти и пальцев; 4) нажима на рычаг; 5) афферентной импульсации, несущей обратную информацию о временных и силовых характеристиках движения; 6) анализа информации нейронами ролландической зоны и формирования программы нового действия; 7) новой серии импульсов к двигательным центрам спинного мозга; 8) импульсов к экстензорам кисти и предплечья; 9) движения «замаха» для следующего нажима. Управление движениями при этом имеет поисковый характер с выраженным элементом произвольности. Оно представляет собой открытую систему, построенную также на основе проприоцептивной сервопетли, но с привнесенным механизмом прогноза и корковой коррекции. [1;2;3;4;5;7;8]

Регистрация произвольных движений пальцев рук показала, что в начале опыта длительность двигательного цикла (удар-замах) составляет 0,172±0,006 с, в середине опыта – 0,188±0,006 с (Р<0,05), а в конце опыта отмечено увеличение длительности двигательного цикла до 0,198±0,007 с (Р<0,01). Подобная динамика двигательного цикла в общем соответствует периодам врабатывания, оптимальной работоспособности и утомления. Аналогично, этому параметру изменяется мода (Мо) гистограммы, составляя в начале 0,161±0,008 с, середине - 0,186±0,005 с (Р<0,01) и в конце опыта - 0,200±0,008 с (Р<0,01) как следует из рисунка 1. Амплитуда Мо в начале опыта составляет 32,9±2,12%, а затем к концу опыта наблюдается тенденция к увеличению до 33,7±2,1%.

На основании анализа автокорреляционных функций данного периодического процесса выявлено, что коэффициент автокорреляции, получаемый по первому сдвигу коррелируемого массива (r1), в начале опыта составляет 0,357±0,063 О.Е., в середине – 0,109±0,055 О.Е. (Р<0,01), и к моменту его окончания - 0,156±0,066 О.Е. (Р<0,01). Таким образом, развитию утомления соответствует ослабление связи смежных интервалов ритмических движений, что в определенной мере характеризует повышение хаосогенности процесса. Это подтверждается фрактальными характеристиками теппинг-теста по показателю Харста, составившего в начале опыта 0,984±0,059 О.Е., в середине - 0,914±0,071 О.Е. и в конце опыта - 0,857±0,077 О.Е. (рис.2).

Индивидуальный анализ исследуемых произвольных двигательных актов в виде регистрируемых соответствующих колебательных процессов, показывает, что эти данные, в общем, соответствует среднегрупповым, хотя на фоне общей тенденции к повышению хаотичности процесса в некоторых случаях встречается и ее снижение.

В целом ритмические произвольные движения пальцев у мужчин в период утомления носят прерывистый апериодический характер и сопровождаются уменьшением частоты иннервационных стимулов агонистической и антагонистической мускулатуры. Это достаточно сложный процесс и с участием практически всех звеньев управляющего аппарата в субординации нервных центров, регулирующих включение каждой из участвующих в движении мышц [6].

Рис.1. Показатели длительности двигательного цикла (А) и моды (Б) у испытуемых в начале (1), в середине (2) и в конце (3) опыта




Рис.2. Показатели автокорреляционной функции r1 (А) и Харста (Б) у испытуемых в начале (1), в середине (2) и в конце (3) опыта


Заключение. На примере молодых мужчин показаны возможности индивидуального анализа периодических процессов, произвольного движения кинематических звеньев пальцев рук. Период утомления, субъективно характеризуемого ощущением усталости при длительном выполнении теппинг-теста, объективно подтверждается удлинением двигательного цикла, увеличением Мо его распределения, снижением связи смежных интервалов и повышением фрактальных характеристик данного процесса. Перспектива дальнейших исследований заключается в более детальной дифференциации классических периодов сенсомоторной работоспособности с установлением количественных их характеристик и прогностической интерпретацией полученных данных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Айзерман М.А., Андреева Е.А. Простейший поисковый механизм управления скелетными мышцами // Управление в биологических системах. М.,1974. С.103-118.

2.Анохин П.К. Философские аспекты теории функциональных систем. М.,1978.

3. Ашуркова Е.С., Рыжов А.Я., Павленко А.Б. Исследование произвольной ритмической активности руки в аспекте сенсомоторной работоспособности // Актуальные проблемы физиологии труда в 21 веке: Всерос. сб. науч. ст. – Тверь, 2006. С.45-52.

4.Бернштейн Н.А. О построении движений. М.,1947.

5. Гречишкин Р.М., Сошин С.С.,. Комин С.В., Рыжов А.Я., Щербакова Н.Е.. Физиологическая оценка системы управления непроизвольными и произвольными движениями руки // Актуальные проблемы физиологии труда: Всерос. сб. науч. ст. Тверь, 2005. С.63-76.

6.Макаренко Н.В. Время сложной сенсомоторной реакции выбора у лиц с различной функциональной подвижностью нервных процессов // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П.Павлова.1989.Т.39, №5. С.813-818.

7.Рокотова Н.А., Анисимов Н.П., Роговенко Е.С., Шапков Ю.Т. Проблемы физиологии движений. Л.,1980. С.25-48.

8.Рыжов А.Я. Физиолого-гигиеническая оценка сенсомоторной работоспособности человека в условиях прогрессирующей компьютеризации // Междунар. конф. «Медицина труда в третьем тысячелетии»: Тез. докл. М.,1998. С.182.

9.Староста В. Двигательная активность в жизни человека и укреплении его здоровья // Учен. зап. / СПбГМУ. 1998.Т.5, №2. С.54-63.

10.Степаненкова Н.П. Физиологическая оценка сенсомоторной работоспособности человека в условиях лабораторного эксперимента // Дис. … канд. биол. наук. Тверь, 1997.

Д.М. АКУРИНИН

Научный руководитель – Панкрушина А.Н.

ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РЕДУЦИРУЮЩИХ САХАРОВ, ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ПРОЦЕССЕ ПРОРАСТАНИЯ МАСЛИЧНОГО ЛЬНА
Лен является культурой, традиционно выращиваемой в Тверской области. В связи с возрастающим в последние годы интересом к этой культуре актуальность приобретают исследования биохимического состава льна на разных стадиях жизненного цикла. Практическая значимость работы определяется тем, что она является частью научно-практической темы по биотехнологической утилизации отходов льняного маслодельного производства – льняных жмыхов.

Целью работы было изучение динамики изменений содержания редуцирующих сахаров, целлюлозы и гемицеллюлозы в процессе прорастания семян масличного льна.

Для анализа была использована комплексная методика определения гемицеллюлоз, моносахаридов и общих редуцирующих сахаров из одной навески на базе метода Бертрана-Бьери и метода определения общего количества гемицеллюлоз, определение сырой клетчатки проводилось по методу Кюршнера-Ганека.

Полученные результаты позволили выявить тенденцию к увеличению содержания (в пересчете на сухую массу) гемицеллюлоз, целлюлозы, моносахаридов и общих редуцирующих сахаров в процессе прорастания. Предположительно, возрастание содержания углеводов происходит за счет активной утилизации липидов, которые считаются основными запасными веществами льняного семени. Результаты работы также указывают на возможность использования гемицеллюлоз в качестве запасных веществ на определенных стадиях прорастания. Изучение динамики изменений содержания редуцирующих сахаров показывает, что редуцирующие сахара, постоянный рост количества которых в прорастающем семени поддерживается за счет утилизации липидов, вероятно, используются для синтеза полисахаридов клеточной оболочки. По-видимому, использованием сахаров для синтеза полисахаридов клеточной оболочки определяет падение их содержания после исчерпания запасных липидов.


  1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка