РАЗДЕЛ 2
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Реализация эффектов катехоламинов в гомойотермном организме осуществляется на
разных уровнях организации - от системного до субклеточного [161,171]. С учетом
цели, поставленной в нашей работе, первоначально представлялось важным
определить методологические подходы и перечень физиологических показателей,
изучение которых позволило бы дать характеристику влияния многосуточной
экзогенной адренергической стимуляции на физиологические функции организма. В
нашей работе были выбраны три методологических подхода и соответственно три
группы методов исследования:
1) исследование общей энергетики организма в условиях in vivo и определение
значения ''установочной температуры тела'' в целостной системе терморегуляции –
системный уровень;
2) изучение хронотропной функции сердца в условиях in vivo, как необходимого
элемента нормального обеспечения метаболизма – органный уровень;
3) исследование энергетики сокращающейся скелетной мышцы в условиях in situ –
уровень ткани.
2.1. Изучение общего энергетического обмена.
Состояние общей энергетики организма наиболее надежно исследовать путем
измерения скорости поглощения кислорода и выделения углекислого газа целостным
организмом, либо методом прямой калориметрии [28,54,90]. В нашей работе
использовался метод регистрации величины потребления кислорода в открытой
камерной системе. Установка включает термокамеру с животным, температура
которой может быть задана на уровне от -5 до 50 0С, систему газового
анализатора и ректальный термометр с цифровой регистрацией. В качестве
газоанализатора использовался электронный газоанализатор фирмы ''Radiometer'' с
полярографическим датчиком и встроенным компьютером, позволяющим проводить
автоматическую калибровку и измерение концентрации кислорода в абсолютных
величинах (парциальное давление, мм.рт.ст.) в анализируемой смеси. Система
прокачки исследуемого воздуха и газовые часы позволяли проводить расчет
скорости потребления кислорода экспериментальным животным. Величина потребления
кислорода в конечном итоге переводилась в общепринятые величины – мл
потребленного 02 на 1 кг массы тела за 1 мин – мл/кг/мин [54].
Значение ректальной температуры измерялось электронным термометром с датчиком,
в качестве которого использовался термометр-сопротивление. Цифровая индикация
температуры тела проводилась цифровым вольтметром В7-21А. Точность измерения
составляла 0.050С.
Система термокамеры позволяла устанавливать температуру среды на любом заданном
уровне в диапазоне -5…+50 0С. В качестве охлаждающей или нагревающей жидкости,
прокачиваемой через термокамеру с животным, использовался соответственно
охлажденный или подогретый этиленгликоль. Температура теплоносителя
устанавливалась на требуемом уровне и в дальнейшем поддерживалась автоматически
с точностью 0.10С.
2.2. Изучение работы целостной системы терморегуляции.
Другой метод исследования, использованный в нашей работе для изучения эффекта
многократной адренергической стимуляции на целостный организм, связан с
определением значения так называемой ''установочной точки'' в целостной системе
терморегуляции организма [147,150]. В обзоре литературы была дано определение
данного понятия, в частности, под ''установочной точкой'' понимают температуру
тела организма (как правило, гипоталамуса), значение которой активно и точно
поддерживается включением либо выключением всех доступных механизмов
терморегуляции; ее величина не является раз и навсегда заданной и может
смещаться в ряде ситуаций в одну или другую сторону. Однако после смещения
''установочной точки'' новое значение температуры становится эталонным в
целостной системе терморегуляции и активно регулируется на заданном уровне.
Выбор данного метода был обусловлен тем обстоятельством, что, как известно,
катехоламины во многом определяют процесс адаптации организма к действию
многочисленной группы факторов внешней и внутренней среды, в том числе и при
адаптации к холоду. Кроме того, катехоламины являются составной частью любой
саморегулирующейся биологической системы организма, его отдельных
функциональных систем, органов, тканей, клеток, их органелл и т.д.
Для определения значения ''установочной точки'' в терморегуляторной системы
использовалась оригинальная установка, разработанная на кафедре физиологии
человека и животных Донецкого национального университета, принцип работы,
которой основан на использовании петли обратной отрицательной пропорциональной
связи в систем ''организм-среда-автомат''.
Установка представлена двумя контурами регулирования - внутренним и внешним
(Рис.2.1). Первый из них включает систему терморегуляции экспериментального
животного, и состоит из собственно животного с теплосодержанием Qi и
теплоотдачей -DQе, терморецепторного звена, центра терморегуляции и группы
эффекторных механизмов. Второй, внешний, контур образован автоматической
системой, работающей на основе принципа обратной пропорциональной отрицательной
связи. Характер работы всей гибридной системы "организм-среда-автомат"
определяется двумя предварительно заданными условиями: а) значением температуры
отсчета (температура эталона, T0эт = 38.50С); б) коэффициентом "K" (K =
const.), определяющим величину корректирующего сигнала обратной связи +DQе,
имеющим размерность Вт/0С. В нашей работе величина коэффициента обратной связи
"К" была выбрана, исходя из следующего допущения: если бы ректальная
температура T0i снизилась на 3.00С, то температура камеры T0e в результате
Рис.2.1. Принцип измерения значения установочной точки в ц