научная статья по теме ВЛИЯНИЕ МЕСТНЫХ БАРОМЕТРИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОРОГИ КОЖНЫХ ТЕРМООЩУЩЕНИЙ Биология

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ МЕСТНЫХ БАРОМЕТРИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОРОГИ КОЖНЫХ ТЕРМООЩУЩЕНИЙ»

СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2004, том 18, № 1, с. 56-64

КОЖНАЯ ^^^^^^^^^^^^

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

УДК 612.014.41/43+612.79/15+612.882

ВЛИЯНИЕ МЕСТНЫХ БАРОМЕТРИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОРОГИ КОЖНЫХ ТЕРМООЩУЩЕНИЙ

© 2004 г. В. Э. Диверт

Государственное Учреждение НИИ физиологии СО РАМН 630117 Новосибирск, ул. Ак. Тимакова, 4 Поступила в редакцию 26.05.03 г.

Исследовано влияние слабых местных барометрических воздействий на температурную чувствительность предплечья руки, помещенной в барокамеру Кравченко. При повышении барометрического давления на 20 мм рт. ст. пороги термоощущений быстро (менее чем за 30 с) возрастают. После прекращения 9-10-минутной барометрической нагрузки пороги термоощущений медленно снижаются. Последующее воздействие пониженным барометрическим давлением (-20 мм. рт. ст.) вновь резко снижает локальную температурную чувствительность. Анализ изменений системного давления крови, локальной температуры и теплопроводности кожи предплечья, а также динамики кровенаполнения кожи конечности позволяет полагать, что в механизме модуляции термочувствительности принимают участие процессы изменения локального кожного кровенаполнения, тонуса и проницаемости сосудистых стенок.

Ключевые слова: кожа, скорость кровотока, температурная чувствительность, действие тепла и холода, действие атмосферного давления.

ВВЕДЕНИЕ

Согласно распространенной среди зарубежных исследователей точке зрения, сенсорный аппарат кожной температурной чувствительности составляют специализированные свободные нервные окончания (Неше1, 1981; ^о, 1985). Вместе с тем единственная попытка морфологической идентификации кожных холодовых терморецепторов, предпринятая Хензелем с соавторами три десятилетия назад (Неше1 е! а1., 1974), до настоящего времени не получила подтверждений. Также не определен чувствительный аппарат тепловой рецепции.

Предметом дискуссий остается и функциональная специализация термоафферентов, что в значительной степени связано с признанием их полимодальности, в частности, наличием у них сопряженной механочувствительности. При этом отечественные специалисты подчеркивают ведущую роль механочувствительных нервных окончаний кожи в выполнении функции температурного восприятия через термозависимые свойства кожного коллагена (Зевеке, 1976, 1991; Малышева, Зевеке, 1995). Другие специалисты отмечают, что все исследованные ими терморецепторы дополнительно обладают чувствительностью к механическим раздражениям и предпринимают попытки их классифицировать с учетом дуальности свойств (Клейнбок, 1990). Представления о ведущей роли механического фактора во всех видах кожных ощущений (тактильных, болевых, темпе-

ратурных) (ваугЛоу е! а1., 1996) и о возможности для одной термочувствительной структуры принимать участие в формировании ощущений тепла и холода (Цирульников, 1977) сочетаются с альтернативным мнением о высокой специфичности термочувствительных нервных окончаний (Иванов, 1990; Козырева, 1991). В монографии по физиологии терморецепции О. П. Минут-Сорохтина, на основании результатов многолетних исследований руководимого ею коллектива кафедры физиологии Петрозаводского университета, обосновывает возможность выполнения функции температурного восприятия рецепторами, расположенными в стенках кожных и подкожных сосудов (Минут-Сорохтина, 1972). Собственные исследования импульсной активности чувствительных к температуре кожных афферентов у крыс свидетельствуют, что фоновая частота их очень низка (менее чем 0.06 имп/с), но резко возрастает до типичных значений в несколько импульсов в секунду после механического прислонения к коже термода (Диверт, 2000). Подобное неопределенное состояние вопроса о функциональной специфичности чувствительных к температуре нервных окончаний в коже требует проведения дополнительных исследований, которые могли бы помочь в его разрешении.

В данной работе исследовано влияние барометрического давления, прикладываемого к конечности человека, на пороги появления локальных температурных ощущений.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

В обследованиях использовали стандартную барокамеру В.А. Кравченко для конечностей (Завод "Технолог", г. Москва), куда помещали исследуемую руку. Для исключения пережима кровеносных сосудов герметизацию входа в барокамеру проводили посредством переходного полиэтиленового чулка, край которого приклеивали к коже плеча лентой лейкопластыря. При этом рука свободно лежала на специальной подложке из пенопласта с вмонтированным в нее рабочим элементом термостимулятора.

В ходе обследования непрерывно регистрировали: температурные пороги появления локальных термоощущений, а также температуру и теплопроводность кожи на средней части внутренней стороны предплечья. Порядок обследования состоял из 10-20-минутных периодов записи показателей в исходном состоянии при текущем естественном атмосферном давлении и 5-10-минутных отрезков при повышенном на +20 мм рт. ст. местном барометрическом давлении, естественном атмосферном давлении, пониженном на -20 мм рт. ст., и вновь при естественном атмосферном давлении. Выбор величины барометрических нагрузок основывался на том, что внешние давления ± 20 мм рт. ст. близки к возможным внутрисосудистым его изменениям при ортоста-тических нагрузках на область предплечья за счет естественных движений рук. Они минимально достаточны для проявления местных гемодинамиче-ских реакций (Holloway et al., 1976; Petersen, Sin-drup, 1990) и не вызывают системных реакций кровообращения (Катков и др., 1981; Nishiyasu et al., 1998).

Пороги температурных ощущений на коже предплечья измеряли с помощью специального электронного термостимулятора, управляющего полупроводниковой термобатареей - термодом. Известно, что на величину порогов термических ощущений влияет площадь поверхности термода и скорость нарастания термостимулов (Kenshalo, 1990). Показано, что для кожи предплечья достаточно площади раздражения в 10 см2 (Kenshalo, 1990), что и было использовано в данной работе. Для улучшения передачи тепла в кожу поверхность термода покрывали тонким слоем глицерина. Использовали непрерывные линейно изменяющиеся термостимулы обеих полярностей. В зарубежной литературе этот метод обычно называют методом MarStock (Yarnitsky, 1997). Суть метода состоит в том, что предварительно проинструктированный испытуемый нажимал кнопку в момент появления локального ощущения, например теплого, и при этом направление изменения термостимула сменялось на противоположное до появления ощущения прохладного, где после нажатия кнопки вновь менялось направление стимула и

Температура термода, °C

Время, мин

Рис. 1. Пример записи порогов появления температурных ощущений на коже предплечья при изменениях местного барометрического давления у одного из обследованных лиц.

так далее. Результаты изменений температуры термода выводились на ленту самописца фирмы Беекшап, а точные величины пороговых температур на момент нажатия кнопки последовательно отображались на цифровом табло прибора, что позволяло вести протокол вручную. Точность измерения порогов термоощущений составляла ± 0.1°С, а чувствительность (соотвественно величине разрешения цифрового термометра) -0.02°С. Скорость изменения температуры поверхности термода поддерживали строго постоянной +0.2°С/с или -0.2°С/с. Выбор скорости сделан на основе специально проведенного исследования, где показано, что при ± 0.2°С/с минимизируется межпороговый интервал кожных термоощущений (Диверт, 2002).

В качестве примера на рис. 1 приведен отрезок записи одного из наблюдений.

Температуру кожи измеряли, используя стеклянный микротермистор типа МТ-54 конструкции В.Г. Карманова (ЭПМ АгроНИИ, г. Санкт-Петербург), оформленный в специальный держатель, который обеспечивал постоянный прижим к коже с силой 2 г на площади 12 мм2 и сохранял естественные условия теплообмена между кожей и окружающим воздухом на участках, непосредственно прилегающих к датчику.

Для непрерывного измерения теплопроводности кожи применяли специально сконструированное устройство, использующее метод терморазведения, предложенный А. Диттмаром с соавторами (БШшаг е! а1., 1982). По изменению теплопроводности судили об изменениях локального кожного кровотока. Устройство работало по принципу введения локальной тепловой метки на участке кожи диаметром 7 мм и автоматического ее поддержания на уровне +0.5°С относительно тонкого серебряного кольца, также расположенного на

коже и радиально отстоящего от границы участка подогрева на 2 мм. Разность температур между нагреваемым участком и кольцом измерялась термобатареей из 24 спаев медьконстантановых термопар, выполненных из проводов диаметром 0.07 мм и равномерно распределенных по окружности нагревателя и кольца. В качестве показателя теплопроводности использовали мощность электрического тока, подводимую к нагревателю. Ее величина отображалась на цифровом табло и выводилась на самописец. Калибровку устройства проводили согласно рекомендациям Ä. Бартона (Burton, 1940), с использованием жидкостей, имеющих близкие к граничным для кожи величины коэффициента теплопроводности (к) при минимальном (глицерин, к = 6.8 х 10-4 кал см1 с1 град-1) и максимальном (вода, к = 14 х 10-4 кал см-1 с-1 град-1) кровоснабжении.

Для объективного определения системной реакции кровообращения до и во время барометрического воздействия проводили измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений с использованием автоматизированного устройства М-01 из комплекса аппаратуры авиационного врача nÄB-01 (Завод p3mä, г. Львов). Погрешность измерения артериального давления составляла ± 5 мм рт. ст.

Обследования проводили в течение февраля и марта месяцев с 10 до 11 часов дня в условиях изолированной комнаты объемом 46 м3 при естественной конвекции и средней температуре воздуха 25 ± 1°С. Относительная влажность воздуха в периоде наблюдений составила в среднем 75 ± 2%, а величины атмосферного давления были равны 746 ± 3.3 мм рт. ст. Всего обследовано 10 мужчин-добровольцев со средним возрастом 33.8 ± 4.1 лет, весом 70.8 ± 4.3 кг и ростом 175.8 ± 2.7 см. Обследуемые были легко одеты, их не менее 1 ч выдерживали в усл

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком