Дыхательные паттерны активности двигательных единиц скелетных мышц во время терморегуляционного тонуса на фоне хеморецептивной стимуляции

Актуальность. Дыхательный центр в силу своей ритмической активности оказывает влияние на функции разных отделов центральной нервной системы, непосредственно не связанных с регуляцией дыхания. Так дыхательный ритм прослеживается в терморегуляционной активности мотонейронного пула скелетных мышц конечностей (Лупандин Ю.В., 1979), что указывает на возможность коактивации моторных ядер дыхательных мышц и скелетной мускулатуры. Функция моторного ядра скелетной мускулатуры во время терморегуляционного тонуса базируется на программе его постуральной активности, которая реализуется под контролем бульбопонтинных ядер ретикулярной формации, поэтому терморегуляционная активность моторного ядра является удобной моделью для анализа взаимодействия двух нисходящих систем на уровне мотонейронного пула. В связи с этим мы проанализировали терморегуляционную активность популяции двигательных единиц портняжной мышцы в условиях хеморецептивной стимуляции. Материалы и методы. Исследования выполнены на наркотизированных кошках, терморегуляционный тонус вызывали общим охлаждением, регистрировали импульсную активность ДЕ портняжной мышцы на протяжении 6-10 дыхательных периодов и суммарную электрическую активность диафрагмы и портняжной мышцы. Хеморецептивную стимуляцию осуществляли вдыханием воздуха с содержанием СО2 5 % под контролем параметров внешнего дыхания (МОД, ЧД, ДО). Результаты. Во время терморегуляционного тонуса в портняжной мышце было зарегистрировано 70 ДЕ с разными паттернами активности. 8 ДЕ (11 %) имели фазный характер разрядов, соответствующий либо началу инспирации, либо началу экспирации или переходу от экспирации к инспирации. 62 ДЕ (89 %) непрерывно разряжались на протяжении всего дыхательного цикла: частота разрядов 16 ДЕ (23 %) не имела связи с дыхательным периодом, у 15 ДЕ (21 %) частота возрастала во время вдоха, у 8 ДЕ (11 %) во время выдоха, у 15 ДЕ (21 %) с конца фазы экспирации на начало инспирации. Вдыхание гиперкапнической смеси приводило к росту легочной вентиляции от 1280,58±60,69 до 1970,89±105,86 мл (153,91 %), небольшому возрастанию частоты дыхания - от 24,28±1,05 до 26,07±1,17 в минуту (107,37 %), значительному увеличению ДО - от 50,03±2,15 до 71,95±3,42 мл (143,81 %). Суммарная электрическая активность диафрагмы увеличилась на 24,79±2,14 %, а портняжной мышцы снизалась до 69,34±3,03 % от исходной активности. Часть ДЕ (23 %) полностью прекратили активность. В популяции ДЕ, функционирующих на протяжении всего дыхательного периода и имеющих связь ритмики с дыханием, отчетливей проявляется модуляция текущей частоты разрядов, вплоть до полного выпадения в экспираторную, либо инспираторную фазы. В популяции ДЕ не имеющей связи частоты разрядов с фазами дыхания, наблюдается снижение частоты импульсации от 8,51 имп/с до 7,36 имп/с (-1,14±0,13 имп/с). Заключение. Активация дыхательного центра во время терморегуляционной мышечной активности является необходимым условием для обеспечения кислородом энергетического обмена медленных оксидативных волокон, входящих в состав ДЕ типа S, функционирующих во время ТМА. Связь дыхательного центра и бульбопонтинных ядер ретикулярной формации проявляется в наличии дыхательного ритма у части ДЕ мотонейронного пула. Поскольку хеморецепторы играют ведущую роль в контроле легочной вентиляции, а продукция СО2 отражает интенсивность окислительных процессов, то можно предположить, что именно хеморецептивная стимуляция является фактором ограничивающим терморегуляционную мышечную активность.