,
ГУО «БелМАПО», Институт физиологии НАН РБ
В клинической практике накоплен богатый экспериментальный материал о распространении электрического тока различной частоты по биологическим тканям и средам, что позволяет установить соотношения электрических величин с различными медико-биологическими показателями жизнедеятельности организма. Примером использования измерения импеданса биологических тканей в стоматологии является электроодонтометрия.
В связи с этим, разрабатываются методы исследования электрических параметров биообьектов и оценка через них соответствующих медико - биологических показателей организма пациента. Применение электрической стимуляции нервных стволов при проведении диагностических тестов и лечебных манипуляций нередко сопровождается у пациентов различными ощущениями, которые можно классифицировать как тактильные или\и болевые. При действии физических факторов на организм человека воспроизводятся закономерности, характерные для моделей на животных. Речь идет о влиянии различных частот на вегетативные функции организма биообьекта при проведении диагностической процедуры.
Целью работы явился анализ изменений показателей ВНС (ЧСС, ЧД) и электрической активности нейронов ядра тройничного нерва на различных частотах при электростимуляции и в различных диапазонах.
Острые опыты проведены на 14 взрослых белых крысах самцах, линии Вистар массой 300-400 г, наркотизированных внутрибрюшинно (30 мг/кг нембутала и 500 мг/кг уретана). Животных фиксировали стереотаксически в аппарате СЭЖ-5 (мастерские Института физиологии, Киев, Украина). Постоянную глубину наркоза поддерживали с помощью дозатора лекарственных веществ (НДЛ-3, ПО «Электровыпрямитель», г. Саранск) путем периодического введения небольших дополнительных доз вышеупомянутой анестезирующей смеси. Черепные ориентиры лямбда и брегма устанавливались на одной горизонтали. Координаты ядер рассчитывались по данным стереотаксического атласа [Paxinos, Watson, 1988]. Для подтверждения принадлежности найденных нервных клеток ядру тройничного нерва производилась также их физиологическая идентификация - регистрировались спайковая активность только тех нейронов, которые меняли свою активность при механической стимуляции вибрисс или кожи головы.
Регистрация внеклеточной активности отдельных нейронов производилась в спинальном ядре тройничного нерва с дорсальной поверхности через отверстие в черепе диаметром около 2 мм. Использовались изолированные стеклом вольфрамовые электроды с диаметром кончика 3-5 мкм. Вольфрамовые заготовки для электродов изготавливались обычным способом путем электролитической заточки [Качалов, Гнетов, Ноздрачев, 1980]. Изоляция вольфрамовых заготовок осуществлялась стеклом марки пирекс по оригинальной методике [Азев, 2003, патент Республики Беларусь № 000].
Нейронная активность усиливалась усилителем DAM-5A (W-Р INSTRUMENTS, США), обрабатывалась прибором [Азев, 1991], состоящим из дискриминатора, позволявшего точно устанавливать уровень дискриминации с помощью яркостной отметки на осциллографе и формирователя стандартных импульсов.
Электрическое раздражение десны осуществлялось игольчатыми вольфрамовыми электродами через стимулятор (модель 1800, W-P INSTRUMENTS, США), изолирующее устройство (модель 305R, W-P INSTRUMENTS, США) прямоугольными импульсами тока длительностью 10 мс с частотой 5, 10, 20 и 50 Гц, амплитудой 5,10, 20, 40 и 60 В в течение 1 с.
Частоту и глубину дыхания регистрировали с помощью инфракрасного детектора экскурсии грудной клетки [, 2002; патент Республики Беларусь № 000].
Частота сердечных сокращений (ЧСС) оценивалась путем автоматизированного программного подсчета интервалов между зубцами R-R электрокардиограммы. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) рассчитывалась программой «InputWin» как модуль разницы длительностей двух смежных кардиоинтервалов.
Ректальная температура поддерживалась на постоянном уровне (37±0,5оС) с помощью электрической грелки с контролируемой температурой и питаемой постоянным током. Ректальная температура измерялась электронным термометром с точностью 0,05оС [Азев, Говоров, 2002] и контролировалась электронным вольтметром (В7-38, СССР).
Данные о ЧСС, дыхательной экскурсии грудной клетки, нейронной активности (в форме стандартных импульсов), ректальной температуре и отметки стимулов вводились в ЭВМ через 12-разрядный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП, ADC-100k/12-8, «Спецприбор», Минск) записывались и обрабатывались с помощью программы "InputWin".
Результаты исследований и обсуждение.
В опытах было установлено следующие изменения частоты дыхания, данные отражены в таблице № 1
5 Гц | 20 Гц | 50 Гц | |
5 В | 2,060617 | 2,65531 | 2,194116 |
10 В | 2,736289 | 4,437751 | 2,836176 |
20 В | 9,372672 | 13,01061 | 12,8909 |
50 В | 10,39004 | 16,50624 | 22,7 |
Изменение дыхания у животных в острых опытах наблюдалось как в сторону учащения, так и в сторону урежения.
Если сопоставить данные диаграммы №1 , можно отметить что изменения чд нарастают под воздействием возрастания частоты электростимуляции особенно эта тенденция заметна на больших диапазонах
В опытах было установлено следующие изменения частоты сердечных сокращений, данные отражены в таблице № 2
5 В | 0,455668 | 0,67621 | 0,585069 |
10 В | 0,784354 | 1,054993 | 1,358961 |
20 В | 0,680987 | 1,437812 | 1,604445 |
50 В | 1,066493 | 3,152877 | 4,299789 |
Изменение частоты сердечных сокращений у животных в острых опытах наблюдалось как в сторону учащения, так и в сторону урежения.
Если сопоставить данные диаграммы №2 , можно отметить что изменения чсс нарастают под воздействием возрастания частоты электростимуляции, особенно эта тенденция заметна на больших диапазонах.
Выщеизложенное, позволяет предположить, что реакция вегетативной нервной системы животных зависит от доминирования симпатической или же парасимпатической составляющей.
Однако, следует отметить, что кардиореспираторные связи не являются прямопропорциональными.
электрическая активность нейронов ядра тройничного нерва были следующими
(вставить)
Выводы
возрастающие частоты и возрастающие диапазоны воздействия электростимуляции при воздействии на организм животного вызывают больщие эффекты со стороны сердечно-сосудистой и дыхательной систем, регистрируемых аппаратами в опытах.
При регистрации активности рецепроров ядра тройничного нерва закономерности не выявлено.
Это позволяет предположить, что диагностические процедуры следует проводить на малых частотах, на фоне отсутствия эффектов ВНС биообьекта и сердечно-сосудистая и дыхательная система реагирует на электростимуляции, что является показателем безопасности рпроведения диагностической процедуры с применением физических факторов.
, Говоров термометр для мелких лабораторных животных. News of biomedical sciences N4 20
Paxinos G. and Watson C. (1986) The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. Second Edition. Sydney, Academic Press.
КАЧАЛОВ Ю. П., ГНЕТОВ А. В., НОЗДРАЧЕВ микроэлектрод. Л., «Наука», 1980, с.72, 98-104.
Азев изоляции стеклом вольфрамовых микроэлектродов. News of biomedical sciences N1 20статья).
Азев для мониторинга текущей частоты разрядов отдельных нейронов // Физиол. журн. СССР.-1991. Т.77.-N4. С.112-115. (статья)
Азев для мониторинга частоты и глубины дыхания у лабораторных животных. News of biomedical sciences. N1 2002 p.98-100. (Статья 0,18)
