Адаптація організму до умов існування – одна з фундаментальних рис живих організмів

Схему побудови експерименту та розподіл тварин по групам наведено у таблиці 2. Використовували жорсткий режим обмеження рухливості протягом 28 діб для тварин ІІ і ІІІ груп та 45 діб для щурів V і VI груп. У кожній групі було від 8 до 12 щурів. Загальна кількість тварин складала 168. Тварини мали вільний доступ до корму і води. Штучну газову суміш (ШГС) зі зниженим парціальним тиском кисню (91±8 мм рт.ст) подавали по 8 год. на добу (з 24.00 до 8.00 години) у переривчастих режимах 10/20 – 10 хвилин ШГС (Ро2=90-110 мм рт.ст.) з наступним періодом дихання атмосферним повітрям протягом 20 хвилин, або 20/20 – 20 хвилин ШГС зі зниженим Ро2, 20 хвилин – атмосферне повітря. Досліди проводили з урахуванням вимог про гуманне ставлення до тварин. 

 

Таблиця 2

Побудова експерименту та розподіл тварин по групам

 

Розробка засобів попередження негативних наслідків гіпокінезії. Одним із шляхів біофізичної стимуляції тварин в стані гіпокінезії може бути застосування ШГС зі зниженим Ро2. Для одержання ШГС було створено пристрій мембранного газорозподілу елементів атмосферного повітря до складу якого входять: мембранний газорозподільчий елемент, безмасляний компресор, дросель регулювання Ро2, ротаметр, програмоване реле часу подачі ШГС, програмоване реле часу подачі атмосферного повітря, допоміжні технічні вузли. 

Мембранний газорозподільчий елемент використовує капілярні рури діаметром 10-12 мкм, виготовлені з полі-4-тетраметилпентену. Цей полімер має селективну спорідненість до молекул кисню, пенетрація яких через напівпроникну мембрану (принцип молекулярного сита) дозволяє відокремлювати молекули кисню повітря від молекул азоту. Змішуючи потоки О2 і N2 на виході пристрою у різних пропорціях, ми одержували ШГС з заданим рівнем Ро2. Для контролю складу ШГС за вмістом кисню використовували газоаналізатор кисню МИК-М з діапазоном вимірювання від 0 до 21 об.% кисню. 

Для забезпечення періодичної подачі ШГС у автоматичному режимі, створено програмований блок керування. За допомогою цього блоку задавали тривалість роботи компресора установки газорозподілення з періодичним вмиканням і вимиканням через задані інтервали часу. Під час інтервалу в контейнер подавали атмосферне повітря від окремого мембранного компресора з такою ж самою об’ємною швидкістю під контролем ротаметру РМ-063 Г (рис.1). 

1. Мембранний газорозподільний елемент; 2. Компресор для створення газової суміші; 3. Компресор подачі атмосферного повітря; 4. Дросель регулювання Ро2 ШГС; 5. Ротаметр; 6. Програмоване реле часу подачі газової суміші; 7. Програмоване реле часу подачі повітря; 8. Клапан переключення струмів повітря; 9. Штуцер подачі газової суміші або атмосферного повітря на колектор контейнеру.

Загальну тривалість гіпоксичного впливу та число циклів деоксигенації-реоксигенації за 28 і 45 діб експерименту для кожного з режимів наведено в таблиці 3.

 

Таблиця 3

Тривалість гіпоксичного впливу та число циклів деоксигенації-реоксигенації за 28 і 45 діб гіпокінезії

 

Полярографічний контроль тривалості перехідних процесів при зміні атмосферного повітря на штучну газову суміш. При подачі штучної газової суміші лабораторним тваринам або людині для досягнення стану рівноваги необхідний певний проміжок часу. Визначення тривалості перехідного процесу необхідно при виборі часу подачі газової суміші для досягнення певної метаболічної реакції тканин у відповідь на зміну рівня кисневого постачання. 

Газову суміш з вмістом кисню 10±1 об.% подавали тварині через маску протягом 3-8 хвилин до повного врівноваження ШГС та напруження кисню в підшкірній клітковині. Момент врівноваження реєстрували за досягненням мінімального рівня хроноамперограми по відношенню до вихідних значень. Підрахунок часу врівноваження здійснювали за графічною реєстрацією хроноамперограми при швидкості руху діаграмної стрічки 10 мм/хв. 

В спеціальній серії експериментів на 26 щурах проведено визначення напруження кисню в підшкірній клітковині щура під час дихання атмосферним повітрям та після переходу на дихання ШГС. Подачу газової суміші здійснювали до стабілізації мінімального рівня Ро2. 

Досліди показали, що тривалість перехідного періоду для різних щурів варіює в межах від 180 до 360 сек. Проте, у тварин під наркозом тривалість періоду врівноваження значно зростає порівняно з щурами, які знаходилися в активному стані. У наркотизованих тварин середня тривалість перехідного періоду при подачі газової суміші протягом становила 400-460 сек. Тобто була майже вдвічі довшою, ніж у щурів без наркозу. 

Середня тривалість процесу, враховуючи час, потрібний для періоду врівноваження газів тканин з газами керованої атмосфери (ШГС) та тривалість адаптивної перебудови переключення метаболічних процесів на роботу в умовах зниженого напруження кисню, потрібно подвоїти і навіть потроїти мінімальний час експозиції тварин у ШГС. Таким чином, тривалість дихання тварин гіпоксичною газовою сумішшю було встановлено не менше, ніж 10 хвилин. Ця експозиція може бути і більшою, враховуючи необхідність не тільки викликати певні метаболічні зміни, але і закріпити їх у структурі метаболічних процесів організму. 

ШГС подавали тваринам з 24.00 до 8.00 ранку автоматично в чотирьох різних переривчастих режимах: щоночі по 8 годин протягом 28 або 45 діб. Крім режиму 20/20 хвилин, досліджували також дію режимів 10/10, 10/20 і 30/20 хвилин. 

Моделювання впливу мікрогравітації. Для відтворення ефектів стану невагомості ми використали принцип методики Morey-Holton. Нами було розроблено та створено власний