Систематическая физиология. Частная физиология процессов и систем

Монография посвящена гистоморфологическим и химико-токсикологическим изменениям во внутренних органах при острых отравлениях клозапином в эксперименте. Получены новые данные о динамике гистоморфологических изменений во внутренних органах, их зависимости от времени, прошедшего с момента изолированного введения клозапина как монопрепарата и его сочетания с алкоголем до наступления смерти. Выявлен характер распределения и условия обнаружения клозапина и его метаболитов в биологическом материале в различные сроки (3 и 24 часа) с момента отравления. Впервые показано влияние этилового спирта на характер патологических изменений во внутренних органах, вызванных токсическим эффектом клозапина.

Применение краткосрочного тренинга с биологической обратной связью (БОС) способствует эффективному восстановлению сердечно-сосудистой системы после физической нагрузки. Цель исследования – оценка реактивности сердечно-сосудистой системы подростков 15–16 лет при биоуправлении общей вариабельностью сердечного ритма (ВСР) после физической нагрузки скоростно-силового характера (троекратный прыжок в длину с места) на открытом воздухе (температура от –1 до –10 °C). Материалы и методы. Обследованы здоровые подростки: экспериментальная группа (n = 15), проходившая БОС-тренинг (3 мин) на приборе «Варикард» (ООО «Рамена», Россия) с целью увеличения общей мощности ВСР, и группа контроля (n = 12). Выделялись следующие этапы регистрации показателей ВСР и артериального давления: фон (исходные показатели); сразу после физической нагрузки; восстановительный период с выполнением БОС-тренинга (экспериментальная группа) или нахождение в состоянии покоя (группа контроля). Результаты. В восстановительный период после БОС-тренинга у лиц экспериментальной группы общая мощность ВСР была значимо выше в сравнении с группой контроля (р = 0,04). У лиц экспериментальной группы с исходной частотой сердечных сокращений (ЧСС) менее 90 уд./мин на фоне ее повышения при БОС-тренинге индекс напряжения значимо не изменялся. У лиц с тахикардией (более 90 уд./мин) ЧСС и индекс напряжения сохранялись повышенными на всех этапах. Заключение. Краткосрочный БОС-тренинг (3 мин) после нагрузки скоростно-силового характера в условиях низкого температурного режима способствует увеличению общей мощности ВСР у подростков, а степень снижения симпатической реакции зависит от исходного уровня ЧСС. Относительное увеличение ЧСС при БОС-тренинге после нагрузки на холоде свидетельствует о необходимости проведения продолжительного сеанса биоуправления (более 3 мин) для достижения более выраженного эффекта вагусных влияний на ритм сердца.

Известно, что внутренняя речь сопровождается непроизвольной активацией артикуляционной мускулатуры, что может приводить к появлению артефактов, регистрируемых на электроэнцефалограмме (ЭЭГ). Последнее важно учитывать при разработке систем коммуникации и управления, основанных на технологии интерфейса «мозг–компьютер» и ЭЭГ. С целью изучения электромиографических (ЭМГ-) коррелятов внутренней речи исследовалась многоканально регистрируемая ЭЭГ в рамках методических подходов, разработанных ранее (Kamavuako E.N. et al., 2018; Кирой В.Н. и др., 2015). Оценка наличия и выраженности ЭМГ-артефактов в параллельно регистрируемой ЭЭГ осуществлялась с использованием методов корреляционного и кросскорреляционного анализа. Показано, что корреляция ЭМГ- и ЭЭГ-активности выше при реализации внутренней речи (по сравнению с внешней) – об этом свидетельствуют более высокие значения коэффициентов корреляции и максимумов кросскорреляционных функций. Вместе с тем во всех случаях корреляция находится в области низких и очень низких значений, существенно не влияя на характеристики ЭЭГ-паттернов, собственно связанных с механизмами мысленной или голосовой речи. Таким образом, выявленные различия не имеют особенного значения для идентификации и анализа специфических паттернов активности, связанных с перцептивными или когнитивными процессами мозга, однако они могут быть полезны в практическом плане для оценки как минимум наличия или отсутствия внутренней речи, а также указывают на существование более глубокой связи периферических электромиографических проявлений внутренней (мысленной) речи с сугубо мозговыми процессами.

Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная система играет важную роль не только в регуляции развивающейся нервной системы ребенка, но и в функционировании нервных процессов у взрослого человека. При этом особую значимость приобретает сохранение функциональных возможностей щитовидной железы у людей, проживающих в неблагоприятных климатических условиях Европейского Севера России. Показан широкий спектр действия тиреоидных гормонов в антенатальный и постнатальный периоды развития организма: влияние на обмен веществ, формирование органов и систем; акцент сделан на физиологических реакциях со стороны сердечно-сосудистой системы. Рассмотрены особенности функционирования тиреоидной системы в неблагоприятных условиях Севера, указаны причины формирования зобной эндемии на данных территориях. Проанализированы нейрофизиологические эффекты тиреоидных гормонов, рассмотрены рецепторные механизмы их взаимодействия с определенными морфологическими структурами головного мозга, показано влияние гормонов на деление нейробластов, нейрональную миграцию, созревание и дифференциацию нейронов и т. п. Особый интерес представляют сведения о регулирующем влиянии тиреоидных гормонов на гены, контролирующие синтез белков в различных типах нервных клеток и областях мозга. Отдельно представлены литературные данные, описывающие влияние тиреоидных гормонов на интенсивность тканевого дыхания в клетках нервной ткани, осуществляемое через регуляцию активности многих ферментов дыхательной цепи, а также показано влияние этих гормонов на нейромедиаторную передачу. Приведены материалы, демонстрирующие изменения ауторегуляторных механизмов мозга при избытке или недостатке тиреоидных гормонов, а также описано участие гипоталамо-гиофизарно-тиреоидной системы в механизмах развития нейрорегуляторных расстройств и депрессивных состояний.

Представлены результаты исследования электромиографической активности мышц ног при выполнении бега с максимальной скоростью по прямой и виражу. В эксперименте участвовали бегуны на короткие дистанции в возрасте 20–25 лет, имеющие спортивное звание кандидата в мастера спорта и первый разряд. В первой части эксперимента испытуемые выполняли бег с максимальной скоростью по прямой, во второй – по виражу. У них синхронно регистрировали кинематические и электромиографические характеристики бегового шага с помощью системы 3D-видеоанализа «Qualisys» (Швеция) и 16-канального биомонитора ME6000 (Финляндия). При беге по прямой в фазе отталкивания электромиографические параметры исследуемых мышц претерпевали существенные изменения в сравнении с фазой подседания: продолжительность их электроактивности снизилась; уменьшились амплитуда и частота биопотенциалов; в мышцах-антагонистах бедра понизился коэффициент реципрокности, в мышцах голени он, наоборот, увеличился. При беге по виражу в фазе отталкивания электромиографическая активность двуглавой мышцы бедра возросла – амплитуда биопотенциалов увеличилась на 72,1 % в сравнении с бегом по прямой; значительно повысились амплитуды электрической активности в наружной мышце бедра, камбаловидной и передней большеберцовой мышцах; коэффициент реципрокности в мышцах-антагонистах бедра в фазе отталкивания был меньше, чем при беге по прямой, в мышцах-антагонистах голени он, наоборот, увеличился. Таким образом, смена траектории движения в беге с максимальной скоростью сопровождается существенным изменением регуляторных механизмов, проявляющемся в модификации координационной структуры ведущих мышц, активность которых определяет соответствующие кинематические и динамические характеристики бегового шага.