Значення нейротрофічного впливу при адаптації скелетних м’язів і рухових функцій до гіподинамії

Сторінка 1

Експериментальне дослідження присвячене вивченню впливу гіподинамії й гіпокінезії на структурно–функціональні властивості скелетних м’язів. Встановлено, що найбільшу чутливість до впливу гіподинамії мають антигравітаційні скелетні м’язи в яких спостерігаються реакції двох типів: атрофія від зменшення впливу гравітації і бездіяльності й перебудова функціонально–метаболічного профілю відповідних фенотипів м’язових волокон. Оба типи реакцій обумовлені послабленням нейротрофічного впливу нервової системи.

Механізми адаптації скелетних м’язів ссавців до гіподинамії в 1980 році вперше були розглянуті в аспекті уявлень про нервовий контроль структурно–функціональної організації скелетної мускулатури [19]. Отримані за останні 20 років дані підтвердили як актуальність даної проблеми, так і перспективи використання цього підходу для аналізу механізмів впливу гіподинамії на скелетні м’язи. Пілотовані польоти великої тривалості ( понад 300 діб) свідчать про те, що при раціональній організації трудової діяльності космонавтів і систематичному виконанні превентивних заходів (фізичних навантажень, спеціального одягу ) людина може не тільки пристосуватися до умов тривалого космічного польоту, але й активно виконувати свої специфічні функції в цих умовах (4). Проте, не дивлячись на постійне удосконалення системи фізичних вправ і навантажень на борту орбітальних станцій, при тривалих польотах в скелетній мускулатурі людини розвиваються зміни, які класифікуються як „ функціональна атрофія” [5].

Для правильного розуміння механізмів зміни рухових функцій, як і інших ефектів гіподинамії у людини, їх дослідження бажано по можливості „ідеалізувати” „звільняти” від втручання, продиктованих турботою про збереження здоров’я космонавтів, і тим самим наближати до ситуації лабораторних досліджень на тваринах. Починаючи з 1973 року, цей принцип був реалізований в систематичних дослідженнях з тваринами на біосопутниках серії „Космос” [6].

Даний аналітичний огляд являє собою узагальнення результатів як власних, так і опублікованих іншими авторами результатів лабораторних досліджень впливу гіподинамії на скелетні м’язи. Аналіз результатів в поєднанні з даними літератури підпорядкований одній меті – визначити, яка роль нейротрофічного контролю в адаптаційних змінах скелетних м’язів, які виникають в умовах гіподинамії.

1. Еволюційні передумови гравітаційної залежності структурно–функціональної організації скелетної мускулатури

Розгляд даного питання є важливим, як це буде видно із подальшого викладу. Тільки „вихід в космос” дав реальні факти для його предметного і всестороннього аналізу. Проте, результати деяких теоретичних викладів, а також еволюційно–фізіологічні дослідження дають певні уявлення проте, в якій мірі руховий апарат наземних ссавців відчув в процесі свого розвитку вплив гравітаційного поля Землі [19].

Можна вважати загальновизнаним, що здатність до пересування в просторі і часі, швидкість, маневреність й економічність рухів є головними факторами прогресу в еволюції живих організмів.

Загальна форма тіла і ступінь асиметрії організму, це похідні від способу і характеру його пересування, що в свою чергу визначається силою і спрямованістю гравітаційного поля Землі. На нашу думку, розвиток симетричних структур, зокрема формування скелету у найпростіших, розпочинається тільки тоді, коли тіло тварин набуває значної маси. Ця думка перекликається з відомим постулатом В.І. Вернадського [3] про різну залежність мікро – і макрооб’єктів від сили земного тяжіння.

Теоретичний аналіз цього питання призводить до гіпотези про те, що еволюція біологічної рухливості – від її найпростіших не м’язових факторів (внутрішньоклітинне переміщення цитоплазми та її органел, амебоподібні рухи, джгутиковий механізм руху ) до сучасних форм руху за допомогою скелетних м’язів – відбувається відповідно до принципу кінетичної досконалості. Коли на відповідному етапі еволюції подальше вдосконалення фізико–хімічних принципів побудови рухів виявилося неефективним з точки зору їх відповідності механічним критеріям ( потреба в швидкості, маневруванні), це призвело до виникнення нової форми рухів–створенню спеціалізованих м’язових клітин. Спеціалізація м’язових клітин на виконання рухової діяльності очевидно стала передумовою виникнення багатоклітинних організмів. Дійсно, як показують еволюційно–фізіологічні дослідження, головні структури нервово–м’язового апарату основні механізми генерації скорочення і його реалізації у вигляді взаємодії актину і міозину вперше знайдені у кишечно–порожнинних – перших в філогенетичному ряді багатоклітинних організмів [16].