Обобщение и выводы

Подводя итоги данному разделу лабораторных исследований животных можно сделать следующее заключение. Воздействие магнитной бури приводит к значительным изменениям морфофункционального состояния их сердца и систем, связанных с его деятельностью. Эти изменения различны в определенные фазы геомагнитной бури.

Поскольку во время эксперимента начальная фаза второй геомагнитной бури наложилась на фазу восстановления первой бури, то динамика исследуемых показателей наблюдалась как бы по обратному сценарию. Поэтому анализ данных и итоги проведенных исследований были представлены здесь именно в той последовательности, как они наблюдались. В выводах же, однако, мы охарактеризуем эффекты бури в соответствии с реальной последовательностью ее фаз.

Из анализа приведенных выше результатов и сопоставления их с результатами лабораторного моделирования адаптационного стресса у кроликов и кластерного анализа тех же данных, приведенных в Главе 7 и 4 соответственно, вытекает концепция, что магнитная буря является стресс-фактором, сопровождающимся значительной перестройкой деятельности сердца интактных животных. Приведенная ниже схема кратко суммирует основные характеристики этого воздействия геомагнитной бури, включая характеристики ультраструктуры клеток сердечной ткани.

Как можно видеть из приведенной схемы, существенные функциональные изменения деятельности сердца во время начальной, главной и фазы восстановления геомагнитной бури сопровождаются изменениями ультраструктуры кардиомиоцитов, то есть, имеют обоснования на клеточном уровне.

Во время главной фазы магнитной бури возникают резкие изменения ультраструктуры кардиомиоцитов, которые свидетельствуют об их гиперфункционировании. Характерной чертой для этого периода является образование коллагеновых муфт вокруг сосудов сердечной мышцы. Гиперпродукция коллагеноподобных образований, способна изменить соотношение энтропии числа коллагена к числу капилляров в сторону снижения скорости поступления веществ в клетку, что может свидетельствовать о возникновении защитной реакции, направленной на предотвращение проникновения токсических агентов из крови в сердечную ткань (В.А.Фролов, 1987; Т. Ю. Моисеева, 2000). В данном случае таким агентом являются свободные жирные кислоты, которые при уменьшении содержания кислорода в крови и при изменении кислотно-основного состояния крови в щелочную сторону не окисляются в полной мере и начинают оказывать токсическое влияние на кардиомиоциты. Существует сильная и достоверная связь (r = +0,998; p<0,01) между объемом митохондрий и содержанием в крови свободных жирных кислот. Препятствия для проникновения в ткань сердца и затруднения для окисления СЖК приводят к их резкому увеличению в крови (от 34,515 до 25 395 нмоль/мл).

Характерным для главной фазы бури являются также значительные разрушения миофибрилл с явлениями разрывов и расплавления. Мембрана клеточных ядер в подавляющем большинстве случаев инвагинирована. Наиболее значительные разрушения, однако, происходят на уровне митохондриального аппарата. Митохондрии в подавляющем большинстве находятся в состоянии значительного набухания, кристы органелл фрагментированы. Повсеместны явления деструкции и деградации митохондрий. Наряду с уменьшением общего количества органелл значительно возрастает их объем. Корреляционная связь между объемом митохондрий и сократительной силой левого и правого желудочков сердца становится отрицательной, что явно свидетельствует о неэффективности энергообразования. В главную фазу бури увеличение объема большинства митохондрий переходит тот предел, когда набухание органелл увеличивает энергообразующее пространство крист, увеличивая тем самым число энергообразующих комплексов. Чрезмерное набухание митохондрий в данном случае приводит к разрыву их наружней мембраны и к их деградации с уменьшением в 2 раза коэффициента энергетической эффективности органелл и кардиомиоцитов в целом. Следствием этих процессов является существенное падение сократительной функции сердца.

Высокая сократительная функция сердца, характерная для фазы восстановления геомагнитной бури, как отмечалось выше, сопровождается феноменом синхронизации деятельности различных его отделов, что требует восстановления интенсивного энергообразования на клеточном уровне. Следует подчеркнуть, что по мере восстановления геомагнитного поля и возврату его значений к спокойному уровню, состояние ультраструктуры кардиомиоцитов также возвращается к сезонной норме. Для митохондрий становятся характерными лишь явления небольшого набухания. Корреляционные взаимоотношения между объемом митохондрий и сократительной функцией левого и правого желудочков сердца в фазе восстановления позволяют утверждать, что для интенсификации деятельности миокарда появляется уже соответствующее энергообеспечение, осуществляемое на фоне умеренного набухания органелл. В самом деле, для фазы восстановления характерны явления небольшого метаболического ацидоза, который свидетельствует об интенсификации окислительных и регенераторных процессов, а также способствует выполнению лабилизирующего воздействия свободных жирных кислот на мембрану лизосом, гидролазы которых инициируют процесс репродукции митохондрий (В.А.Фролов, 1973). В фазе восстановления существенно увеличивается количество сосудов, окруженных коллагеновыми муфтами, которые осуществляют защитную функцию, регулирующую транспорт СЖК из крови в ткани сердца. Увеличивается количество первичных и вторичных лизосом, выполняющих роль «чистильщиков» клетки после ее гиперфункционирования. Значительно возрастает количество гликогена. Характерной чертой этой фазы является расширение канальцев СПР, через которые осуществляется транспорт ионов кальция. Вследствие всех этих процессов увеличивается сумма площадей митохондрий и, соответственно, коэффициент их энергетической эффективности. СЖК, являясь донаторами энергии, эффективно используются миокардом, и их количество в крови уменьшается (до 34,515).

Таким образом, максимальные эффекты бури как на уровне ультраструктуры кардиомиоцитов, так и на уровне функциональных показателей деятельности сердца наблюдаются во время ее главной фазы. Изменение морфофункционального состояния сердца в главную фазу бури можно определить как характерное для сильного десинхроноза. Как и в случае моделирования стрессорного воздействия внешнего фактора на кроликов (см.

Заключение

Главы 6), хроноструктура циркадианного ритма резко изменяется в главную фазу бури: происходит угасание амплитуды суточной изменчивости показателя сократительной функции сердца и исчезновение циркадианной периодики. Магнитная буря, таким образом, нарушает свойственное интактному сердцу энергетическое обеспечение митохондриальным аппаратом сократительного акта сердца, и сократительная функция сердца резко падает в главную фазу бури.

На функциональном уровне в конце главной фазы бури и в самом начале фазы восстановления происходит еще инерционное снижение сократительной функции сердца, но уже закладываются механизмы компенсации и ликвидации явлений десинхроноза.

Во время развития фазы восстановления магнитной бури развивается также неспецифический процесс, который соответствует поиску организмом оптимума для выхода из возникшего в результате бури десинхроноза, что характерно также, как известно, для состояния хроноструктуры ритмов в стадии выхода из критического состояния при заболеваниях (поиск оптимума). Для этой стадии характерна высокая степень синхронизации показателей деятельности сердца и сосудистого тонуса в структуре циркадианного ритма, что подтверждается корреляционным анализом взаимоотношений между изучаемыми показателями. Между ними практически в 100% случаев восстанавливаются сильные достоверные корреляционные связи. Следует подчеркнуть, однако, что колебания всех показателей в этот период характеризуются необычайно высокой амплитудой, отличной от сезонной нормы.