Морфофункциональная перестройка элементов нервной и эндокринной систем при формировании третьего "пика" работоспособности

Нервная и эндокринная система близки друг другу тем, что обе являются регуляторными. Несмотря на то, что многие исследователи, а также преподаватели биологических и медицинских дисциплин нервную и гуморальную регуляцию часто рассматривают как различные явления, мы, исходя из данных современной науки, должны подчеркнуть, что нервная регуляция тоже является «гуморальной», поскольку в основе ее лежит обмен медиаторами и нейротрансмиттерами - молекулами, представляющими собой аминокислоты, пептиды и моноамины [1].

Взаимодействия между нервной и эндокринной системами крайне сложны и неоднозначны, и компоненты этих систем далеко не всегда выступают как синергисты. Так, в настоящее время показано, что при комбинированном стрессе гормоны коры надпочечника могут разрушать нейроны некоторых отделов центральной нервной системы, в частности, гиппокампа, способствуя апоптозу [2]. Есть свидетельства об изменении объемов некоторых отделов мозга при значительном выбросе в кровь гормонов коры надпочечника, в частности, кортикостерона, что неизбежно при остром и хроническом стрессе [3, 4].

Цель исследования заключалась в выявлении диапазона адаптивных морфоло- гических изменений моторной коры и надпочечника при систематических двигательных нагрузках.

Материал и методика. Работа проведена на 20 беспородных собаках-самцах. Первая группа (12 животных) была интактной. Вторая группа (8 животных) состояла из собак, которым дозировали многократные нагрузки до формирования третьего «пика» работоспособности. Исследования проводились в соответствии с приказом Минвуза СССР № 742 от 13.11.84 «Об утверждении правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» и № 48 от 23.01.85 «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных». Животные находились в стандартных условиях вивария и тщательно подбирались по массе тела. После последней нагрузки животному внутривенно вводили 10% раствор тиопентала натрия (из расчета 0,5 мл на кг массы тела). Кусочки двигательного отдела коры (поле Prc1) окрашивали по Нисслю крезиловым фиолетовым, надпочечник - гематоксилин-эозином и по Ван-Гизону. На микроскопе МБИ-6 при помощи окулярмикрометра МОВ-1-15хУ42 (увеличение 750) проводили количественную и качественную оценку пирамидных клеток V слоя и окружаю- щих их глиоцитов, а также все зоны коры и мозговое вещество надпочечника.

Математическую обработку первичных данных проводили на компьютере «IBM/PC/AT». Подсчитывали средние значения и ошибку среднего. Достоверность определяли по критерию Стьюдента.

Диагностика достижения третьего «пика» работоспособности проводилась сугубо индивидуально на основе анализа функциональных показателей кардиорес-пираторного аппарата [5]. Продолжитель- ность бега животных в течение первой нагрузки колебалась от 7 до 24 минут. Средний показатель времени первой нагрузки составил 16,75+2,46 минут. Время последней нагрузки свидетельствует о выраженном тренировочном эффекте, отмеченном у всех животных группы. Продолжительность бега собак в течение последней нагрузки колебалась от 73 до 174 минут. Средний показатель времени последней нагрузки составил 111,87+13,40 минут.

Таблица 1. Показатели времени бега и состояния кардиореспираторной системы животных со сформированным третьим «пиком» работоспособности

При формировании третьего «пика» работоспособности среднее число нормохромных пирамидных нейронов моторной коры в среднем составило 54,00 + 2,83%, то есть чуть больше половины от всей клеточной популяции. Колебания числа таких клеток были значительны (от 40 до 60%).

Количество функционально активных клеток (перинуклеарный хроматолиз) по сравнению с интактной группой больше на 60% (р<0,01). Колебания этого показателя остаются значительными - от 16% до 36%.

Число нейронов с равномерным хроматолизом оказалось на 33,3% меньше, чем у животных интактной группы (р>0,05). Число таких светлых нейронов, характеризующихся тигроидом, относительно равномерно распределенным по цитоплазме, было невелико и составило 4,50+1,59% при колебаниях от 0 до 12%. Характерно, что у трех животных из восьми, составляющих экспериментальную серию, такие нейроны отсутствовали вообще. Количество гиперхромных клеток у животных рассматриваемой экспериментальной группы на 4,8% больше, чем у интактных собак (р>0,05). Их число колебалось от 4 до 16%. Объемы пирамидных нейронов моторной коры колебались от 23017,12+1494,63 мкм3 до 33247,76 + 1508,40 мкм3. По сравнению с интактными собаками средний показатель обнаружил значение, большее на 21,2% (p<0,05).

Объем ядер нейронов по сравнению с интактной группой больше на 54,5% (p<0,01). Коэффициент элонгации ядра колебался от 1,30 до 1,40. По сравнению с интактной группой животных коэффициент элонгации ядра был меньше на 12,4 %. Интересно, что при воздействии многократных физических нагрузок коэффициенты элонгации тела нервной клетки и его ядра имеют разнонаправленную динамику. Эти закономерности отмечались нами и в предыдущих исследованиях [6, 7].

При исследовании надпочечников обращали на себя внимание расширение всех зон коры, увеличение просвета и уменьшение расстояния между капиллярами, отечность и деструкция их стенки.

Размеры клубочковой зоны оказались в 1,73 раза больше, чем у животных интактной группы (p<0,05). Структура ее значительно нарушена – клубочки врастают по ходу соединительнотканных волокон в пучковую зону. Цитоплазма адренокорти-коцитов вакуолизирована, ядра клеток лизированы.

В пучковой зоне увеличен просвет капилляров, а расстояние между ними достоверно уменьшено (p<0,05).

Размеры мозгового вещества достоверно увеличены по сравнении с показателями интактной группы (p<0,05). Капилляры оказались расширенными, в их просвете обнаружены многочисленные форменные элементы крови. Общее количество паренхиматозных клеток уменьшено, относительный объем норадреноцитов велик.

Таким образом, воздействие многократных нагрузок, формирующих третий

«пик» работоспособности, имеет в как в моторной коре, так и в надпочечнике свои морфофункциональные эквиваленты. Так, значительный рост числа нейронов с хро- матолитическими изменениями происходит за счет достоверного увеличения количества нервных клеток, характеризующихся перинуклеарным и тотальным хроматолизом, в то время как динамика изменения числа нейронов, отличающихся другими видами хроматолиза, не была достоверной. Если вести речь о надпочечнике, то достижение третьего «пика» работоспособности характеризуется изменениями преимущественно в клубочковой зоне коры – отмечено значительное увеличение размеров зоны в сочетании с нарушением архитектоники клубочков, лизис ядер ад-ренокортикоцитов на фоне расширения гемокапилляров.

Динамика изученных параметров моторной коры и надпочечных желез может служить критерием оценки уровня функционального состояния организма и направленности адаптационного процесса.