Физиология. Сравнительная физиология. (Патологическая физиология - см. 616)

Монография посвящена решению ряда прикладных задач спортивной подготовки: отбор, контроль за тренировочным процессом, прогноз соревновательной деятельности и развития состояний перетренированности через изучение вариабельности ритма сердца у спортсменов. В работе приведен исчерпывающий обзор литературы по использованию ритмокардиографии в спорте – одного из самых стрессорных видов деятельности человека, а также ряд собственных исследований ритмограмм спортсменов различного уровня мастерства, включая спортсменов сборных команд страны. Предложена авторская методика оценки текущего функционального состояния спортсмена на разных этапах подготовки и соответствия предъявляемому уровню нагрузок, а также прогноза тренировочной и соревновательной деятельности.

Вашему вниманию предлагается сборник лекций, практический занятий, лабораторных работ модуля «Опорно-двигательный аппарат» и методический лекционный материал к учебной программе по курсу «Нормальная физиология».

Методическое пособие содержит разделы: математика и физика, физиология, биология. Пособие по элементам высшей математики и физики. Математическая обработка медико-биологической информации. Оптические методы исследования. Геометрическая (лучевая) оптика. Связь физиологии с другими науками. Методы исследования в физиологии. Принципы организации управления функциями. Функциональные системы, Биологические системы. Экология. Биосфера, эволюция. Антропогенные воздействия на биосферу.

Современный спорт высших достижений невозможен без квалифицированного медицинского сопровождения. Мониторинг нагрузок в спорте высших достижений показывает предельные их значения почти по всем возрастным категориям. В этих условиях большое значение в подготовке высококлассного спортсмена должна приобрести содружественная работа спортивного физиолога (тренера) и спортивного врача с его знанием диеты, физиотерапии, фармакологии и других методов восстановления спортсмена; владеющего методами биохимического контроля, функциональной диагностики и т. д. и, разумеется, имеющего клинические навыки. Базирование разработки современной методики комплексного медицинского обеспечения на знании факторов, ограничивающих адаптационные механизмы конкретного спортсмена, в связи с используемыми нагрузками и индивидуальным уровнем здоровья в процессе многолетней спортивной тренировки, представляется перспективным направлением, как в достижении рекордных показателей, так и для продления спортивного долголетия.

B монографии изложены инновационные медико-биологические технологии диагностики и коррекции физического состояния спортсменов в процессе тренировочной деятельности и проведения реабилитационных и оздоровительных процедур. На основе системного анализа психофизиологической и социальной адаптации лиц, занимающихся физической культурой и спортом, определены принципы составления тренировочных и оздоровительных программ. Выявлены мануальные, диагностические и реабилитационно-восстановительные возможности использования лазерофореза биологически активных веществ при занятии спортом. Установлена информационная значимость системы крови и других биологических жидкостей при умеренных и экстремальных тренировочных нагрузках в спорте высших достижений. C позиции теории функциональных систем дана характеристика комплексной программы оценки результативной деятельности c учетом психофизиологического состояния и функциональных возможностей организма спортсменов. Изложена реабилитационно-оздоровительная эффективность индивидуальных тепло-холодовых процедур и физических нагрузок с коррекцией микроэлементного состава крови и витаминообеспеченности при восстановлении и реабилитации спортсменов. Материалы, изложенные в монографии, расширяют представления о возможности более широкого использования медико-биологических технологий в управлении тренировочным процессом на фоне всё возрастающих тренировочных и соревновательных нагрузок.

Учебник написан в соответствии с Государственным образовательным стандартом по биохимии для вузов физической культуры. В первой части учебника описаны строение и свойства главных классов органических соединений организма, рассмотрены основные метаболические процессы, дана биохимическая характеристика крови и мочи. Во второй части учебника всесторонне освещены биохимические аспекты мышечной деятельности, рассмотрены молекулярные основы спортивной работоспособности и затронуты проблемы фармакологической коррекции работоспособности и питания спортсменов. Для самоконтроля при самостоятельной подготовке даны тестовые задания.

Учебное пособие содержит материал избранных лекций, раскрывающий особенности физиологических технологий повышения работоспособности при занятиях физической культурой и спортом. Пособие составлено в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом для направления магистерской подготовки 034300.68 «Физическая культура» и адресовано для дисциплины «Физиологические технологии повышения работоспособности в физической культуре и спорте».

Монография посвящена изучению одной из актуальных проблем физической культуры и спорта - индивидуально-типологическим особенностям адаптации организма юных спортсменов и спортсменов высокой квалификации к различным видам мышечной деятельности Автором теоретически и экспериментально, на основе большого фактического материала, полученного в результате многолетних научных исследований, обоснованы механизмы и закономерности срочной и долговременной адаптации организма спортсменов различных видов спорта к мышечной деятельности в зависимости от типа метаболических реакций на физическую нагрузку.

Основной задачей пособия является раскрытие физиологических механизмов жизнедеятельности человека в условиях покоя и при выполнении физических нагрузок, приобретение студентами навыков физиологического тестирования человека. Представленные в пособии занятия включают лабораторные работы, контрольно-измерительные материалы в виде вопросов для самоподготовки, задания для самостоятельной работы учебного курса.

Учебное пособие составлено в соответствии с ФГОС по дисциплине «Спортивная морфология» для студентов высших учебных заведений физкультуры и спорта направления 49.03.01 «Физическая культура», профили подготовки «Спортивная тренировка в избранном виде спорта», «Физкультурное образование»; направления 49.03.02 «Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура)», профили подготовки «Лечебная физическая культура», «Физическая реабилитация»; направления 49.03.03 «Рекреация и спортивно-оздоровительный туризм», профиль подготовки «Спортивно-оздоровительный туризм». В пособие представлены теоретические материалы и практические работы, необходимые для приобретения навыков проведения антропометрических исследований, оценки физического развития спортсменов, некоторые морфологические методы прогностического отбора спортсменов.

Учебное пособие написано в соответствии с утвержденной учебной программой по спортивной медицине. Представлены методы исследования и оценки физического развития, кардиореспираторной системы, физической работоспособности, нервной системы и нервно-мышечного аппарата, излагаются основные принципы врачебно-педагогических наблюдений и самоконтроля спортсмена. Пособие включает протоколы практических занятий, куда могут быть внесены результаты исследований, выводы и практические рекомендации, а также рисунки и графики, в которых отражены принципы расшифровки данных обследования, табличный материал, используемый для оценки полученных данных.

Учебное пособие написано в соответствии с учебной программой дисциплины «Физиология специализированных восприятий в спорте». Представленный в пособии комплекс лабораторных работ позволяет практически закрепить теоретические знания о процессах восприятия, их роли в спортивной деятельности, психофизике восприятий, восприятии пространства и времени, движения, овладеть умениями и навыками по исследованию и развитию процессов восприятия.

В учебном пособии освещены основы физиологии физической культуры и спорта; физиологические принципы классификации физических упражнений; физиологическая характеристика состояний организма при спортивной деятельности; физиологические основы формирования двигательных навыков и развития физических качеств; физиологические основы спортивной тренировки; физиологические основы спортивной работоспособности в особых условиях внешней среды; физиологические основы спортивной тренировки женщин и юных спортсменов; физиологические основы оздоровительной физической культуры.

В учебном пособии с современных научных позиций рассматриваются функции нервной и сенсорных систем организма человека, а также механизмы их регуляции с учетом возрастных изменений и влияний физических нагрузок.

Пособие содержит материал лекций по дисциплине «Спортивная биохимия». Подробно изложены следующие разделы: строение мышечной клетки, биохимические основы мышечного сокращения, биоэнергетика мышечной деятельности, биохимические основы воспитания физических качеств, возрастные аспекты адаптации к мышечным нагрузкам, основы питания спортсменов.

Учебное пособие написано в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и рабочей учебной программой по направлению подготовки 050100.62 «Педагогическое образование», профиль «Образование в области безопасности жизнедеятельности», профиль «Физкультурное образование».

Учебное пособие содержит материал избранных лекций по изучению биологических методов научных исследований при занятиях физической культурой и спортом. Пособие составлено в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом для направления подготовки 034300.62 «Физическая культура»: профиль «Спортивная тренировка в избранном виде спорта», профиль «ФОТ», профиль «Физкультурное образование», профиль «Спортивный менеджмент» и адресовано для дисциплины «Биологические методы научных исследований».

В монографии представлены материалы исследований функций кардиореспираторной системы у детей школьного возраста, проживающих в циркумполярном регионе. В результате комплексного и синхронного изучения кардиогемодинамики, периферического кровотока и микроциркуляции установлено, что общебиологические закономерности развития кровообращения у школьников, родившихся и проживающих в условиях Европейского Севера, имеют свои особенности, которые можно рассматривать как проявление экологической адаптированности. Выявлены объективные признаки функциональной приспособительной перестройки органов дыхания у школьников, уроженцев Европейского Севера России, заключающиеся в напряженном функционировании системы внешнего дыхания в покое при меньших предельных и резервных способностях в сочетании со снижением экономичности газообмена в легких.

Изучение физиологии детей и подростков необходимо для формирования профессиональных компетенций будущих педиатров. Учебное пособие посвящено возрастным особенностям функционирования управляющих и служебных систем организма, сенсорных систем и высшей нервной деятельности. Учебное пособие составлено по дисциплине «Нормальная физиология» в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта и предназначено для обучающихся по программам высшего образования – программам специалитета, по специальности Педиатрия.

В статье представлены основные темы 18-го конгресса Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии, прошедшего в г. Нижнем Новгороде с 26 по 27 апреля 2017 года. В мероприятии приняли участие более 400 человек из разных городов России, а также стран ближнего зарубежья. На конгрессе были представлены доклады, касающиеся работы детских кардиологов. В программе конгресса, помимо уже традиционных тематических направлений – внезапная смерть, артериальная гипертензия, сердечная недостаточность, нарушения ритма сердца и многих других, были заявлены доклады по вопросам спортивной медицины, в частности профессиональным заболеваниям спортсменов.

Экспериментально определялась устойчивость симпатотонического типа вегетативной нервной системы у юных лыжников под действием тренировочных и соревновательных нагрузок. У школьников 10–11 лет записывали кардиоритмограмму на электрокардиографе с последующим математическим анализом сердечного ритма (временные и спектральные показатели). Показано, что в подготовительный период 55 % спортсменов сохранили симпатотонический тип вегетативной нервной системы; у них отмечалась повышенная активность гуморального канала и некоторое понижение активности центрального контура регуляции, при этом статистически значимых изменений показателей вариабельности сердечного ритма не наблюдалось. У 45 % испытуемых произошел переход с исходного симпатотонического на нормотонический тип; у данных спортсменов отмечалось понижение фонового напряжения регуляторных процессов, которое сопровождалось статистически значимым снижением активности центрального контура регуляции, повышением активности парасимпатической нервной системы и преобладанием дыхательной компоненты в волновой структуре сердечного ритма. В соревновательный период практически у всех спортсменов сохранился исходный симпатотонический тип вегетативной регуляции, без статистически значимых изменений показателей сердечного ритма. Фоновое напряжение регуляторных процессов для данных лыжников практически не изменилось. Таким образом, у лыжников с симпатотоническим типом вегетативной нервной системы под действием тренировочных и соревновательных нагрузок происходят существенные преобразования регуляторных механизмов, проявляющиеся в неравнозначных изменениях показателей сердечного ритма. Результаты данного анализа позволят в дальнейшем повысить качество подготовки юных спортсменов.

В патогенезе различных заболеваний важное место занимают структурные и функциональные нарушения эритроцитов, приводящие к изменению их гемореологических параметров (деформируемости и агрегации). При ожоговой болезни уже с первых часов после травмы отмечаются значительные расстройства гемостаза и микроциркуляции крови. Это связано, в частности, с усилением агрегации эритроцитов. Целью исследования было изучение взаимосвязи между спонтанной и индуцированной лантаном агрегацией эритроцитов при ожоговой болезни. Использовали кровь здоровых доноров и больных на 3-и сутки, а также на 7-е и 14-е сутки после термической травмы. Установлено, что для индуцирования агрегации эритроцитов в острые периоды ожоговой болезни требуется значительно меньшая концентрация лантана, чем в норме. В течение 7 сут после ожога индуцированная агрегация усиливается, а на 14-е сутки – снижается. Спонтанная агрегация эритроцитов ожоговых больных остается повышенной в течение всего срока исследования. Учитывая различные механизмы спонтанной и лантан-индуцированной агрегации эритроцитов, можно полагать, что использование лантана в качестве индуктора агрегации дает возможность выявить улучшение мембранных свойств эритроцитов к 14-м суткам после термической травмы и тем самым оценить эффективность проводимой терапии. Кроме того, исследование процесса не только спонтанной, но и индуцированной агрегации эритроцитов позволяет уточнить механизм развития гиперагрегационного синдрома при ожоговой болезни.

Представлены результаты оценки энергетических, сенсомоторных и информационных компонентов функционального состояния операторов-машинистов сенсомоторного профиля в условиях высокогорья Тянь-Шаня (2800 и 3800 м над уровнем моря). Обследовано 72 оператора большегрузной техники в возрасте 25–40 лет, имеющих стаж работы в горах не менее 2 лет и общий стаж работы не менее 5 лет. В процессе адаптации они были разделены на 2 группы – с высоким и низким оперативно-функциональным уровнем. Функциональное состояние операторов и значимость вышеуказанных компонентов определялись с помощью психофизиологического комплекса (ПФК-01), газоанализатора «Spirolit-2» и психофизиологических тестов (бланковых) для оценки когнитивных качеств человека. В процессе исследований установлено, что по мере возрастания суровости горной среды увеличивается энергетическая стоимость деятельности, при этом она значительно выше в группе с низкими оперативно-функциональным свойствами. Со стороны показателей, характеризующих сенсорный компонент, у работников с высокими оперативными качествами отмечались лучшая способность к зрительному и пространственному восприятию и более устойчивое выполнение формализованных заданий. Операторы этой группы обладали достаточно стабильными параме- трами внимания, памяти и мышления, повышенной способностью к переработке логической информации, могли точнее строить модели ответных реакций и формировать адекватную стратегию деятельности. Для лиц второй группы свойственны ограниченность объема памяти, низкая продуктивность мыслительной операции. В целом успешность работы операторов сенсомоторного профиля в условиях больших высот зависела от вклада и взаимодействия компонентов функционального состояния.

Проанализированы научные работы по изучению влияния низкоинтенсивных электромагнитных полей природного (космофизические факторы) и техногенного (излучение мобильных телефонов) происхождения на развитие организма человека и животных в антенатальный (внутриутробный) период, включая этапы формирования половых клеток, зачатия, беременности и родов. Антенатальный период развития был выбран не случайно, поскольку именно в это время механизмы адаптации организма к воздействиям внешней среды только формируются. Главная задача обзора – систематизировать основные направления работ в данной области и представить полученные результаты; в статье намеренно не приведен подробный анализ возможных механизмов воздействия данных факторов внешней среды, поскольку это задача, требующая отдельного рассмотрения (следует отметить, однако, что возможные механизмы воздействия, в частности электромагнитного излучения мобильных телефонов, рассматриваются в большинстве проанализированных работ). Подчеркнута принципиальная разница в характере биотропного воздействия изучаемых факторов. Космическая погода как неотъемлемый фактор среды обитания человека в глобальном масштабе имеет циклические и квазипериодические изменения (на уровне десятилетий, года, месяца, недели, дня), в то время как излучение мобильных телефонов является неконтролируемым и постоянно действующим фактором с выраженным накопительным эффектом. Анализ данных различных исследователей выявил их противоречивость, однако в целом они указывают на то, что низкоинтенсивные электромагнитные поля – как природные (космофизические факторы), так и техногенные (излучение мобильных телефонов) – могут влиять на антенатальное развитие организма.

Изучено 30-минутное влияние (при 37 °С) преинкубации периферической крови женщин с дидрогестероном (5·10–5 г/л) на свободнорадикальную активность нейтрофилов (в частности, на активацию их мембранной НАДФН-оксидазы), которую определяли на биохемилюминометре БХЛ-07 в течение последующих 30 мин (при 37 °С) в присутствии латекса (диаметром 0,08 мкм) и люминола. Показано, что в этих условиях дидрогестерон, судя по изменению светосуммы (S, мВ/с), максимального значения интенсивности хемилюминесценции (Imax, мВ) и времени достижения Imax (Т, с), повышает свободнорадикальную ак- тивность нейтрофилов беременных (I и II триместры) и рожениц (I период родов), не оказывая подобного влияния на нейтрофилы беременных в III триместре и женщин с угрозой преждевременных родов (II и III триместры). Добавление агониста бета2-адренорецепторов гинипрала (10–6 г/л) к смеси, помещаемой на 30 мин в биохемилюминометр, изменяло негеномный эффект дидрогестерона. В частности, в I триместре беременности гинипрал блокировал способность дидрогестерона повышать свободнорадикальную активность нейтрофилов, во II триместре и в родах – не препятствовал ее реализации, в III триместре даже усиливал ее, а при угрозе преждевременных родов не восстанавливал ее. Это означает, что в I триместре беременности нейтрофилы содержат бета2-адренорецепторы, активация которых блокирует негеномный эффект дидрогестерона и тем самым уменьшает свободнорадикальную активность нейтрофилов, усиливаемую прогестероном, способствуя формированию иммунотолерантности материнского организма к анти- генам плода. Во II и III триместрах беременности, а также в родах эффективность активации бета2-адренорецепторов снижается. Это объясняется переключением сопряжения бета2-адренорецепторов (с Gs-белка на Gi-белок) либо увеличением экспрессии альфа-адренорецепторов. В целом такая ситуация способствует повышению (в т. ч. за счет негеномного действия прогестерона) свободнорадикальной активности нейтрофилов, потребность в которой возрастает, особенно накануне и во время родов.

Реакции вегетативной нервной системы на функциональные нагрузки у лиц с различным уровнем личностной тревожности в современной науке изучены недостаточно. Обследовано 124 подростка в возрасте 11–17 лет с определением личностной тревожности (по шкале реактивной и личностной тревожности Спилбергера–Ханина) и параметров вариабельности ритма сердца в стадии фона, при ортостатической пробе и пробе с ментальной нагрузкой (арифметический счет в уме). Выделены группы лиц с низкой, умеренной и высокой тревожностью, рассчитаны корреляционные зависимости уровня личностной тревожно- сти и параметров вариабельности ритма сердца. Для выявления степени влияния личностной тревожности на показатели вариабельности ритма сердца определена относительная сила ассоциации с помощью показателя отношения шансов и 95 %-х доверительных интервалов в каждой группе. В стадии фона показатели личностной тревожности наиболее связаны с вариационным размахом длительности кардиоинтервалов (rsp = –0,22; р = 0,012) и компонентой вариабельности ритма сердца в диапазоне очень низких частот (rsp = = –0,32; р = 0,041). Характер и выраженность реакции вегетативной нервной системы на функциональные нагрузки у подростков различаются в зависимости от уровня тревожности. Наиболее выражено усиление симпатической активности при проведении пробы с ментальной нагрузкой. У лиц с высокой личностной тревожностью при ортопробе наблюдается увеличение общей вариабельности ритма сердца, вагусной и симпатической активности; при ментальной нагрузке – рост сверхнизкочастотной компоненты вариабельности ритма сердца. У лиц с низким уровнем тревожности при функциональных нагрузках увеличивается симпатическая активность: при ортостатической пробе – в т. ч. за счет сверхнизкочастотной компоненты вариабельности ритма сердца, а при ментальной – только за счет низкочастотной компоненты.

Известно, что популяция жителей Европейского Севера РФ неоднородна в социальном и демографическом отношении и различается по степени адаптации к негативным климатоэкологическим факторам, существенную роль в данном процессе играет щитовидная железа. Проведена оценка функционального состояния гипофизарно-тиреоидного звена эндокринной системы здоровых мужчин, постоянных жителей г. Архангельска и с. Несь (Ненецкий автономный округ, 66°39’ с. ш.). Методом иммуноферментного анализа определены концентрации гормонов гипофизарно-тиреоидной системы: тироксина, трийодтиронина, свободного тироксина, свободного трийодтиронина, тиреотропного гормона. Рассчитаны универсальные тиреоидные индексы: индекс периферической конверсии и интегральный тиреоидный индекс. Проведенное исследование показало, что индекс периферической конверсии не имеет возрастной динамики как у здоровых мужчин г. Архангельска, так и у мужчин с. Несь. Данный показатель был ниже у мужчин г. Архангельска по сравнению с представителями с. Несь. Интегральный тиреоидный индекс у мужчин г. Архангельска был значимо ниже в возрастной группе 46–60 лет по сравнению с группами 22–35 и 36–45 лет, у мужчин с. Несь – не имел возрастных отличий. Анализ полученных данных показал, что у мужчин с. Несь конверсия периферических гормонов смещена в сторону образования наиболее активного метаболита – свободного трийодтиронина. Установлены более высокие значения интегрального тиреоидного индекса у мужчин г. Архангельска в возрасте 22–45 лет по сравнению с мужчинами с. Несь того же возраста с выходом за верхнюю границу нормы у 17 % обследованных.

Проживание человека в условиях Севера сопровождается изменениями метаболического профиля и формированием недостатка ряда витаминов, в т. ч. и тиамина. У детей и подростков восприимчивость организма к дефициту витаминов повышена. Обследованы дети и подростки в возрасте от 10 до 17 лет, проживающие на Европейском и Азиатском Севере России, в Приарктическом и Арктическом регионах. Спектрофотометрическим методом в крови определены уровни показателей углеводного обмена (глюкоза, пируват, лактат), обеспеченность организма тиамином (ТДФ-эффект). По величине ТДФ-эффекта обследованные лица поделены на группы с высокой обеспеченностью витамином, нормальной обеспеченностью, умеренным и выраженным тиамин-дефицитом. В Приарктическом регионе значимые изменения показателей углеводного обмена отмечены у обследованных в группе с высокой обеспеченностью тиамином, что выражается снижением уровня пирувата и ростом значений коэффициента Лак/Пир. При этом в Арктическом регионе зарегистрированы значимые флуктуации глюкозы у детей и подростков с умеренным тиамин-дефицитом; повышение ее уровня, возможно, является результатом торможения гликолиза и активации процессов глюконеогенеза из-за ингибирования пируватдегидрогеназного комплекса. Показано, что проживание на территориях с разной степенью выраженности экстремальности природно- климатических и погодных условий внешней среды вследствие формирования особенностей метаболических реакций (в Арктическом регионе – снижение уровня глюкозы и менее выраженное накопление лактата в крови) приводит к разнонаправленному влиянию тиаминовой обеспеченности на параметры углеводного обмена.

В монографии представлены материалы исследований функций кардио-респираторной системы у детей школьного возраста, проживающих в циркумполярном регионе. В результате комплексного и синхронного изучения кардиогемодинамики, периферического кровотока и микроциркуляции установлено, что общебиологические закономерности развития кровообращения у школьников, родившихся и проживающих в условиях Европейского Севера, имеют свои особенности, которые можно рассматривать как проявление экологической адаптированности. Выявлены объективные признаки функциональной приспособительной перестройки органов дыхания у школьников, уроженцев Европейского Севера России, заключающиеся в напряженном функционировании системы внешнего дыхания в покое при меньших предельных и резервных способностях в сочетании со снижением экономичности газообмена в легких.

Учебное пособие «Фонд оценочных средств текущего контроля/промежуточной аттестации» основано на компетентностном подходе и направлено на уровневую оценку знаний, умений и владений принципов структурной и функциональной организации биологических объектов и основными физиологическими методами анализа и оценки состояния живых систем.

В сборнике материалов научно-практической конференции представлены труды авторов из Ростова-на-Дону, Санкт-Петербурга, Сочи. Рассматриваются медико-биологические, социальные и психолого-педагогические аспекты здоровья и качества жизни, международного Олимпийского движения, спорта и образования в современных условиях экологической среды, обсуждаются проблемы безопасности в различных сферах жизнедеятельности, предлагаются программы по формированию моды на здоровье и долголетие.

В монографии рассматриваются результаты изучения общих познавательных способностей с использованием методов психогенетики, позволяющих оценить вклад наследственных и средовых факторов в межиндивидуальные различия. В структуре общих способностей исследуется не только интеллектуальная составляющая, но и мотивационная. Приводятся результаты изучения психофизиологических основ общих познавательных способностей методами психогенетики.

В монографии подытожены результаты исследований большого коллектива авторов ведущей научной школы по биохимии профессора Эмирбекова Э. З. по влиянию гипотермии на биохимические реакции в головном мозге млекопитающих. Материалы систематизированы и проанализированы в виде обзорных статей, а также оригинальных экспериментальных работ, выполненных сотрудниками в соавторстве, либо без соавторства руководителя научной школы (Львовой С.П., Кличхановым Н.К., Нурмагомедовой П.М., Мейлановым И.С., Эмирбековой А.А., Пашаевой М.Э., Шейховой Р.Г., Халиловым Р.А., Саидовым М.Б., Бекшоковым К.С. и др.). В монографии приводятся экспериментальные данные по оригинальной постановке опытов. В книге представлена концепция патонейрохимии при гипотермии и дан анализ механизмов влияния протекторных веществ, создающих щадящие условия нарушений в нейрохимических процессах при охлаждении организма.

В монографии систематизирован и теоретически осмыслен накопленный в литературе обширный экспериментальный материал, а также результаты собственных данных по нейрохимическим механизмам зимней спячки млекопитающих в динамике гибернации. В ней впервые представлена четкая картина биохимических отличий зимней спячки млекопитающих от принудительной гипотермии. В книге собраны воедино и проанализированы результаты исследований по нейрохимическим изменениям во время естественной гипотермии (зимней спячки), выполненных сотрудниками научной школы профессора Эмирбекова Э.З. (Нурмагомедовой П.М., Эмирбековой А А., Абдуллаевым Р.А., Исмаиловым И.А., Мусаевым Б.С., Даудовой Т.Н., Кличхановым Н.К., Мейлановым И.С., Шейховой Р.Г., Халиловым Р.А., Пашаевой М.Э., Бекшоковым К.С., Саидовым М.Б., Абдуллаевым В.Р. и др.).

При разработке данного пособия была поставлена задача – описать методику проведения ряда классических физиологических опытов на базе современной аппаратуры – автоматизированного рабочего места (АРМ) студента-физиолога, разработанного на кафедре физиологии человека и животных Южного федерального университета.

Решение проблем безопасности в современном мире невозможно без знания центрального объекта защиты – человека. Для будущих специалистов в области техносферной безопасности в ходе изучения учебной дисциплины «Медико-биологические основы безопасности» актуальным является ознакомиться со строением и работой центральной нервной системы. Учебное пособие подготовлено в соответствии с ФГОС высшего образования третьего поколения для студентов бакалавриата направления 200301 «Техносферная безопасность» и отражает последние научные достижения в области анатомии центральной нервной системы. Учебное пособие также окажется полезным для всех студентов, в учебные планы которых входят дисциплины по анатомии и физиологии человека, для углубленного изучения отдельных тем.

В монографии представлены современные данные о ключевых звеньях патогенеза глаукомной оптической нейропатии. Особое место уделено иммунной теории патогенеза, в частности, показана роль системы цитокинов и металлопротеиназ.

Важное место среди патофизиологических состояний в системе крови занимают хронические миелопролиферативные заболевания. Их развитие с ранних этапов сопровождается изменением структурно-функциональных свойств лимфоцитов. Цель данной работы – изучить упруго-эластические и адгезивные свойства лимфоцитов здоровых людей и больных хроническим миелобластным лейкозом на стадиях лечения и рецидива. Получены новые данные о функциональных свойствах нормальных и трансформированных лимфоцитарных клеток. Результаты исследования показали, что у больных на стадии лечения жесткость клеточной поверхности увеличена в 2,8 раз, при этом адгезия в системах «лимфоцит–лейкоцит», «лимфоцит–эритроцит» уменьшилась соответственно на 33,7 и 38,5 % (p < 0,05) по сравнению со здоровыми людьми. В группе больных хроническим миелобластным лейкозом на стадии рецидива болезни жесткость плазмалеммы была увеличена в 2 раза, однако сила адгезии в системе «лимфоцит–лейкоцит» повысилась на 5,2 % (p < 0,05), а в системе «лимфоцит–эритроцит» – снизилась на 10,3 % (p < 0,05) по сравнению с контролем. Вследствие увеличения жесткости поверхности при развитии хронических миелопролиферативных заболеваний клетки не способны деформироваться при прохождении через мелкие капилляры, что приводит к снижению двигательной активности лимфоцитов и может провоцировать повреждения в системе микроциркуляции крови при их перемещении по сосудам. Нарушения адгезивных взаимодействий обусловливают изменения инвазивного потенциала клеток. Таким образом, полученные данные имеют практическое значение для диагностики цитологических нарушений и прогноза течения заболевания.

Нейропептид Y играет важную роль в настройке нейронов супрахиазматического ядра гипоталамуса – главного циркадианного осциллятора в организме человека и млекопитающих. Изучено влияние аппликаций 10 нМ нейропептида Y на спайковую активность и параметры спайкового кода нейронов супрахиазматического ядра гипоталамуса крыс in vitro. Использован авторский подход к анализу спайковой активности, заключающийся в расчете энтропии распределения межспайковых интервалов и обоюдной информации между сопряженными межспайковыми интервалами наряду с определением средней частоты генерации спайков. Это позволило исследовать воздействие нейропептида Y не только на уровень активности клеток, но и на степень нерегулярности генерации потенциалов действия и паттернирование спайковой информации. При анализе эффектов нейропептида Y выявлены реакции двух типов: снижение (43,2 % нейронов) и повышение (9,9 %) частоты генерации потенциалов действия. У оставшихся нейронов (46,9 %) изменений данного показателя активности не обнаружено. В целом во всей группе исследованных нейронов (n = 81) выявлены статистически значимые уменьшение уровня активности и рост обоюдной информации между сопряженными межспайковыми интервалами. Полученные результаты показывают, что нейропептид Y способен оказывать влияние на уровень спайковой активности и параметры спайкового кода нейронов супрахиазматического ядра гипоталамуса.

При изучении процесса старения выявляемые структурно-функциональные сдвиги связывают с календарным (паспортным, хронологическим) возрастом, который не всегда отражает общее состояние здоровья. В Арктике физиологическое старение человека и адаптация к климатогеографическим факторам в комплексе с факторами промышленного производства – одновременно протекающие процессы, которые могут оказывать совокупное влияние на организм человека. Известно огромное число маркеров старения, однако в клинических исследованиях чаще оценивают биологический возраст, рассматривая его как показатель общего состояния здоровья, спо- собности адаптации к экстремальным воздействиям, степени старения человека. Имеющиеся противоречивые результаты оценки биологического возраста у жителей Российской Арктики указывают на необходимость поиска новых информативных маркеров старения. Впервые с этой целью была изучена методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени экспрессия молекулярного биомаркера старения p16INK4A, известного как циклин-зависимый ингибитор киназы CDKN2A, который принимает участие в регуляции клеточного цикла, замедляя переход от G1- к S-фазе. Показано усиление экспрессии биомаркера у мужчин, живущих и работающих на Европейском Севере России. Интенсивность экспрессии маркера зависела от возраста и полярного стажа обследованных северян. Она оказалась выше у лиц старше 40 лет и лиц с полярным стажем более 20 лет. Биомаркер старения p16INK4A положительно коррелировал с календарным и биологическим возрастом северян. Таким образом, он может быть использован как биомаркер преждевременного старения человека в Российской Арктике.

В заключительной части обзора делается вывод о том, что у женщин при беременности и в родах меняются фоновые свойства эритроцитов венозной крови и характер их реагирования на воздействие адреналина, ацетилхолина, окситоцина, серотонина, прогестерона, эстрогена и других биологически активных веществ, т. е. изменяется эффективность активации соответствующих G-белок-ассоциированных рецепторов (GPR). Предполагается, что эти изменения, являющиеся индикаторами течения беременности и родов, происходят под влиянием активации мембранных рецепторов прогестерона и эстрогенов и в результате изменения содержания в крови эндогенных модуляторов GPR (например, эндогенного сенсибилизатора бета-адренорецепторов). Предложена классификация показателей функционального состояния эритроцитов с позиций диагностики угрозы преждевременных родов (УПР) и оценки вероятности перехода УПР в преждевременные роды (ПР), включающая: 1) малоинформативные показатели (8), значения которых не изменяются при беременности, в родах и при наличии УПР; 2) показатели (9), значения которых у женщин с УПР такие же, как у рожениц, но отличаются от значений, наблюдаемых у женщин без УПР; они подтверждают наличие УПР, но не позволяют оценить вероятность перехода УПР в ПР; 3) показатели (9), значения которых у женщин с УПР такие же, как у женщин без УПР, но иные, чем у рожениц; они не позволяют утверждать наличие у женщин УПР, но дают основание оценить риск перехода УПР в ПР; 4) показатели (1), значения которых у женщин с УПР иные, чем у женщин без УПР и у рожениц; они позволяют диагностировать УПР и оценивать риск перехода УПР в ПР. К последней группе относится показатель ОРЭДВ45, отражающий характер влияния адреналина (10-10–10-6 г/мл) на осмотическую резистентность эритроцитов в условиях их 45-секундной экспозиции в дистиллированной воде.

Представлены результаты исследования интенсивности энергетического метаболизма и уровня активационных влияний на кору головного мозга младших школьников. Обследовано 149 детей с нормой (n = 69) и задержкой (n = 80) психического развития. Выделены типы темперамента младших школьников по индексу выраженности поведенческих проявлений: у детей с нормой развития преобладали средние значения данного индекса, что соответствует адекватному типу темперамента, у детей с задержкой психического развития чаще определялись высокие значения – интенсивный тип. Выявлены отличия в протекании мозговых процессов у школьников с различными темпераментальными особенностями. У детей с нормой развития и адекватным типом темперамента отмечены оптимальные показатели интенсивности энергетического метаболизма и II уровень активации коры головного мозга; у «интенсивных» чаще определялись высокая интенсивность нейроэнергометаболизма и III уровень активации; у «спокойных» преобладали высокий уровень активации левого полушария мозга и снижение интенсивности нейроэнергообмена. Младшие школьники с задержкой психического развития, имеющие спокойный тип темперамента, характеризовались асимметричной активацией полушарий головного мозга с преобладанием активности правого полушария и низкой интенсивностью энергетического метаболизма коры головного мозга; у «адекватных» чаще отмечались средняя интенсивность энергетического метаболизма и II уровень активации с преобладанием симметричной активности правого и левого полушарий; у детей с интенсивным типом темперамента – высокие значения интенсивности нейроэнергообмена и уровня активационных влияний на кору головного мозга с преобладанием активности правого полушария. Показана роль некоторых психофизиологических механизмов в обеспечении психического развития детей младшего школьного возраста.

Рассмотрен характер изменения параметров электроэнцефалограммы при продолжительной произвольной гипервентиляции у 30 здоровых мужчин в возрасте 18–20 лет. Непрерывный контроль газового состава крови – углекислого газа, кислорода и сатурации кислорода во время исследования осуществляли при помощи системы транскутанного мониторинга «Radiometer Medical TCM40». Электроэнцефалограмму регистрировали на ЭЭГА-21/26 «Энцефалан-131-03» монополярно от 16 стандартных отведений во время каждого этапа исследования, обследуемые лица находились в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами. После регистрации фоновых значений изучаемых показателей проводилась циклическая гипервентиляция, при которой скорость внешнего дыхания возрастала в среднем в 4-5 раз: на первом этапе – до достижения уровня транскутанного напряжения углекислого газа 25 мм рт. ст., а затем, после отдыха и восстановления показателей, на втором этапе гипервентиляции – до достижения уровня 15 мм рт. ст. Показано, что изменения электроэнцефалограммы при длительной гипервентиляции напрямую зависят от уровня транскутанного напряжения углекислого газа. Гипокапния с уровнем углекислого газа 15 мм рт. ст. (по сравнению с уровнем 25 мм рт. ст.) вызывала более активное усиление как внутрикорковых, так и глубинных лимбико-ретикулярных влияний мозга, проявляющихся в увеличении всех видов церебральной активности, кроме того, в более чем 70 % случаев отмечалось появление генерализованной пароксизмальной активности. Восстановление исходного паттерна электроэнцефалограммы после окончания гипервентиляции происходило задолго до восстановления характерных для каждого испытуемого уровней напряжения углекислого газа. Показатели кислородной сатурации крови после окончания пробы продолжали снижаться, что может являться фактором отсроченной гипоксии в ответ на длительную гипервентиляцию.

Поддержание сперматогенеза млекопитающих зависит от наличия сперматогониальных стволовых клеток. Повреждения данных клеток, вызванные химическими или физическими воздействиями на организм, различными заболеваниями или генетической предрасположенностью, могут возникать в любом возрасте. Бесплодие, как один из побочных эффектов лечения онкологических заболеваний, является важной проблемой для пациентов и их семей. Поскольку криоконсервация спермы применима только для постпубертатных пациентов, необходима альтернатива сохранения фертильности пациентов молодого возраста, когда сперматогенез еще не начался. Одним из наиболее вероятных способов решения данной проблемы может быть криоконсервация сперматогониальных стволовых клеток. В статье проанализированы различные технологии криоконсервации, рассмотрены последние достижения в области репродуктивной медицины, открывшие новые возможности для восстановления фертильности человека. Находятся на экспериментальной стадии изучения такие методы, как криоконсервация ткани яичек, трансплантация сперматогониальных стволовых клеток, графтинг ткани яичка. Их эффективность во многом зависит от количества доступных, сохраненных сперматогониальных стволовых клеток, что доказано многочисленными исследованиями на моделях-животных. Достигнуты значительные успехи по поддержанию сперматогониальных стволовых клеток in vitro, выделенных из тестикул приматов, с последующей аутотрансплантацией. Метод криоконсервации, успешно применяемый для сохранения тестикулярной ткани и суспензии тестикулярных клеток животных, перспективен в отношении тканей гонад и сперматогониальных стволовых клеток человека и, тем самым, является возможным способом сохранения его естественной фертильности. Однако на сегодняшний день данные репродуктивные технологии все еще находятся на стадии исследований, и их совершенствование в ближайшем будущем будет содействовать дальнейшему пониманию механизма сперматогенеза и его патогенеза, что может привести к положительным результатам как в лечении мужского бесплодия (особенно наиболее сложных форм), так и в его профилактике.

Жители Европейского Севера России в два раза чаще, чем в среднем по стране, страдают патологией сердечно-сосудистой системы. В связи с этим особый научный интерес представляет изучение сезонных реакций механизмов ауторегуляции сердца у северян. Обследовано 10 мужчин – жителей Республики Коми (средний возраст 21 год), не имеющих регулярных повышенных физических нагрузок. Изучали кардиогемодинамику и хронотропную функцию сердца после изменения венозного возврата и в период гомеостазиса кровообращения в контрастные по температуре сезоны года. Для моделирования изменений венозного возврата к сердцу применяли активные ортоклиностатическую и клиноортостатическую пробы. Методом эходопплеркардиографии измеряли в исходном положении, на 1-й и 4-й минутах после проб диаметр корня аорты, линейную скорость кровотока через аортальный клапан, регистрировали частоту сердечных сокращений. Рассчитывали ударный объем крови и минутный объем кровообращения. Исследование показало, что у обследуемых в ортостатическом положении частота сердечных сокращений, ударный объем крови и минутный объем кровообращения в декабре и мае не отличались. Повышение линейной скорости кровотока, ударного объема крови, минутного объема кровообращения, снижение частоты сердечных сокращений под действием ортоклиностатической пробы сохранялись на 4-й минуте после ее проведения. Вызываемые клиноортостатической пробой уменьшение линейной скорости кровотока, ударного объема крови, минутного объема кровообращения и повышение частоты сердечных сокращений не изменялись на 4-й минуте после проведения пробы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что на Севере у мужчин, не имеющих регулярных повышенных физических нагрузок, в ортостатическом положении кардиогемодинамика, хронотропная функция и производительность работы сердца не различаются по контрастным сезонам года. Вне зависимости от воздействия на организм мужчин-северян природно-климатических факторов характер функционирования механизмов ауторегуляции сердца после постуральных изменений венозного возврата сохраняется и в период восстановления гомеостазиса кровообращения.

Проблема постарения населения актуальна как в России, так и в общемировом пространстве. При этом особую значимость приобретает сохранение функциональных возможностей организма пожилых людей, живущих в неблагоприятных климатических условиях. Несмотря на то, что количество исследований по экологической физиологии и полярной медицине постоянно возрастает и возникает необходимость систематизации имеющихся научных результатов, до сих пор отсутствуют однозначные теоретико-практические решения проблемы жизнеобеспечения организма человека в условиях Севера. Статья представляет собой обзор современных научных подходов к данной проблеме. Раскрывается содержание экологических факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье человека в условиях Севера и на формирование синдрома полярного напряжения. Представлены результаты изучения некоторых механизмов, ускоряющих процессы старения на Севере при нарушениях нейроэндокринной регуляции. Отражены исследования о связи преждевременного старения с ускоренным развитием сердечно-сосудистой патологии, смещении показателей увеличения заболеваемости и смертности пришлых жителей Севера на молодой и средний трудоспособный возраст и т. д. Особое внимание ученые уделяют проблеме влияния психоэмоционального напряжения на северян при старении. Представлены данные о связи эффективности адаптивного процесса к действию неблагоприятных климатоэкологических факторов высоких широт с межполушарной асимметрией функциональной активности мозга. Подчеркивается важность исследований, посвященных изучению механизмов адаптации и дизадаптации человека на Севере, как отражающих особенности формирования патологических состояний и предоставляющих возможности для их предупреждения в пожилом и старческом возрасте.

Монография посвящена психофизиологическим особенностям деятельности детей с высокой тревожностью. Рассмотрены общие вопросы теории деятельности, проблемы тревожности и особенности ее проявления у детей. Описаны возможности метода регистрации сенсомоторных реакций для психофизиологической оценки деятельности. Дается психофизиологическая характеристика сенсомоторной и интеллектуальной деятельности детей с высокой тревожностью.

Учебное пособие посвящено организации и проведению физиологических исследований с участием различных контингентов населения с целью установления влияния факторов среды обитания на организм человека. Оно отражает компетенции, которыми должен овладеть будущий специалист профилактической медицины. Учебное пособие составлено по дисциплине «Общая гигиена», в соответствии с требованиями Федеральных государственных образовательных стандартов и предназначено для студентов, обучающихся по программам специалитета, по специальности Медико-профилактическое дело.

Исследованы физиолого-биомеханические особенности функционирования коленного сустава у женщин пожилого возраста с гонартрозом до и после проведения коррекционных мероприятий. Установлено, что у женщин в возрасте от 60 до 65 лет с функциональными нарушениями коленного сустава кроме симптоматических признаков проявляются и биомеханические нарушения в суставе, состоящие в кинематических изменениях ангулярных положений в трех плоскостях движения (сагиттальной, фронтальной и поперечной). После проведения коррекционных мероприятий помимо уменьшения симптоматических признаков нарушений коленного сустава зафиксировано выравнивание ангулярной асимметрии между коленными суставами доминантной и недоминантной конечностей. В группах А (после физической коррекции) и Б (после физической и мануальной коррекции) разница ангулярных положений коленных суставов во фронтальной плоскости в начале теста «вставание» составила соответственно 22 и 7 % (до коррекции 27 %), при подъеме – 16 и 3 % (до коррекции 18 %), в конце теста – 24 и 9 % (до коррекции 39 %), при максимальной угловой позиции сустава – 8 и 6 % (до коррекции 12 %), при минимальной угловой позиции сустава – 13 и 7 % (до коррекции 13 %). В поперечной плоскости – в начале теста составила 30 и 20 % (до коррекции 31 %), при подъеме – 11 и 10 % (до коррекции 16 %), в конце теста – 26 и 12 % (до коррекции 77 %), при максимальной угловой позиции сустава – 4 и 4 % (до коррекции 4 %), при минимальной угловой позиции сустава – 78 и 24 % (до коррекции 61 %) в группах А и Б соответственно. Таким образом, надколенник стал ложиться в борозду между мыщелками бедренной кости более правильно, т. е. центрированно, в результате чего работа коленного сустава при разгибании стала более эффективной как в биомеханическом, так и функциональном плане.

В научных работах детально описана роль интерлейкина-8 в регуляции системы врожденного иммунитета, однако влияние данного хемокина на компоненты адаптивного иммунитета все еще требует изучения. Цель данного исследования – оценить влияние интерлейкина-8 на дифференцировку активированных Т-лимфоцитов человека в условиях клеточного культивирования in vitro. Из цельной крови условно здоровых доноров выделили мононуклеарные клетки, которые использовали для позитивной селекции CD3+ клеток методом магнитной колоночной сепарации и на фоне TCR-активации культивировали in vitro с рекомбинантным интерлейкином-8 в разных концентрациях (0,01; 0,10; 1,00; 10,00 нг/мл). Влияние интерлейкина-8 на субпопуляции Т-лимфоцитов человека оценивали методом проточной цитофлуориметрии – по изменению количества молекул, определяющих субпопуляции Т-лимфоцитов (CD4, CD45RA, CD197). Установлено, что интерлейкин-8 способен направлять дифференцировку CD4+ наивных (CD45RA+CD197+) Т-лимфоцитов в сторону эффекторных (CD45RA-CD197-) Т-клеток. Выявлено увеличение числа активированных CD4- Т-лимфоцитов с фенотипом клеток эффекторной памяти на фоне снижения количества наивных Т-клеток и Т-клеток центральной памяти (CD45RA+CD197-). Таким образом, совместное культивирование интерлейкина-8 и активированных Т-лимфоцитов приводило к переходу CD3+CD4+ и CD3+CD4- субпопуляций в более поздние стадии дифференцировки. Полученные данные указывают на участие интерлейкина-8 в процессах, связанных с созреванием активированных клеток адаптивного иммунитета.