Проблема повышения адаптационного потенциала человека в условиях гипоксии посредством воздействия внешних факторов различной природы все еще актуальна. Перспективным в этом отношении представляется применение разного рода стимуляций головного мозга – главного органа срочной адаптации, в первую очередь страдающего из-за гипоксии.
Есть сведения, что с помощью низкочастотных акустических стимулов можно вызвать функциональные сдвиги, которые будут адаптивными по отношению к гипоксии [3, с. 169-173]. Подобные воздействия должны отражаться на показателях функционирования жизненно важных органов (например, на вариабельности сердечного ритма и интенсивности церебрального метаболизма). Изменения этих параметров отражает переход организма в новое адаптивное состояние.
Показателем вариабельности сердечного ритма (ВСР) нами был выбран коэффициент вариации частоты сердечных сокращений (ЧСС), а интенсивности церебрального метаболизма – уровень постоянных потенциалов (УПП) головного мозга. В качестве «нагрузки» было решено использовать функциональную пробу Штанге, сопровождающуюся кратковременной острой гипоксией.
Целью нашего исследования явилась оценка влияния кратковременной острой гипоксии и низкочастотной импульсной акустической стимуляции (НИАС) на вариабельность сердечного ритма и показатели церебрального метаболизма человека. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования: 1) оценить динамику ВСР и УПП головного мозга под воздействием пробы Штанге; 2) оценить динамику ВСР и УПП при одновременном действии пробы Штанге и НИАС.
Исследование было проведено на девушках-добровольцах в возрасте 21-24 лет (ростом 156-173 см, весом 45-68 кг), с соблюдением современных требований биоэтики. В качестве НИАС были применены «щелчки» частотой 1,5 Гц, генерируемые электронным метрономом. Регистрация УПП производилась анализатором медленной электрической активности, а ЧСС – пальцевым пульсоксиметром. УПП фиксировался в униполярном фронтальном отведении неполяризуемыми хлорсеребряными электродами.
Всего было проведено два исследования разделенные промежутком в пять дней. Условия регистрации исследуемых параметров были схожими: одна лаборатория, одно время регистрации и т.п. Результаты второго исследования анализировались на предмет выявления т.н. «эффекта последействия» НИАС во время первого исследования.
При анализе полученных результатов обнаружено, что динамика ЧСС в обоих исследованиях весьма схожа. Так во время произвольной задержки дыхания, пульс испытуемых сначала ускорялся, затем – замедлялся, а потом вновь ускорялся. Фоновая ВСР в обоих исследованиях отличалась весьма низкими значениями (рис. 1).
Рисунок 1. Динамика частоты сердечных сокращений (ЧСС). Черная сплошная линия – начало пробы Штанге; черная пунктирная линия – окончание пробы Штанге. Красная кривая – средние значения ЧСС в первом опыте, синяя кривая – средние значения ЧСС зарегистрированного через пять дней. Красные и синие числа, соответствующие дням регистрации, средние значения коэффициента вариации ЧСС
НИАС заметно не повлияла ни на уровень, ни на вариабельность ЧСС испытуемых. К концу эксперимента частота сердечных сокращений испытуемого был таким же, как и в начале эксперимента.
На графике динамики УПП видно, что изначально ломанные и несовпадающие друг с другом линии к концу исследования спрямляются и практически сливаются (рис. 2). Внимательное изучение кривых показывает, что их сближение начинается уже после первой пробы Штанге. После второй пробы Штанге эта тенденция усиливается. Это указывает на стабилизацию и нормализацию показателей церебрального метаболизма под действием пробы Штанге и, возможно, НИАС. Также обращает на себя внимание факт незначительного снижения УПП после начала одновременного воздействия острой гипоксии и низкочастотной импульсной акустической стимуляции, что говорит о снижении интенсивности церебрального метаболизма. Таким образом, воздействие на организм человека кратковременной острой гипоксии и НИАС сопряжено с нормализацией значений УПП.
Рисунок 2. Динамика уровня постоянных потенциалов мозга (УПП). Черная сплошная линия – начало пробы Штанге; черная пунктирная линия – окончание пробы Штанге. Красная кривая – средние значения УПП в первом опыте, синяя кривая – средние значения УПП зарегистрированного через пять дней. Красные и синие числа, соответствующие дням регистрации, средние значения коэффициента вариации УПП.
Можно сказать, что проба Штанге резко проявляет нормальное и хорошо изученное явление – постоянные колебания частоты сердечных сокращений. Вариабельность сердечного ритма определяется как симпатическими, так и парасимпатическими раздражениями сердца. Поэтому динамика ВСР, также как и динамика ЧСС, проявляет колебательный характер. Очевидно, что кратковременное раздражение низкочастотными «щелчками» — это достаточно слабый раздражитель, который не мог вызвать устойчивого изменения ЧСС.
Известно, что уровень постоянных потенциалов головного мозга является производным двух процессов: накопления и вымывания кислых продуктов обмена веществ [2, с. 38-43]. Доминирование первого процесса приводит к повышению УПП, а второго – к понижению УПП. В нашем исследовании также было отмечено, что значение УПП головного мозга стремится достичь определенного значения, при котором действие внешнего раздражителя – акустической стимуляции – было бы минимально [1, с. 34-37]. Можно предположить следующее: акустическая стимуляция как возмущающее воздействие вполне может активировать систему регуляции УПП по механизмам отрицательной обратной связи. Это и приводит к нормализации значений УПП под действием НИАС и пробы Штанге.
На основании двух последовательных исследований были сделаны следующие выводы: 1) ВСР во время пробы Штанге обратимо возрастает, а значения УПП стабилизируются; 2) НИАС одновременно с пробой Штанге снижает ВСР и нормализует УПП. Также, сравнив между собой кривые изображенные на рис. 1 и 2, можно придти к острожному выводу, требующему более тщательной экспериментальной проверки: НИАС одновременно с пробой Штанге снижает ВСР и стабилизирует динамику показателей церебрального метаболизма.
Список литературы:
- Аккизов А.Ю., Шарибова А.З. Влияние акустической стимуляции на уровень постоянных потенциалов мозга человека // Сборник статей по материалам XIX студенческой международной научно-практической конференции. – Новосибирск: СибАК. – 2014. – № 5 – С. 34-37.
- Фокин В.Ф. Интенсивность церебрального энергетического обмена: возможности его оценки электрофизиологическим методом / В.Ф. Фокин, Н.В. Понамарева // Вестник РАМН. – 2001 – №8. – С.38-43.
- Шаов М. Т., Пшикова О. В. К проблеме дистанционного управления физиологическими функциями организма // Украинский физиологический журнал. – Киев – 2003. – Т.49 – №3. – С.169-173.[schema type=»book» name=»ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ И КРАТКОВРЕМЕННОЙ ОСТРОЙ ГИПОКСИИ НА ПОКАЗАТЕЛИ АДАПТАЦИИ ЧЕЛОВЕКА» description=»В статье показано, что применение низкочастотной импульсной стимуляции и кратковременной импульсной гипоксии способствуют нормализации метаболических процессов в головном мозге.» author=»Аккизов Азамат Юсуфович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-01″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]