Основній зміст роботи

Матеріали і методи дослідження. Експерименти були виконані на дорослих білих щурах-самцях з середньою масою 305±2,5 г. Всього було використано 180 тварин. Тварини першої групи (90) були контрольними. У щурів другої групи (90 тварин) викликався експериментальний гіпотиреоз шляхом видалення за 30 діб до проведення дослідів щитовидної залози - тироїдектомована група.

В першій частині роботи вивчалася загальна енергетика організму за експериментального гіпотиреозу і стимуляції катехоламінами в умовах нормотермії і розвитку глибокої гіпотермії. В ході дослідів у наркотизованих тварин вимірювалися ректальна температура, швидкість споживання кисню (газоаналізатор фірми "Radiometer") і хронотропна функція серця (електрокардіограф з кардиотахометром) в умовах термонейтральної зони (1 серія). Після вимірювання вихідних значень фізіологічних показників внутрішньовенно вводився адреналін – 2 серія (2,0 мкг/кг хв) або ізопропілнорадреналін – 3-я серія дослідів (2,0 мкг/кг хв). В подальших серіях експериментів (4-6) тварини охолоджувалися при -20⁰С доки ректальна температура не досягала значення 20⁰С - глибока гіпотермія. У тварин досліджувалися параметри холодового калоригенезу, загальна холодовая стійкість і хронотропна функція серця (4 серія), у тому числі після інфузії адреналіну (5 серія) або ізопропілнорадреналіну (6 серія).

В другій частині дисертаційної роботи в умовах in situ проводилося вивчення впливу експериментального гіпотиреозу і адреналіну на енергетику ізометричного скорочення переднього великогомілкового м'яза білого щура.

Експериментальна установка складалась з двох вимірювальних каналів: термометричного і ергометричного. Перший з них представлений датчиком температури (термопара), фотопідсилювачем типа Ф-116, цифровим термометром і комп'ютерним самописцем. Ергометричний канал створений на основі тензометричної установки. Особливістю методики є застосування у якості графічного реєстратора комп'ютера з відповідним програмним забезпеченням для «читання» ергограм, що дозволяло провести аналіз динаміки ізометричного скорочення м'яза в первинній стадії його розвитку з кроком вимірювання 2 мс. В ході експериментів у наркотизованих тварин препарувався малогомілковий нерв. Без порушення природної теплоізоляції відсікався дистальний сухожилок переднього великогомілкового м'яза. Сухожилля жорстко кріпилося до тензодатчика. У всіх дослідах величина електричного подразнення (стимулятор ЕСЛ-1, тривалість імпульсів 5 мс, частота 60 Гц ) вибиралася вище за пороговий рівень (1 В), що дозволяло м'язу скорочуватися з граничною силою.

З використанням даного методу були проведено дві серії експериментів, що розрізнялись режимом подразнення скелетного м'яза. В 1-й серії дослідів режим скорочення м'яза був наступним: 1 с - скорочення в ізометричному режимі – 10 с пауза. Всього наносилося 10 подразнень. Після 10-го скорочення внутрішньовенно (v.dors. penis) інфузувався адреналін в дозі 2.0 мкг/кг хв. Тривалість інфузії складала 1 хв. Після закінчення періоду інфузії досліджувані показники вимірювалися знову. В 2-й серії експериментів досліджувалася інша модель скоротливого акту – тривалий ізометричний тетанус (10 с). Спочатку м'яз скорочувався двічіз інтервалом 10 секунд. Після закінчення другого тетанічного скорочення тварині внутрішньовенно протягом 1 хв інфузувався адреналін в дозі 2,0 мкг/кг хв, після чого м'яз утретє скорочувався в 10-секундному ізометричному тетанусі.

Зрештою при аналізі комп'ютерних записів ізометричного м'язового скорочення у всіх експериментах вираховували наступні показники: максимальну величину ізометричної напруги м'яза при кожному скоротливому акті (Н_макс.); час, необхідний для розвитку максимальної напруги м'яза, мс; латентний період скорочення, мс; середню величину ізометричної напруги за весь період скоротливого акту (Н_серед.); швидкість його розвитку (dН_і/dt_i); величину приросту температури м'яза при його скороченні (+ ДТ⁰С). Наведені параметри дозволили розрахувати для кожного окремого скоротливого акту температурну вартість м'язового скорочення: ТВСМ-1 (+ DТ^оС/Н_макс.) і ТВСМ-2 (+ DТ⁰С/Н_серед.).

Для оцінки достовірності відмінностей використовувалися t-критерій Ст’юдента, критерій Манна-Уїтні і критерій Вілкоксона, а також методи регресійного і кореляційного аналізу. Статобробка матеріалу здійснювалася за допомогою програм STATISTIKA і Excel.

Результати досліджень та їх обговорення. Характеристика енергетики скорочення м’яза за гіпотиреозу і адренергічної стимуляції. Багатократні ізометричні скорочення м'яза білих щурів обох груп супроводжувалися виразними змінами з боку показника максимальної напруги. Так, за даними табл. 1 видно, що м'язи щурів контрольної групи при першому скороченні розвивали напругу 1,44±0,026 Н. При наступних скороченнях величина напруги, що розвивалася м’язом, поступово збільшувалася, досягаючи до 4-го скорочення максимального значення 1,56±0,031 Н. Надалі в скелетному м'язі поступово розвивався процес стомлення: на останньому, десятому, скороченні значення даного показника для м'яза контрольної групи зменшувалось до 1,24±0,032 Н, що було на 14% менше (р<0,05) вихідної величини.

Аналіз характеру впливу тироїдектомії на енергетику м'яза дозволяє зробити наступні висновки. По-перше, видалення щитовидної залози не вчиняло ефекту на максимальну силу скорочення м'яза на перших етапах робочого циклу. По-друге, скелетний м'яз тироїдектомованих тварин стомлювався швидше, ніж м'яз щурів контрольної групи. Так, до 10-го скорочення максимальна величина напруги м'яза тироїдектомованих щурів складала 1,01±0,039 Н, що було на 27% менше вихідної величини.

Другою групою показників ерготропної функції скелетного м'яза є показники, що відображають швидкісні можливості розвитку скорочення (табл.1). Так, величина латентного періоду скорочення м'яза при багатократних скоротливих актах була величиною не сталою. Дійсно, у щурів контрольної групи вихідна величина латентного періоду складала 40±2 мс, але вже до п'ятого скорочення збільшилася до 49±4 мс, тобто на 9±4,4 мс (р<0,05). Надалі латентний період ще більше подовжувався, і до 10-го скоротливого акту склав 61±6 мс, що було на 52% більше вихідної величини.

Видалення щитовидної залози істотно змінювало функціональну характеристику м'яза. Так, вже при першому скоротливому акті м'яз тироїдектомованих щурів починав скорочуватися через 61±5 мс, що було на 52% більше рівня контрольної групи (40±2 мс). Отже, експериментальний гіпотиреоз подовжує латентний період ізометричного скорочення м'яза білого щура. В процесі серії ізометричних скорочень м'яз гіпотиреоїдних щурів скорочувався все повільніше і повільніше. Так, до 10-го скорочення латентний період досягав значення 97±8 мс, що було на 59% більше, ніж при першому скоротливому акті (61±5 мс).

Важливе інформаційне значення для характеристики мобільних властивостей скелетного м'яза має використаний в нашій роботі показник «час розвитку максимальної напруги». В процесі серії ізометричних скорочень цей показник для м'яза щурів контрольної групи змінювався від 856±7 мс при першому скороченні до 809±7 мс при третьому скороченні і 981±10 мс при останньому, 10-му скороченні. Отже, на першому етапі, коли скелетний м'яз «впрацьовувався» (3-є скорочення) час розвитку максимальної напруги зменшувався на 47±10 мс. У подальшому, аж до закінчення серії ізометричних скорочень (10-е скорочення), час розвитку максимальної напруги м'яза зростав на 15% в порівнянні з вихідним значенням.

Видалення щитовидної залози спричинило істотні зміни з боку здібності скелетного м'яза до швидкісного скорочення. Так, початкове значення показника «час розвитку максимальної напруги» складало 985±8 мс, що було на 15% більше рівня контролю. Надалі відмінності ставали ще більш виразніше.

Важливим показником, що характеризує мобільність скорочення м'яза, є показник швидкості розвитку ізометричної напруги, яка у щурів контрольної і тироїдектомованої груп істотно різнилася. По-перше, у щурів контрольної групи максимальна швидкість спостерігалася на 40-ій мс скорочення незалежно від числа скоротливих актів. Так, під час першого ізометричного скорочення швидкість розвитку напруги м'яза досягала значення 14,3±0,94 Н/с, а при 5-му і 10-му скороченні відповідно 13,7±0,78 і 10,1±0,66 Н/с. Видно, що при скоротливих актах разом з розвитком стомлення максимально можлива швидкість розвитку ізометричної напруги м'яза контрольних щурів знижувалася (на 29%, р<0,05).

По-друге, видалення щитовидної залози приводило до зниження величини показника «максимально можлива швидкість розвитку напруги м'яза» при її ізометричному скороченні в порівнянні з контролем незалежно від ступеня стомлення.

По-третє, максимальна швидкість розвитку ізометричної напруги м'яза тироїдектомованих щурів значно зміщувалася у бік більш пізньої стадії скорочення: максимальна швидкість розвитку скорочення при 1-му, 5-му і 10-му скороченнях була зареєстрована відповідно на 80, 160 і 320 мс ізометричного скорочення.

Нарешті, викликає інтерес аналіз величини середньої ізометричної напруги великогомілкового м'яза білих щурів різних груп в процесі серії скоротливих актів. Як видно з табл.1, значення середньої величини напруги м'яза контрольних щурів були завжди вище, ніж у тироїдектомованих.

Одним з найважливіших показників енергетики скорочення м'яза є коефіцієнт температурної вартості скорочення м'яза. Використаний показник характеризує термогенну вартість скорочення м'яза із розрахунку на одиницю сили (напруги), або іншими словами відображає коефіцієнт корисної дії скоротливого акту. Як видно з табл.1, температурна вартість ізометричного скорочення м'яза є величиною не фіксованою, а мобільною. Так, у тварин контрольної групи початкова величина ТВСМ-1, тобто при розрахунку на одиницю Н_макс., складала (0,0354±0,00088) ⁰С/Н_макс. Надалі в ході виконання послідовної серії скоротливих актів значення ТВСМ-1 спочатку (4-е скорочення) зменшувалося (0,0263±0,00056) ⁰С/Н_макс, а потім швидко зростало, досягаючи до закінчення серії ізометричних скорочень (10-е скорочення), значення (0,0556±0,00091) ⁰С/Н_макс, що було на 57% більше (р<0,05) вихідної величини.

Таблиця 1