Опыт №1. Влияние глюкокортикостероидов и глюкозы на устойчивость мышей к острой гипобарической гипоксической гипоксии.

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 52Следующая ⇒

Использовать пять мышей с одинаковой массой тела. Первая мышь – контроль; вторая мышь – за сутки до опыта получила дексаметазон (0,5 мг внутрибрюшинно); третья мышь – за 15 минут до опыта плавала в течение 5 минут; четвертая мышь – за час и за 5 – 10 минут до опыта получила внутрибрюшинно 0,5 мл 10 % раствора глюкозы; пятая мышь – голодающая (предварительное голодание с водой в течение суток).

Поместить всех мышей в барокамеру, представляющую собой стеклянный колпак, герметично посаженный на горизонтальную площадку. Барокамера подсоединена к манометру и насосу Камовского. Подсчитать частоту дыхания при нормальном атмосферном давлении. Откачивая воздух из-под колпака, имитируют «подъем» на «высоту» до 12000 м, фиксируя соответствие по манометру (1.0 - 0,2 А).

По мере нарастания гипоксии у мышей регистрируются поведенческие изменения, время появления судорог. Отмечаются изменения окраски кожных покровов (нос, хвост, уши, лапки), строится график динамики частоты дыхания. Обращается внимание на изменения характера дыхания.

Уровень резистентности к гипоксии оценивается по времени жизни на «высоте» 12 000 метров.

Список литературы

1. Лазарев Н.В. Общее и специфическое в действии фармакологических средств // Фармакология и токсикология. – 1958. – Т.21. - № 3. – С.81-86.

2. Брехман И.И. Элеутерококк. – Л.: Наука, 1968. – 186 с.

3. Барбашова З.И. Акклиматизация к гипоксии и ее физиологические механизмы. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1960. – 216 с.

4. Васильев Г.А. Материалы к профилактике радиационных поражений путем акклиматизации к гипоксии: Автореф. дис…канд. мед. наук. – Л., 1960. – 21 с.

5. Васильев Г.А., Хмельницкий О.К., Медведев Ю.А., Укше А.Н. Гипоксия и механизмы повышения общей резистентности организма/ Вопросы патологической анатомии. – Л.: ГИДУВ, 1970. – Т.100. – С.231.

6. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. – М.: Медгиз, 1960. – 254 с.

7. Селье Г. На уровне целого организма. – М.: Наука, 1972. – 123 с.

8. Тигранян Р.А. Стресс и его значение для организма / Серия «От молекулы до организма». – М.: Наука, 1988. – 176 с.

Список рекомендуемой литературы.

1. Балаболкин М.И. Эндокринология: Учеб.пособие для субординаторов и интернов. – М.: Медицина, 1989 – 416 с.

2. Васильев Г.А., Медведев Ю.А., Хмельницкий О.К. Эндокринная система при кислородном голодании. – Л.: Наука, 1974. – 172 с.

3. Каплан Е.Я., Цыренжапова О.Д., Шантанова Л.Н. Оптимизация адаптивных процессов организма. – М.: Наука, 1990. – 94 с.

4. Петров И.Р. Роль центральной нервной системы, аденогипофиза и коры надпочечников при кислородной недостаточности. – Л.:Медицина, 1967.– 211 с.

5. Селье Г. От мечты к открытию: Как стать ученым. – М.: Прогресс, 1987. – 368 с.

ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТАБОЛИЗМА.

БАЗАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ МЕТАБОЛИЗМА

Для того чтобы получить представление о патологических изменениях в обмене веществ при том или ином заболевании, исходят из величины базального уровня метаболизма (БУМ).

БУМ – минимальное количество энергозатрат, необходимое только для поддержания процессов жизнедеятельности. Обозначается в килокалориях, отнесенных к единице массы или поверхности тела за сутки (ккал/кг[м²]сут).

Для поддержания жизни энергия затрачивается на работу мембранного калиево-натриевого насоса (К⁺/Nа⁺-АТФ-аза), на дыхательные движения и функционирование сердечно-сосудистой системы, на минимальное потребление кислорода, минимальный синтез белка и т.п.

Для установления величины БУМ интенсивность обменных процессов должна быть измерена утром, натощак через 12-16 часов после приема пищи, в условиях покоя лежа с расслабленной мускулатурой и без эмоционального напряжения, но бодрствуя, и при температурном комфорте (18-20 ^ОС) в обнаженном виде. У детей БУМ определяется во время утреннего сна.

Энергия для процессов жизнедеятельности образуется в организме в результате окисления органических веществ:

Субстрат + О₂ = СО₂ + Н₂О + Ē.

Около 70-75 % образующейся энергии выделяется в виде тепла и только примерно 25-30 % - идет на синтез АТФ.

Методы прямой калориметрии позволяют рассчитать основной обмен по тепловым потерям организма, что соответствующим образом позволяет оценить количество АТФ, затраченное на основной обмен.

С помощью непрямой калориметрии можно оценить количество потребленного кислорода и путем пересчетов, стандартизированных в виде таблиц, получить энергетические величины.

Сжигая (окисляя) в 1 литре О₂ избыток субстрата получаем количество тепла, называемого калорическим эквивалентом кислорода. У здоровых людей при смешанной сбалансированной диете (20 %, 30 % и 50 %, соответственно - белки, жиры и углеводы) использование 1 литра О₂ дает калорический эффект, равный 4,825 ккал/л.

Зная объем кислорода, потребленного за сутки, можно получить величину БУМ в тепловых единицах (естественно соотнеся к массе или поверхности тела). Средние показатели основного обмена для человека массой тела 70 кг составляют примерно 1700 ккал/сут для мужчин и 1500 ккал/сут для женщин. Однако даже при полном и строгом соблюдении стандартных условий определения основного обмена его значения, измеренные у здоровых испытуемых, будут варьировать. Эта вариабельность определяется возрастом, полом, ростом и массой тела. Некоторые исследователи даже предлагают такой интегральный показатель, как величина основного обмена, использовать в прогностических целях, поскольку он позволяет предсказать скорость прохождения процессов полового созревания [1].

В процессе еды расход энергии на обработку поступающих веществ вызывает повышенное потребление кислорода. Этот эффект называют специфическим динамическим действием пищевых продуктов.

На долю скелетных мышц приходится около 50 % массы тела. Они способны изменять свои энергетические потребности в 20 и более раз. Кроме того, при физической нагрузке в организме возрастает функциональная активность систем дыхания и кровообращения, что увеличивает энерготраты по сравнению с основным обменом [2].

Поэтому для характеристики особенностей энергетического обмена важны некоторые метаболические коэффициенты, например, дыхательный и карбонурический.

Дыхательный коэффициент (ДК) (или соотношение легочного газообмена) характеризует вид органических веществ, используемых организмом для получения энергии. Этот показатель определяется как отношение массы кислорода в составе выделяемых организмом молекул СО₂ к массе поглощенного кислорода:

ДК = С[О₂] / [О₂].

Если значение ДК равно 1, то это является показателем преимущественного окисления углеводов, т.к. в случае окисления глюкозы сколько потребляется кислорода, столько и выделяется двуокиси углерода ( «С₆»+ 6О₂ = 6СО₂ ). В связи с тем, что в жирных кислотах на один атом углерода приходится меньше атомов кислорода, чем в углеводах, окисление жиров характеризуется более низким значением дыхательного коэффициента (0,71). В случае окисления чисто белковой пищи ДК оказывается равным 0,81.

При окислении аминокислот, поступающих из белка, образуется мочевина (СО=[NH₂]₂ ), выводимая с мочой. Отношение массы углерода к массе азота, выводимых из организма с мочой, получило название карбонурического коэффициента или коэффициента Рубнера (Q_{Рубнера}):

Q_{Рубнера} = С_мочи / N_мочи.

Даже в здоровом организме карбонурический коэффициент выше теоретически рассчитанного (0,5) и колеблется от 0,6 до 0,7. Это связано с тем, что с мочой, кроме мочевины, выводится и часть недоокисленного углерода чаще в виде органических кислот. Т.е. повышение карбонурического коэффициента может указывать на ослабление окислительных процессов в организме и наоборот.

В норме дыхательный и карбонурический коэффициенты чаще всего меняются однонаправлено: или вместе повышаются или понижаются. При таких патологиях как, например, диабет, гипоксия, голодание, лихорадка и т.д. изменения указанных коэффициентов меняется разнонаправлено. Так, например, избыток Ацетил-КоА приводит к повышению уровня кетоновых тел и холестерина, что ведет к увеличению уровня недоокисленного углерода в моче (дизоксидативная карбонурия). В этом случае карбонурический коэффициент растет. В свою очередь ДК понижается из-за того, что организм переходит на окисление жиров.

Определенный интерес представляет динамика изменений метаболических показателей при голодании. Особенности обмена веществ и энергии при полном голодании позволяют выделить три этапа: период экстренной адаптации, период долговременной стабильной адаптации и период декомпенсации (терминальный период).

В первые часы экстренной адаптации при голодании усиливается гликогенолиз. При этом ДК стремится к единице, а карбонурический коэффициент, как правило, не изменяется. Через 12-24 часа усиливаются липолиз и глюконеогенез, что типично для развивающейся стресс-реакции. Здесь и ДК и карбонурический коэффициент начинают уменьшаться – жирные кислоты и аминокислоты, привлекаясь в глюконеогенез, пополняют висцеральный пул из соматического. Следовательно, на этом этапе для получения энергии используются не только углеводы, но и жиры и белки.

Второй период голодания (долговременной стабильной адаптации) начинается со 2-й недели. Уменьшение использования аминокислот для глюконеогенеза и нарастание продукции кетоновых тел приводит к повышению карбонурического коэффициента с параллельным понижением ДК. При этом интенсивность глюконеогенеза падает, потери белка стабилизируются, а утилизация жира продолжается высокими темпами. Этот период наиболее длителен и определяет всю возможную продолжительность голодания.

В периоде декомпенсации организм получает энергию преимущественно за счет усиления распада белков висцеральных отсеков, что вызывает повышение ДК до 0,8 и понижение величины карбонурического коэффициента.

До появления современных методов исследования, таких как радиоиммунологический, иммуноферментный и т.п., БУМ являлся важным диагностическим показателем для обнаружения нарушений функции щитовидной железы. Известно, что гипер- или гипофункия щитовидной железы в своих крайних проявлениях могут изменить уровень базального метаболизма, соответственно, на + 100 % или на -40 % [3].

Эффекты гормонов щитовидной железы можно условно подразделить на две группы: долговременные и краткосрочные.

Долговременные механизмы действия Т₃ и Т₄ определяют транскрипционные возможности генетического аппарата клетки, т.е. считывание информации с ДНК в виде и-РНК. В свою очередь это определяет потенциал процессов биосинтеза белка. Кроме того, известно влияние тироидных гормонов на продолжительность жизни и-РНК и на события, происходящие на рибосомах. Становится понятным – почему гипотироидные дети плохо растут (карликовость) и имеют слабо сформированные мозговые структуры (кретинизм).

Краткосрочные эффекты гормонов щитовидной железы не связаны столь очевидно с синтезом и-РНК и белка, но могут резко изменить интенсивность транспорта аминокислот через клеточную мембрану.

Однако значительная роль Т₃ и Т₄ в стимуляции работы калиево-натриевого насоса и определяет важность тироидных гормонов в установлении БУМ [4].

Раньше предполагалось, что тироидные гормоны способны в митохондриях разобщать процессы окисления и фосфорилирования, что не могло не сказаться на эффективности ресинтеза АТФ. Но, такие эффекты удалось наблюдать только в случае использования токсических фармакологических доз тироидных гормонов. Более вероятным объяснением усиления энергопотерь у гипертироидных организмов является факт набухания митохондрий. При этом наблюдается эффект «пробоя конденсатора», т.е. электрической разрядки. Происходит потеря энергии в виде тепла [2]. При избыточном содержании тиреоидных гормонов увеличивается потребность клеток в кислороде, возрастает продукция тепла и использование метаболического субстрата, что часто приводит к снижению массы тела. Уровень основного обмена при этом повышается [3].

Цель занятия:

1. Изучить общие проявления экспериментального гипо- и гипертироза у крыс.

2. Оценить изменения резистентности крыс с экспериментальным гипо- и гипертирозом к экзогенной гипоксии.

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 512; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!