ТИПЫ АДАПТАЦИИ И РЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА К МНОГОКРАТНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ СТРЕСС-ФАКТОРА И ИХ УСТОЙЧИВОСТИ К РАДИАЦИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Задачей исследований, результаты которых изложены в данной главе, было выяснение вопроса о том, сохраняются ли установленные типы неспецифической резистентности при многократном воздействии стресс-фактора или имеет место адаптация организма к его воздействию. С этой целью были проведены эксперименты, в которых осуществлялась оценка резистентности подопытных животных к трехкратному воздействию острой гипобарической гипоксии и их радиорезистентности.

Типы резистентности и тактики адаптации экспериментальных животных при многократном воздействии острой гипобарической гипоксии

Опыты были проведены на 63 самцах и 100 самках крыс линии Вистар массой 250—280 г. Оценку индивидуальной устойчивости к острой гипобарической гипоксии проводили по описанной выше методике. Критериями устойчивости к ней служили показатели времени сохранения рефлекса позы (ВСРП) и времени восстановления рефлекса позы (ВВРП) при подъеме крыс на «высоту» 11200 м. Кроме этого, определяли отношение ВСРП к ВВРП (К = ВСРП/ВВРП) (Фарбер и др., 1981).

Тестирование экспериментальных животных проводили индивидуально, троекратно с недельным интервалом между обследованиями. При обработке экспериментальных данных использовали методы кластерного и регрессионного анализа и другие методы статистической обработки.

Резистентность животных при многократном воздействии острой гипобарической гипоксии

Было установлено, что при многократном тестировании разделение животных на группы в целом сохраняется, однако происходит их перераспределение между этими группами, которое характеризуется определенными закономерностями. Наиболее устойчивыми показателями характеризуются нормоустойчивые животные, в то время как у низко- и высокоустойчивых крыс в процессе адаптации неспецифическая резистентность может меняться. Анализ показал, что у низкоустойчивых животных она, как правило, повышается, а у высокоустойчивых может снижаться. Так, по результатам третьего тестирования из группы низкоустойчивых (НУ) животных перешли в нормо- (СУ) и высокоустойчивые (ВУ) 67 % самцов и 62 % самок, в группе нормоустойчивых остались 69 % самцов и 78 % самок, а из группы высокоустойчивых переместились в группы со средней и низкой устойчивостью 80 % крыс обоих полов.

Полученные результаты представлены в табл. 6.1. Количественное изменение устойчивости при повторных тестированиях характеризует показатель изменения устойчивости (показатель ВСРП при втором и третьем тестировании, отнесенный к результату первого тестирования, принятого за 1). Видно, что этот показатель заметно повышается у низкоустойчивых, практически не изменяется у нормоустойчивых и снижается у высокоустойчивых животных.

Таблица 6.1

Изменение устойчивости животных к острой гипобарической гипоксии при трехкратном

тестировании

* + — повышение устойчивости после третьего тестирования; 0 — устойчивость осталась без изменений; — — снижение устойчивости.

Это согласуется с некоторыми литературными данными о том, что адаптируются только исходно низкоустойчивые животные (Ливанова и др., 1993).

По-видимому, здесь можно говорить о разных тактиках адаптации к экстремальным факторам у животных с исходно различными уровнями неспецифической резистентности к острому воздействию. Можно предположить, что низкоустойчивые крысы отличаются низкими порогами реагирования на экстремальное воздействие (в данном случае — острую гипоксию), что позволяет им сохранить компенсаторный резерв организма, который реализуется в процессе адаптации, в то время как у высокоустойчивых крыс реакция на гипоксию протекает по принципу гиперкомпенсации (резкое и полное использование и истощение компенсаторного резерва) и они не успевают восстановиться к следующему сеансу тестирования. Этот вывод в целом согласуется с нашими данными о соотношении неспецифической реактивности и резистентности экспериментальных животных.

Таким образом, проведенные исследования, в целом подтвердив адекватность примененного метода оценки неспецифической резистентности по отношению к острому воздействию, установили, что животные с исходно различными уровнями резистентности к нему могут характеризоваться принципиально различными тактиками адаптации, а проблема индивидуальных особенностей процесса адаптации к экстремальным воздействиям представляет большой интерес и требует специального исследования.

Определение отношения ВСРП к ВВРП (показатель К), а также оценка изменения температуры тела (ДРТ) позволили обнаружить, что у низко- и высокоустойчивых особей указанные показатели неодинаковы и могут использоваться для интегральной характеристики индивидуальной реактивности организма. Очевидно, низкоустойчивые особи характеризуются меньшим размахом показателей ДРТ и К.

В табл. 6.2 приведены данные об изменении устойчивости к гипоксии у животных экспериментальных групп по ряду показателей (ВСРП, ВВРП, коэффициент К — отношение ВСРП/ВВРП, величина снижения ректальной температуры ДРТ).

Из этих данных следует, что при первом тестировании у ВУ крыс ВСРП было в 3,9 раза больше, а ВВРП в 1,5 раза меньше, чем у НУ животных. Соотношение ВСРП и ВВРП (коэффициент К) у ВУ животных было в 5,8 раз, а индекс снижения ректальной температуры (ДРТ) — в 1,5 раз выше,, чем у НУ крыс.

При повторных тестированиях, проведенных с интервалам в 7 суток, у животных с различной исходной устойчивостью данные показатели менялись по-разному. Так, при последнем тестировании у НУ крыс показатель ВСРП повысился в 1,5 раза, а у ВУ—снизился в 1,4 раза. В то же время показатель ВВРП при повторных тестированиях снижался только у НУ и СУ животных. Соответственно, коэффициент К у НУ крыс возрастал более чем в 2 раза, оставаясь практически неизменным у ВУ. Интересно отметить, что у крыс всех экспериментальных групп, независимо от специфики изменения других показателей, при повторных тестированиях происходило однонаправленное и равнозначное снижение показателя ДРТ; так, к третьему тестированию этот показатель во всех экспериментальных группах снизился в 0,7 раза. Таким образом, при общем снижении гипотермической реакции, соотношение величин данного показателя у крыс разных экспериментальных групп сохранялось.

Изменение параметров устойчивости к острой гипобарической гипоксии у животных экспериментальных групп при повторных тестированиях

Таблица 6.3

Половые особенности изменения параметров устойчивости к острой гипоксии экспериментальных животных

*— р < 0,05

Следует обратить внимание также на определенные половые различия в динамике ВВРП. Так, у самцов и самок этот показатель при третьем тестировании был соответственно в 1,7 и 1,3 раза меньшим, чем при первом. Коэффициент К к третьему тестированию возрастал в 1,9 раз у самцов и в 1,75 раз у самок, а показатель ДРТ — снижался в 1,4 раза у самцов и в 1,2 раза у самок соответственно (табл. 6.3). Поскольку эти показатели можно расценить как характеризующие реактивность организма по отношению к гипоксическому фактору, по-видимому, в целом самцов следует признать более реактивными. Тогда возникает вопрос о соотношении реактивности и устойчивости в динамике приспособительной реакции. Анализ изменения устойчивости, определяемой по показателю ВСРП, обнаруживает, что лишь около 50 % животных сохраняет ее неизменной. Данная закономерность присуща как самцам, так и самкам, однако, если у самцов изменение устойчивости происходит в равной степени как в сторону понижения, так и в сторону повышения, то у самок в основном наблюдается повышение резистентности (табл. 6.4). Ранее мы отмечали неоднозначность соотношения между устойчивостью животных и неспецифической реактивностью, оцениваемой по комплексам интегративных и вегетативных показателей, свидетельствующую о сложности взаимоотношений между различными компонентами неспецифической реактивности и резистентности организма и необходимости ее многокомпонентной оценки. Полученные в настоящих экспериментах результаты подтверждают этот вывод. По-видимому, при оценке неспецифической реактивности следует привлекать более широкий комплекс показателей вегетативных реакций ЦНС на тестирующее воздействие и подробнее исследовать характер соотношения между этими компонентами целостной реакции организма.

Таблица 6.4

Характер изменения устойчивости у крыс разных полов

Более подробно динамику изменения устойчивости экспериментальных животных в результате трехкратного тестирования иллюстрирует табл. 6.5, в которой приведено изменение средних значений показателей после перераспределения крыс по группам.

Анализ этих данных показывает отчетливую связь показателя ВВРП с динамикой индивидуальной устойчивости. После третьего тестирования этот показатель в группе НУ животных снизился в 1,8 раз у самцов и в 5,2 раза у самок; в группе СУ данный эффект имел место только у самцов, а в ВУ группе проявился в виде тенденции, характерной для обоих полов.

Изменение параметров устойчивости животных экспериментальных групп при трехкратном тестировании

Это подтверждает наш вывод о том, что при многократном воздействии экстремального фактора НУ животные сохраняют достаточно высокий восстановительный потенциал (функциональный компенсаторный резерв организма), более выраженный у самок.

Это согласуется также с имеющимися сведениями о более высокой стресс-устойчивости и радиорезистентности самок (Kratzer, 1969) и может быть объяснено цикличностью функционирования женского организма, в результате которой он оказывается в большей степени адаптирован к систематическим стрессам. Изменение коэффициента К также подтверждает указанные закономерности: после третьего тестирования этот показатель в группе НУ животных повысился в 4 раза у самцов и в 2,5 раза у самок, тогда как у СУ животных — лишь в 1,3 и 1,4 раза соответственно. Наиболее существенное изменение показателя ДРТ также было характерно для самок НУ группы: у них этот показатель снизился при третьем тестировании по отношению к первому в 2,1 раза.

Таким образом, особенности индивидуальной реактивности/рези- стентности у самок сводятся в первую очередь к способности быстро и точно реагировать на экстремальное воздействие, сохраняя свой компенсаторный резерв, что позволяет им быстро восстанавливать нарушенные функции, причем эти особенности присущи исходно низкоустойчивым животным.

Известно, что при искусственной гипотермии повреждающее действие острой гипоксии на организм существенно уменьшается, прежде всего за счет снижения потребления тканями и системами организма кислорода (Бернштейн, 1971; Коростовцева, 1976). Исходя из предположения, что снижение температуры тела при гипоксии является адаптивной реакцией организма, следовало ожидать наличия определенной зависимости между ВСРП и ДРТ. Ранее проведенные нами измерения температуры тела у подопытных животных до и после оценки ВСРП позволили получить данные, свидетельствующие о наличии прямой функциональной зависимости между этими показателями, а именно: с увеличением времени сохранения естественной позы на «высоте» 11200 м величина ДРТ возрастает (глава 5, рис. 5.2). Вместе с тем регрессионный анализ зависимости показателя ВСРП от ДРТ позволяет говорить о том, что эта зависимость выражена достаточно слабо (уравнение регрессии у = -0,189 + 1,184.x). При повторных воздействиях острой гипобарической гипоксии эта зависимость еще более ослабевала и сохранялась, главным образом, за счет единичных особей, у которых была выражена достаточно сильно. Из этого можно сделать вывод о том, что гипоксическая гипотермия является не единственным, и, возможно, не основным механизмом устойчивости к гипоксии у мелких лабораторных животных. Эффект ослабления гипотермии при повторных воздействиях острой гипоксии вне зависимости от индивидуального типа адаптации позволяет предположить, что данный механизм универсален. Возможно, при первом столкновении с новым стресс-фактором реакция гипотермии реализуется «с запасом»; в дальнейшем же, исходя из принципа биологической целесообразности, происходит регулировка этого механизма, точная подстройка необходимой и целесообразной силы ответа организма на данное воздействие — по аналогии с выработкой запаздывательного торможения, известного в физиологии поведения (Асратян, 1970).

Таким образом, полученные данные подтверждают наше исходное предположение о том, что, помимо индивидуальной устойчивости к острому однократному воздействию экстремального фактора, существуют не совпадающие с шей индивидуальные тактики адаптации к этому фактору. Это согласуется с концепцией, развиваемой В. П. Казначеевым (1980) о «спринтерском» и «стайерском» типах стратегии адаптации. По-видимому, в рамках этой концепции, особи с высокой устойчивостью к острому однократному воздействию стресс-фактора характеризуются «спринтерским» типом адаптации, резко и полностью используют компенсаторный резерв организма и плохо адаптируются к длительным многократным воздействиям; особи же низкоустойчивые к острому воздействию, наоборот, отличаются «стайерским» типом адаптации и эффективно повышают устойчивость при длительном многократном действии данного фактора; наконец, особи со средним уровнем устойчивости отличаются наиболее стабильными показателями в обоих случаях.

Проведенные исследования позволили также выявить определенные половые различия в неспецифической индивидуальной реактив- ности/резистентности, не выявляемые при однократном воздействии. Они сводятся к более выраженному потенциалу сохранения компенсаторного резерва организма и восстановления нарушенных функций у самок, относящихся к «стайерскому» типу адаптации.

Очевидно, что развитие этого направления открывает новый подход к оценке индивидуальной устойчивости к гипоксии — дифференцированную оценку типа устойчивости и индивидуальной тактики адаптации организма. Это имеет большое практическое значение, потому что в разных ситуациях могут быть выгодны разные типы устойчивости: в частности, применительно к прогнозированию индивидуальной радиорезистентности человека в условиях космического полета, вероятно, «стайерская» тактика адаптации может быть предпочтительна в длительных орбитальных полетах, а «спринтерская» — в дальних межпланетных, предусматривающих пересечение радиационных поясов и возможность значительных, но кратковременных радиационных нагрузок.

Дальнейшие экспериментальные исследования в этом направлении, с нашей точки зрения, должны включать изучение тактик, адаптации животных к длительным умеренным воздействиям стресс-факторов, половозрастных и видовых их особенностей и разработку методов их выявления и прогнозирования с привлечением новых критериев и показателей регуляторных функций организма.

• [1] р < 0,05.
• [2] р < 0,05.
• [3] р < 0,05.
• [4] р < 0,05.
• [5] р < 0,05.
• [6] р < 0,05.
• [7] р < 0,05.
• [8] р < 0,05.
• [9] р < 0,05.
• [10] р < 0,05.
• [11] р < 0,05.
• [12] р < 0,05.
• [13] р < 0,05.
• [14] р < 0,05.
• [15] р < 0,05.
• [16] р < 0,05.
• [17] р < 0,05.
• [18] р < 0,05.
• [19] р < 0,05.
• [20] р < 0,05.
• [21] р < 0,05.