'
Научный журнал «Вестник науки»

Режим работы с 09:00 по 23:00

zhurnal@vestnik-nauki.com

Информационное письмо

  1. Главная
  2. Архив
  3. Вестник науки №12 (45) том 1
  4. Научная статья № 22

Просмотры  154 просмотров

Курамбаев Я.Б., Тангиров А.Л., Каримова З.Х.

  


ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ В УСЛОВИЯХ ТОРМОЖЕНИЯ КАРБОАНГИДРАЗЫ *

  


Аннотация:
в работе разобрано действие препарата диамокса на регуляцию дыхания и торможение фермента карбангидразы. А также изучение функционального состояния дыхательного центра в условиях торможения карбонгидразы диамоксом   

Ключевые слова:
карбоангидраза, гиперкапния, гипоксия, центральная регуляция дыхания, «диамокс»   


УДК 616.24.002-092

 Курамбаев Я.Б.

доктор медицинских наук

Ташкентский государственный стоматологический институт

(Республика Узбекистан, г. Ташкент)

 

Тангиров А.Л.

ассистент

Ташкентский государственный стоматологический институт

(Республика Узбекистан, г. Ташкент)

 

Каримова З.Х.

кандидат медицинских наук

Термезский филиал

Ташкентская медицинская академия

(Республика Узбекистан, г. Термез)

 

ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ

В УСЛОВИЯХ ТОРМОЖЕНИЯ КАРБОАНГИДРАЗЫ

 

 Аннотация: в работе разобрано действие препарата диамокса на регуляцию дыхания и торможение фермента карбангидразы. А также изучение функционального состояния дыхательного центра в условиях торможения карбонгидразы диамоксом.

 

Ключевые слова: карбоангидраза, гиперкапния, гипоксия, центральная регуляция дыхания, «диамокс».

 

Для торможения активности карбоангидразы в клинике и в эксперименте применяют сульфамидный препараты. Сильное тормозное действие на карбоангидразы оказывает диамокс (диокар, ацетазаламит) (Berliner 1956).

В задачу нашего исследования, наряду показателями внешнего дыхания и газового состава крови, входило изучение функционального состояния дыхательного центра в условиях торможения карбонгидразы диамоксом.

Результаты опытов показали, что резкое увеличение легочной вентиляции, во всех без исключений случаях, отмечалось через 20-30 мин после введения внутрибрюшинно кошкам диомокса (400-500 мл одноразового). При самопоставлении электрофизиологических данных с показателями внешного дыхания и газами крови выявились, что гипервинтеляция осуществляется за счёт резкого увеличения электрической активности межрёберных дыхательных мыщц и усиления грудного дыхания. Динамика электрической активности диафрагмальной мыщцы отражало динамику активности инспираторных нейронов продолговатого мозга.

Установленно, что в условиях карбонгидразы изменялись некоторые характерные функциональные свойства дыхательных нейронов: снижалось способность усваивать искуственного наязанный ритм залповой активности: в оветной реакции на повышение Co2 во вдыхаемом воздухе нередко нарушались последовательные реципрокные координационные связи между инспираторными и экспираторными нейронами

Таким образом, торможение карбоангидразы диамаксом представляет отличную модель гиперкапнии, которую можно поддерживать продолжительно время и использовать в условиях недостатка кислорода в окружающей среде.

       В последнее десятилетие работами ряда авторов было показано, что гипокапнию и связанное с ней нарушение дыхания в условиях гипоксии можно предупредить путем торможения активности карбоангидразы диамоксом (8, 2, 4, 3). При инактивации карбоангидразы диамоксом снижается скорость реакции гидратации СО2 в тканях и дегидротации углекислоты в тканях легких. В результате этого в тканях и в крови увеличивается напряжение СО2, что приводит к усиленной вентиляции легких, не вызывая при этом гипокапнического состояния. Благодаря гипервентиляции замедляется падение рО2 и НвО2 в артериальной крови, а рСО2 удерживается в пределах исходных величин. Такое состояние сохраняется в течении 3-4 часов и может поддерживаться повторным введением диамокса в течении нескольких суток. Эти исследования привели к тому, что диамокс стали применять с целью предотвращения возникновения гипокапнии у людей при восхождении на высоту.

Существуют даже мнение, что исследования торможения активности карбоангидразы диамоксом предполагают, до некоторой степени, другой подход к проблеме приспособления дыхания к острой гипоксии (5). Этот вывод сделан на основании изучения внешнего дыхания, газов крови, состава спиномозговой жидкости, мозгового кровообращения. Вместе с тем, механизм усиления легочной вентиляции и функциональное состояние дыхательного центра при этом не изучалось.

В задачу нашей работы входило исследование функционального состояния дыхательного центра и выявление механизма усиления легочной вентиляции при торможении карбоангидразы диамоксом до и во время дыхания гипоксической газовой смесью.

В экспериментах на кошках под нембуталовым наркозом мы узнали функциональные свойства бульбарных дыхательных нейронов и динамику электрической активности межреберных мышц и диафрагмы. Наряду с электрофизиологическими исследованиями мы учитывали показатели внешнего дыхания, кислотно-щелочного баланса, газов крови. Исследуемые величины определялись в норме, после введения диамоксаи при дыхании газовой смесью, бедной кислородом.

После введения животному диамокса реакция внешнего дыхания в течение 20-30 мин. стабилизировалась и принимала специфический в этих условия характер, описанный многими авторами (8, 5, 2).

Особого внимания заслуживают результаты электрофизиологических исследований. Во всех случаях после внутрибрюшинного введения животному диамокса (400-500 мг/кг) отмечали снижение электрической активности межреберных мышц –возникала выраженная диссоциация грудного и брюшного дыхания.

У ваготомированных животных направление реакции дыхательных нейронов и дыхательных мышц при торможении карбоангидразы сохранялось такой же, как и у интактных животных с той лишь разницей, что общий уровень активности дыхательных нейронов и дыхательных мышц после пересечения вагусов значительно увеличивался.

Характерно то, что динамика электрической активности диафрагмальной мышцы четко отражала снижение импульсной активности бульбарных инспираторных нейронов. Такое совпадение изменений дает основание считать, что в этих случаях регистрировали инспираторные нейроны, имеющие прямое отношение к управлению мотонейронами диафрагмальной мышцы.

Увеличение легочной вентиляции при одновременном снижении активности инспираторных нейронов, на первый взгляд, казалось парадоксальным явлением. Однако после долгих поисков в разных ядрах дыхательного центра нам удалось обнаружить инспираторные нейроны, импульсная активность которых под действием диамокса не снижались, а, наоборот, усиливались. Изменение импульсной активности этих бульбарных нейронов отражались в динамике электрической активности межреберных мышц. Увеличенная эфферентация к межреберным мышцам приводила к резкому усилению грудного дыхания, что и обеспечивало в течении всего времени действия диамокса высокую легочную вентиляцию.

Вдыхание гипоксимической газовой смеси (10% О2 в N2) на этом фоне вызывало дальнейшее увеличение легочной вентиляции (рис 1). Обычно гипоксия вызывает усиление активности инспираторных и снижение активности экспираторных нейронов.

Рис. 1. Изменения показателей внешнего дыхания рН и газов

артериальной крови при дыхании гипоксической газовой смесью

            Однако в данных условиях повышение легочной вентиляции обуславливалось выраженным усилением импульсной активности не только инспираторных, но и экспираторных нейронов продолговатого мозга (рис. 2).

 

В данном случае нарушение последовательной реципрокной связи между этими группами дыхательных нейронов приводило к активному усилению вдоха и выдоха и может оцениваться как одна из приспособительных реакций дыхательного центра.

Опыты показали, что даже острая продолжительная гипоксия, развивающийся на фоне инактивированной карбоангидразы, не вызывали нарушения ритмической деятельности дыхательных нейронов и перехода от нормального к специфическому для гипоксии, периодическому типу дыхания.

Высокий уровень легочной вентиляции, замедление падения рО2 и SaO2 артериальной крови, наличие нормокапнических величин рСО2, улучшение мозгового кровообращения - все это лучшему снабжению мозга кислородом в условиях гипоксии. Это, в свою очередь, нормализует ритмическую деятельность дыхательного центра и повышает устойчивость организма к гипоксии.

Полученные нами результаты и данные литературы позволяют говорить, торможение активности карбоангидразы диамоксом может быть использовано как модель гиперкапнии в начальном периоде адаптации к гипоксии.

Длительное торможение карбоангидразы диамоксом, как показали наши и литературные данные к отрицательным эффектам не только при гипоксии, но и при нормоксии. Следует учитывать, что при инактивации карбоангидразы увеличивается рСО2 в тканях и в артериальной крови. Часть молекул СО2 соединяются с гемоглобином и с аминами. В крови образуются в большом количестве карбаминовые соединения (4). С увеличением карбаминов в крови общая кислородная емкость крови снижается. Наряду с этим торможение активности карбоангидразы диамоксом приводит к нарушению дыхания. Резкое снижение активности диафрагмы затрудняет дыхание, ухудшает смешиваемость газов в разных частях легких и ведет к нарушению кровообращения. Известно, что диафрагму считают вторым «сердцем», так как она своим активным движением способствует притоку крови от брюшной полости к сердцу.

Таким образом, возникающие в результате торможения активности карбоангидразы нарушения, в конечном счете, приводят к дыхательной недостаточности и к кислородному голоданию органов и тканей, в том числе и мозга, при наличии нормального рО2, SaO2 и нормакапнических величин СО2 в артериальной крови.

Анализ электрофизиологических данных показал, что обнаруженные нами в условиях инактивированной карбоангидразы «тормозящиеся» и «активирующиеся» бульбарные нейроны весьма сходных с бульбоспинальными нейронов дорзального и вентрального респираторных ядер продолговатого мозга, описанными Бианши с соавторами (1). Более устойчивыми к диамоксу оказались бульбоспинальные нейроны, активность которых совпадала с динамикой электрической активности межреберных мышц. Это дает основание предполагать, что бульбоспинальные нейроны дорзального и вентрального респираторных ядер отличаются не только функционально и по локализации, но, возможно, такие и по количественному и качественному содержанию фермента карбоангидразы. Данные последних лет указывают на существование «высокоактивного» и «низко активного» изоэнзимов карбоангидразы (6).

В настоящее время установлено, что «высокоактивная» форма карбоангидразы более чувствительна к диамоксу, чем «низко активная». Следовательно в зависимости от количественного и качественного содержания изоэнзимов в дыхательных нейронах и прилегающих к ним клетках глии, а также в красных кровяных клетках, торможение их диамоксом будет вызывать неоднозначную реакцию дыхательных нейронов, что так отчетливо и выявилось в наших экспериментах.

Есть основание думать, что изменение функциональных свойств дыхательных нейронов и последующее возникновение диссоциации грудного и брюшного дыхания в условиях инактивированной карбоангидразы происходит в следствие возникающих сдвигов метаболических процессов в дыхательных нейронах, в близлежащих клетках глии и красных кровяных тельцах (7). Анализ данных внешнего дыхания, газов крови и кислотно-щелочного баланса показал, что усиленная вентиляция легких после введения диамокса не компенсировала возникающих изменений. Кислотно-щелочной баланс крови сдвигался в кислую сторону. Состояние метаболического ацидоза не устранялось дыхательным алкалозом ни при нормоксии, ни при гипоксии.

Возникающие в результате инактивации карбоангидразы специфические электрофизиологические и функциональные изменения в деятельности дыхательных нейронов дорзального и вентрального ядер продолговатого мозга приводят к возникновению патологического дыхания типа одышки. Проведенные нами эксперименты на животных и литературные данные, полученные в исследованиях на людях, позволяют считать, что торможение активности карбоангидразы диамоксом может служить характерной экспериментальной моделью одышки, при которой нарушения внешнего дыхания и их восприятие в основе своей определяются одними и теми же механизмами-сдвигами метаболических процессов на клеточном уровне (9,7).

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

Амбросимов В.Г. “Нарушение регуляции дыхания” Москва “Медицина” 1990

Бреслов И.С Паттерны дыхания. Наука. Москва, 1986.

 Глебовский В.Д. Руководство по физиологии. Физиология дыхания. Наука. Л., 1973. Стр. 115-150.

Сафонов В.А Нейрофизиология. Наука. Москва, 1987.

Bianchi A. etal. Actaneurobiol. Exp. 1973. Р. 33, 319.

Cain S. Proc. Soc. Exp. Boil. 1960. Р. 7, 106.

Cain S., Dunn F., Appl J. Physiol. 1965. Р. 20, 882.

Cain S., Otis A., Appl J. Physiol. 1961. Р. 16, 1023.

Carter E., Clark R., Appl J. Physiol. 1958. Р. 13, 42, 52.

Carter M. Biol. Rew. 1972. Р. 4, 47, 465.

Giacobini E. J. newrochem. 1962. Р. 9, 169.

Tomaschefskiy J. et al. Amer. J. Physiol. 1954. Р. 177, 451.

 

Kurambaev Ya.B.

Doctor of Medical Sciences

Tashkent State Dental Institute

(Republic of Uzbekistan, Tashkent city)

 

Tangirov A.L.

assistant

Tashkent State Dental Institute

(Republic of Uzbekistan, Tashkent city)

 

Karimova Z.Kh.

Candidate of Medical Sciences

Termez branch

Tashkent Medical Academy

(Republic of Uzbekistan, Termez)

 

THE FEATURES OF RESPIRATION REGULATION

UNDER CONDITIONS OF CARBOANHYDRASE BRAKING

 

 Abstract: the paper deals with the effect of the drug Diamox on the regulation of respiration and inhibition of the enzyme carbanhydrase. And also the study of the functional state of the respiratory center under conditions of inhibition of carbonhydrase by diamox.

 

Keywords: carbonic anhydrase, hypercapnia, hypoxia, central regulation of respiration, diamox.

  


Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №12 (45) том 1

  


Ссылка для цитирования:

Курамбаев Я.Б., Тангиров А.Л., Каримова З.Х. ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ В УСЛОВИЯХ ТОРМОЖЕНИЯ КАРБОАНГИДРАЗЫ // Вестник науки №12 (45) том 1. С. 167 - 176. 2021 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/4984 (дата обращения: 02.11.2024 г.)


Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/4984



Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com


Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2021.    16+




* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.