Вплив екстремального охолодження (–120ºС) на функціональний стан організму молодих та старих щурів

Abstract

Малі дози стресу чинять позитивний вплив на системи саморегуляції організму, готуючи його до навантажень з більшою інтенсивністю. В якості такого «м’якого» підготовчого стресу може застосовуватися загальне екстремальне охолодження (–110…–180°С). У той же час відомо, що в процесі старіння відбувається зменшення адаптаційного потенціалу живого організму. Поряд зі структурною деградацією знижуються фізіологічні показники. Організм стає більш сприйнятливим до різних екзо- і ендогенних факторів, підвищується стресове навантаження, що призводить до виникнення захворювань, супутніх старінню, і, в кінцевому підсумку, до смерті. У зв’язку з вищезазначеним, метою роботи було вивчення дії ритмічних екстремальних (‑120°С) холодових впливів (РЕХВ) на функціональний стан організму молодих і старих щурів. Дослідження було проведено на безпородних білих молодих (6 місяців, 14 тварин) і старих (24 місяці, 10 тварин) щурах-самцях. Тварини були розділені на дві підгрупи: перша – інтактні тварини; друга – експериментальні тварини, яким проводили РЕХВ. РЕХВ проводилися у кріокамері для охолодження експериментальних тварин. Усього щурів охолоджували 9 разів по 2 хвилини за температури ‑120°С. Функціональний стан організму щурів оцінювали за даними спектрального аналізу варіабельності серцевого ритму (ВСР), який проводили за допомогою програми «Полі-Спектр-Ритм» («НейроСофт»,Росія) після 3, 6, 9 сеансу РЕХВ, а також через тиждень і місяць після останньої процедури охолодження. При проведенні молодим тваринам спектрального аналізу ВСР встановлено, що після 3, 6, 9 процедури охолодження, та у віддалені терміни спостереження підвищувався рівень загальної потужності спектру нейрогуморальної регуляції (ТР) по відношенню до контрольних показників. Найбільші значення загальної потужності спектра мали місце через тиждень і місяць після останнього сеансу РЕХВ. Збільшувалася активність симпатичного і парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи (ВНС), а також гуморального ланки регуляції. Застосування РЕХВ у старих тварин викликало збалансоване підвищення активності всіх регуляторних ланок на початкових термінах спостереження, проте через місяць підвищеними залишалися лише показники гуморально-метаболічних впливів на динаміку серцевого ритму, що забезпечують адаптивно-компенсаторні реакції організму в старості. Таким чином, можна припустити, що застосування РЕХВ здатне активувати власні гомеостатичні регуляторні системи, ступінь «зношеності» яких визначається віковими особливостями.

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Small doses of stress exert a positive influence on the self-regulation system of the body, preparing it for loads of greater intensity. Extreme (‑110…‑180°С) whole-body cooling can be applied as such a “soft” preparing stress. At the same time, it is known that the adaptive potential of the body diminishes during aging. Along with a structural degradation, physiological parameters decline too. The body becomes more susceptible to various exogenous and endogenous factors, the stress load increases, which leads to diseases related to aging, and ultimately to the death. In connection with the above, the purpose of the investigation was to study the impact of rhythmic extreme (‑120°С) whole-body cooling (RE WBC) on the functional state of the body in young and old rats. The investigation was performed in white young (6-month-aged, 14 animals) and old (24-month-aged, 10 animals) outbred male rats. The animals were divided into two subgroups: the first one was the intact animals; second one was the test animals who underwent RE WBC. RE WBC were done in cryochamber for cooling of experimental animals. In total, the animals were exposed to cooling 9 times by 2 min at –120°C. The functional state of the body was assessed by the data of spectral analysis of heart rate variability (HRV), which was performed using Poly-Spectrum-Rhythm software (Neurosoft, Russia) after the 3rd, 6th , 9th RE WBC session as well as in a week and a month after the last cooling. Spectral analysis of HRV in young rats after the 3rd, 6th, 9th cooling procedure as well as at the distant terms showed that the spectrum total power (TP) of neurohumoral regulation increased versus the control indices. The highest values of spectrum total power were identified in a week and a month after the last RE WBC session. Increased activities of the sympathetic and parasympathetic division of the autonomic nervous system (ANS), as well as of the humoral link of regulation took place. The use of RE WBC in old animals led to the balanced increased activity of all of the regulatory units during the initial observation period, but a month after the cooling only the indices of the humoral-metabolic effects on heart rate dynamics were enhanced, providing adaptive-compensatory reactions of the organism in old age. Thus, we can assume that the use of RE WBC able to activate own homeostatic regulatory systems, the degree of “deterioration” of which is determined by the age features.