Кислотно-основные и газотранспортные свойства крови новорожденных детей в условиях Европейского Севера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.13, кандидат биологических наук Потапова, Татьяна Анатольевна

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Потапова, Татьяна Анатольевна

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Особенности адаптации детей при рождении.

1.2. Кислотно-основные свойства крови новорожденных.

1.3. Газотранспортные свойства крови.

1.4. Показатели энергообмена детей до и после рождения.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Забор проб крови из пупочных сосудов.

2.2.2. Проведение анализов.

2.2.3. Получение расчетных данных.

2.3. Статистическая обработка полученных результатов.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Показатели артериальной и венозной крови из пупочных сосудов.

3.1.1. Кислотно-основные свойства крови.

3.1.2. Газотранспортные свойства.

3.1.3. Показатели энергообмена.

3.2. Показатели крови детей, родившихся в разное время года.

3.2.1. Кислотно-основные свойства крови.

3.2.2. Газотранспортные свойства.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физиология», 03.00.13 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кислотно-основные и газотранспортные свойства крови новорожденных детей в условиях Европейского Севера»

Актуальность исследования. Кислотно-основные и газотранспортные свойства крови обеспечивают нормальную жизнедеятельность организма человека и животных. Буферные системы принимают участие в поддержании гомеостазиса, от транспорта газов зависит уровень энергообмена. Наиболее ярко проявляется значение важнейших функций крови в критических периодах жизни, к числу которых относится момент рождения, связанный с необходимостью реагировать на новые условия жизни.

Проблема адаптации человека к условиям окружающей среды, актуальная с теоретической и практической точек зрения, рассматривается в большинстве работ применительно к организму взрослого, уже сложившегося человека [4, 47, 94, 95]. Между тем, в процессе развития до рождения, а затем при встрече ребенка с новой окружающей средой при рождении, действуют механизмы адаптации, которые в силу относительной незрелости морфофункциональных систем отличаются от известных для организма взрослого [10,11,40,42].

На основании анализа имеющейся литературы следует, что большинство важнейших закономерностей физиологии плода и новорожденного раскрыты главным образом в экспериментах на животных [10, 135, 149]. Известны результаты многочисленных экспериментов, которые проводились в зарубежных и отечественных лабораториях под руководством Баркрофта Дж., Аршавского И.А., Персианинова J1.C., Иржака Л.И. и других ученых. Получены сведения о видовых особенностях формирования свойств крови до и после рождения животных в зависимости от степени их зрелости при рождении, состояния материнского организма, условий циркуляции крови между плодом и плацентой. Применительно к человеку данных такого рода значительно меньше, вероятно, из-за трудностей проведения экспериментов.

Для фундаментальной физиологии и клинической практики представляется необходимым анализ функциональных резервов организма новорожденного, за счет которых после рождения обеспечивается перестройка систем дыхания, кровообращения и других. В числе функциональных резервов следует прежде всего отметить уровень энергообмена, зависящий от соотношений между аэробным и анаэробным способами получения энергии, артерио-венозные различия (АВР) между компонентами крови с учетом индивидуальных особенностей, зависимость от сезонов. Эти вопросы применительно к новорожденным нуждаются в комплексных исследованиях с привлечением новейших способов лабораторной диагностики.

Известный английский физиолог Джозеф Баркрофт в монографии «Основные черты архитектуры физиологических функций» подчеркнул, что «всякая адаптация есть интеграция», имея в виду сложность взаимосвязей всех систем организма при его взаимодействии с окружающей средой. Значительную роль в интеграции играют жизненно-важные свойства крови, связанные с поддержанием гомеостазиса, обеспечивающие питание и дыхание клеток и тканей [14].

В настоящее время соотношения и корреляции, относящиеся к кислотно-основным и газотранспортным свойствам крови, разработанные для взрослого человека, используются также при построении программ для получения расчетных данных о важнейших функциях крови детей [104]. Однако, показатели крови новорожденных и взрослых характеризуются целым рядом отличий [61, 65, 83, 149], отчего требуется разработка корреляций с учетом специфики организма детей раннего возраста.

Имеются данные о том, что процессы адаптации к новым условиям длятся у человека до полутора десятка лет, вплоть до полового созревания [151]. В связи с тем, что антропометрические и функциональные характеристики организма человека изменились за последние полстолетия [48], возникает необходимость проведения современных морфофизиологических исследований, в том числе и показателей крови детей с учетом региональных особенностей их роста и развития в условиях Севера [34, 91, 92, 103]. В ряде работ [19, 21, 22] показаны влияния сезона в период беременности на состояние организма матери, тогда как соответствующих данных о зависимости состояния новорожденных от сезона практически нет.

Несмотря на то, что имеется значительное количество работ по показателям крови новорожденных [13, 40, 50, 98, 117, 118, 133, 134, 169, 192] следует признать, что до сих пор недостаточно раскрыты особенности соотношений между этими показателями, например связи кислотно-основных и газотранспортных свойств крови новорожденных. Нет данных о таких характеристиках энергообмена новорожденных как дыхательный коэффициент (ДК), коэффициент утилизации кислорода (КУК). Отсутствуют сведения о формах гемоглобина в крови и соотношениях между ними у детей при рождении.

Решение этих проблем представляет не только теоретический интерес для возрастной физиологии, но и практически важно для разработки социальных программ, связанных с состоянием здоровья человека при рождении, для медицинской практики.

Цель и задачи исследования. Цель работы - исследовать функциональные показатели крови детей при рождении. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать кислотно-основные и газотранспортные свойства артериальной и венозной крови из пупочных сосудов.

2. Определить уровень артерио-венозных различий (АВР) между показателями крови детей до начала легочного дыхания.

3. Установить особенности энергетического обмена у новорожденных детей.

4. Исследовать показатели крови детей, родившихся в разное время года.

Положения, выносимые на защиту:

1. Артерио-венозные различия по кислотно-основным и газотранспортным свойствам крови детей до начала легочного дыхания служат показателем метаболизма в интранатальном периоде онтогенеза.

2. Уровень потребления и коэффициент утилизации кислорода, дыхательный коэффициент и энергетические затраты у детей при рождении свидетельствуют о функциональных резервах организма и об индивидуальных особенностях их расходования в состоянии родового стресса.

3. Кислотно-основные и газотранспортные свойства крови новорожденных детей проявляют зависимость от времени года.

Научная новизна исследования. В результате комплексных исследований определены АВР по важнейшим кислотно-основным и газотранспортным свойствам артериальной и венозной крови из пупочных сосудов детей при рождении.

Впервые установлены уровни корреляций между этими свойствами у новорожденных детей по сравнению с взрослым человеком, отмечены различия между показателями крови детей, родившихся в разное время года. У новорожденных детей определены АВР для четырех важнейших форм гемоглобина (НЬОг, HbCO, HbH, HbMet). По данным о содержании Ог в артериальной и венозной крови определены уровни потребления кислорода (ПК) и энергетических затрат (ЭЗ) у новорожденных детей, определен коэффициент утилизации кислорода (КУК) и показано, что его величина находится практически на таком же уровне, что и у взрослого человека. На основании соотношений между содержанием СО2 и О2 в артериальной и венозной крови рассчитаны значения дыхательного (респираторного) коэффициента (ДК), отражающие индивидуальные особенности энергетического метаболизма. Результаты приведенных исследований позволяют оценить индивидуальную и сезонную изменчивость показателей КОС и газотранспортных свойств крови новорожденных в сравнении с взрослыми, оценить уровни функциональных резервов ребенка при рождении. Данные, полученные в результате проведенных исследований, представляют интерес для проведения дальнейших работ в области возрастной физиологии человека.

Научно - практическая значимость исследования. Значения показателей крови, установленные на основании проведенных экспериментов, представляют интерес в качестве нормативов, при составлении базы данных об уровне здоровья и функциональных резервах человека в зависимости от возраста. Это особенно важно для условий Европейского Севера. Результаты проведенных исследований вносят определенный вклад в дальнейшую разработку представлений о специфике механизмов адаптации новорожденного ребенка к условиям новой среды еще до первого вдоха. Полученные результаты экспериментальных исследований могут быть использованы при оценке резервных возможностей организма, которые расходуются в процессе адаптации к новым условиям дыхания, температурному и световому режиму, условиям питания.

Диссертационное исследование выполнено в соответствии с планами НИР Лаборатории проблем гипоксии СыктГУ по теме: «Мобилизация адаптационных механизмов висцеральных систем человека и животных в условиях Севера». Код ГРНТИ 34.39.53. Приоритетные направления III. П.10 «Технология живых систем». Исследования поддержаны грантами «Университеты России» УР 11.01.024 «Влияние условий Европейского Севера на кардиореспираторные функции человека в критических периодах индивидуального развития» (2004), «Университеты России» УР 11.01.788 «Мониторинг кардиореспираторных функций человека в условиях Европейского Севера» (2005), грантом Министерства образования России Е

02-6.0-18 «Функциональные резервы кардиореспираторной системы человека» (2005).

Применение полученных результатов на практике подтверждается актами о внедрении в Перинатальном центре Республики Коми, в лаборатории проблем гипоксии Сыктывкарского государственного университета (акты о внедрении от 26. 06. 2007г., 11.09.2007г.)

Апробация работы. Основные результаты исследования рассмотрены на научных семинарах лаборатории проблем гипоксии (2004-2007); на «Февральских чтениях» СыктГУ (Сыктывкар, 2005 - 2007); на XIII - XVII Коми республиканских научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Человек и окружающая среда» (Сыктывкар, 2003 - 2007); IV - VI Молодежных научных конференциях Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2005 - 2007); I Съезде физиологов СНГ (Москва, 2005); на I Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2006); на XIII Международном совещании и VI школе по эволюционной физиологии (Санкт - Петербург, 2006); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные аспекты жизнедеятельности человека на Севере» (Архангельск, 2006); XX Съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова (Москва, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 2 статьи и 13 тезисов. 3 работы - в рецензируемых журналах по списку ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 115 страницах машинописного текста, иллюстрирована 19 рисунками и 29 таблицами. Список литературы включает 217 работ, из них 129 отечественных и 88 зарубежных авторов.