Романов - Биологическое действие вибрации и звука - 1991, страница 16

Прирост количества фосфата в единицу времени означает усиление интенсивности процесса дефосфорилирования и, следовательно, повышения АТФазной активности. Прекращение растяжения приостанавливало прирост неорганического фосфата. Если блокировать АТФазу реактивов ЕДТА то, естественно, в атом случае растяжение не вызывает увеличения неорганического фосфата. Кроме повышения АТФазной активности при растяжении мышц наблюдается генерация биопотенциалов.

Возникновение тока действия объясняется нарушением структуры мембран, в результате чего нарушается ионное равновесие, что н создает разность потенциалов. Проведены тщательные исследования деформации мышц лягушки ин внтро. Оказалось, что существует определенный порог деформации, за которым следуют, вероятно, и пороговые физиологические сдвиги. Порог ' Повышение сорбпин прижизненных красителей клетками является признаком их повреждения. 74 деформации измеряется в микрометрах, среднее его значение в мышце лягушки составляет й.б мкм. По мнению некоторых исследователей, эта величина порога довольно постоянна.

Скорость проявления деформации составляет 1 — 2 мл/с. Интересные исследования проведены на мышцах наркотизированных кошек. Несмотря на наркотизацию, обнаруживаются спонтанные импульсы, снимаемые с отходящего нерва. Растяжение мышцы повЫшает чувствительность к вибрации. Однако это зависит от исходного уровня спонтанной активности: если он высок, то дополнительное растяжение тормозит синхронизацию импульсов с частотой вибрации; если исходный уровень низкий, тогда синхронизация повышается.

Было обнаружено, что в ответ на вибрацию мышцы не при всех частотах удается наблюдать потенциалы, снимаемые с соответствующего нервного волокна, иннервирующего мышечное веретено. В диапазоне вибрации с частотой 25— 500 Гц наблюдается несколько провалов, когда снимаемый потенциал либо намного меньше максимального, либо полностью отсутствует. Результаты исследования дают основание сделать вывод, что характер реакции в ответ на вибрацию определяется структурой мышечного веретена, ее физическими и механическими свойствами: вязкостью, эластичностью, Показано, что максимальная величина потенциала наблюдается при вибрации с частотами 100 — 200 Гц.

Это может быть объяснено лишь наличием структур, для которых частоты вибрации являются резонансными. Аналогичные исследования проведены на сгибателе пальцев лягушки. Дистальный конец мышцы крепился к мембране, через которую задавалась вибрация. Исследовалось действие низкочастотной вибрации в пределах 4 † Гц.

На наркотизироваиных животных показано, что в результате вибрации в мышечном веретене возникают групповые импульсы, причем с увеличением частоты вибрации число групповых импульсов уменьшается. До сих пор мы говорили о генерации спайкового потенциала при вибрации мышц, но, вероятно, бегущий импульс является частным случаем эффекта вибрации мышцы; наряду с этим имеются и стойкое возбуждение, и электротоническая передача действия вибрации, приводящая к тоническому сокращению. Такая безимпуль- сная сигнализация наблюдается при растяжении мышцы ноги краба. Последствия прямого действия вибрации наблюдаются и на субклеточных н даже на молекулярных структурах.

Так, в нашей лаборатории подвергали вибрации суспензню митохондрий с частотами 25, 50, 150, 200 и 300 Гц, с ускорением 5 д 20 мин. Показателями реакции служили интенсивность поглощения О, и эстерофикация неорганического фосфата. Оказалось, что вибрация частотой 100 Гц и ускорением 5 и значительно (в среднем на 25 %) подавляет потребление Оз. Вибрация с частотами 150 — 200 Гц несколько повышает интенсивность потребления кислорода. Заслужи.

вает внимания удивительный факт, наблюдаемый в этой серии опытов, Вибрация с частотой 100 Гц достоверно и очень значительно (до 50 ч~~) повышает резистентность мышцы к высокой температуре (см. рис. 3). Удивительным является то обстоятельство, что при этих условиях вибрации поглощение кислорода митохондриями подавляется. Значит, повышение резистентности, которая, казалось бы, должна быть связана с повышением потребления кислорода, в данном случае с ним не связана.

Вибрации подвергали также клетки костного мозга и судили о результатах по митотическому индексу. Показано, что вибрация в широком диапазоне частот (20, 70, 150, 200, 500, 800, 1000 Гц) значительно подавляет митотическую активность, клетки перестают делиться. Г!одвергали вибрации изолированные мышцы с частотой 25 Гц и затем из этих мышц экстрагировали белок — актомиозин и определяли его ферментативную активность. Оказалось, что в результате вибрации мышцы ее белок потерял способность расщеплять АТФ. Результаты проведенных опытов показывают, что вибрация затрагивает фундаментальные основы жизни клетки: размножение, способность к репарации, резистентность, ферментативные свойства ее белка и другие морфофизиологические процессы (см.

схему). В этих опытах наблюдаются два интересных и важных факта: во-первых, эффект вибрации в значительной степени зависит от ее частоты. Так, резистентность мышцы прн 100 Гц повышается, а при 25 Гц подавляется.Каждая структура, как надо полагать, имеет свою резонансную частоту, к которой она особенно чувстви- тельна. Во-вторых, это — зависимость эффекта вибрации от ускорения. И здесь наблюдается своеобразное парадоксальное явление. Так, резистентность мышц подавляется при 25 Гц и ускорении 5 н. Но, если увеличить ускорение (интенсивность), например в 2 раза, ()О и), то, казалось бы, эффект тоже должен увеличиться примерно вдвое, в действительности же эффект вибрации вообще отсутствует (рис, 7).

Что любая био- ой 100 100 100 т Р б 7 Риц 7. Изменении резистентностн мышц крыс в зависимости от интенсивности иибрации. По осо обоциос — ускореоке; ло осо ордилот— резнстентность (% к контролю) логическая структура особо чувствительна к своей резонансной частоте, подтверждается во всех проведенных нами опытах. Так, для актомиозина резонансной частотой является 200 Гц. Поэтому, в каком бы состоянии белок ни находился: в растворе, в мышце, в организме — во всех случаях вибрация с частотой 200 Гц подавляет его активность (рис, 8).

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ВИБРАЦИИ Следует иметь в виду, что изменения той или иной функциональной системы в результате действия вибрации являются отражением определенных морфологических изменений. К сожалению, современные методы исследования структурных нарушений клеток и тканей организма, подвергавшихся вибрации, не дают возмож- гу уао лйу уоогк Рис.

8. Резонансный эффект действия вибрации иа живые структуры различных уровней организации à — целый организм, 2 —. мышца, 3 — гомогенат, т'— белок. Остальные обозначения — в тексте. ности вести наблюдения за изменениями ин ситу. Поэтому соответствующих данных о морфологических изменениях в организме при действии вибрации крайне мало. Наиболее ярко выраженные изменения в органах наблюдаются при действии низких частот, но при больших ускорениях. Такая вибрация часто приводит к смертельному исходу. С помощью Х-лучевой кинематографии изучали смешение органов кошки, подвергавшейся вибрации. При этом исходили из предположения, что наиболее опаснымн для жизни являются смещения сердца, легких.

Максимальное смещение сердца наблюдается при 12 — 18 Гц. При этих же частотах наблюдались кровоизлияние в легких, капиллярный застой в почках. Вообще кровоизлияние под действием вибрации наблюдалось рядом авторов, в частности в легких у мышей при вибрации с частотой 15 — 25 Гц и ускорении 10 и. При вибрации собаки с частотой 46 Гц, амплитудой 2 мм, по 30 мин ежесуточно в течение 1О сут наблюдались: кровоизлияние в сердце, фрагментация мышц, зернистое перерождение мышечных волокон, дискомплексация печеночных балок, расширение капиллярного русла, пролиферация эндотелия кровеносных сосудов, В почках видно набухание эндотелия сосудистых клубочков, гиперхроматолиз ядер, вакуолизация и дистро- тв фия эндотелия извитых канальцев. В щитовидной железе фоликулярный эпителий слущивается, в нем отмечается разжижение коллоида.

В надпочечниках наблюдается некробиоз клубочковой зоны. Вероятно, нет морфологических систем организма, которые не были бы нарушены вибрацией. В этом проявляется особо угрожающее ее действие. Проведенный еще в начале 60-х г. советскими учеными рентгеноскопический анализ органов и тканей организмов, подвергавшихся систематическому действию вибрации, показал, что в первую очередь наблюдаются изменения в суставах и костях.

Проведены обширные обследования рабочих — обрубщиков металла. Прн этом были отмечены такие наиболее характерные нарушения: появление островков уплотнения эностазов, мелких кистозных образований, деформация суставов, значительное их обызвествление. При более тяжелых стадиях вибрациониой болезни наблюдается истончение и отторжение костных фаланг. Важно отметить при этом параллелизм заболевания: деструкция костей, полииеврит и нарушение микроскопической структуры мышц, иногда их перерождение. Возможно, однако, что первоисточником или первопричиной всех последующих патологических процессов является нарушение сосудистой системы. По данным болгарских ученых Г.

Коджиденова и П. Герасимова П969), в зависимости от характера выполняемой работы различают 4 вида костно-суставных заболеваний: 1) кистевидные изменения, аностазы в мелких костях запястья; 2) изменения в сухожилиях в мышцах, в местах их прикрепления к костям; 3) эпифазы длинных трубчатых костей, острые хондрозы и острые некрозы; 4) периартикулярные обызвествления. По мнению авторов этих исследований, данное заболевание ие связано со стажем работы по этой профессии.