Роль лимфатической системы при физических нагрузках

Аннотация

Определение роли и функции различных систем при адаптации организма к мышечной деятельности как к одному из мощных и эволюционно древних факторов внешней среды давно привлекает внимание исследователей. В то же время реакция лимфатической системы (ЛС), которая является неотъемлемой составной частью сердечно-сосудистой системы и участвует в процессах обеспечения постоянства внутренней среды организма, до настоящего времени не изучалась достаточно глубоко и целенаправленно в условиях воздействия на организм физических нагрузок. Поскольку сокращение скелетной мышцы, а тем более интенсивная мышечная деятельность вызывают определенное «возмущение» в физиологических системах, то вполне закономерно встает вопрос о роли и функции ЛС в срочной и долговременной адаптации организма к физическим нагрузкам.

Полный текст

Данное исследование преследовало следующие задачи:

1. изучить особенности изменений лимфодинамики, микролимфоциркуляции нетренированного и тренированного (адаптированного к интенсивным физическим нагрузкам) организма при физических нагрузках (ФН) различной интенсивности;
2. выявить зависимость уровня физической работоспособности от состояния лимфоциркуляции;
3. определить участие ЛС в регуляции белкового, ферментного и электролитного гомеостаза нетренированного и тренированного организма;
4. выяснить участие ЛС в нейрогуморальном обеспечении процесса адаптации организма к ФН.

Исследования в остром и хроническом экспериментах проводили на 89 собаках, 200 белых крысах и 100 морских свинках. Однократную ФН на собак дозировали бегом на тредбане в течение 60 минут со скоростью 15 км/ч, а 'на крыс и морских свинок — плаванием в ванне. Физическую тренировку достигали воздействием ФН 5—6 раз в неделю в течение 3 месяцев. Лимфу получали путем канюлирования грудного лимфатического протока в шейном отделе с использованием Т-образных канюль, а также по методике, описанной М. М. Миннебаевым и соавт. [1]. О состоянии центральной лимфодинамики судили по количеству лимфы, выделяющейся из грудного лимфатического протока за единицу времени с учетом массы тела животного. Микролимфоциркуляцию изучали методом витальной микроскопии микроциркуляторного русла брыжейки тонкой кишки крыс. Полученный экспериментальный материал подвергали статистической обработке на ПЭВМ IBM PC/XT с помощью прикладного пакета статистических исследований фирмы «МКС + ».

Исследования показали, что мышечная деятельность сопровождается значительными изменениями в процессах лимфообращения, микролимфоциркуляции, биохимическом составе лимфы. В; условиях однократной ФН у нетренированных собак происходит постепенное увеличение скорости лимфотока более чем на 100% уже в первые 20—25 минут бега. На 40-й минуте скорость лимфотока достоверно выше по сравнению с данными при покое, после этого происходит постепенное его уменьшение к концу исследования (55—60 минут бега). В восстановительном периоде имеет место вторичное увеличение скорости лимфотока. Ускорение лимфотока при мышечной работе является следствием увеличения площади капиллярной фильтрации, фильтрационного давления и объема интерстициальной жидкости. В этих условиях Л С, отводя избыток капиллярного фильтрата, непосредственно участвует в нормализации гидростатического давления в интерстициальном пространстве. Повышение транспортной функции ЛС одновременно сопровождается стимуляцией и резорбционной функции. Увеличивается резорбция жидкости и плазменных белков из межклеточного пространства в корни ЛС. Выводя из тканей избыток жидкости при перераспределении ее в пределах внеклеточного пространства, ЛС создает условия для нормального осуществления, транскапиллярного обмена и ослабляет действие быстрого увеличения объема интерстициальной жидкости на клетки, выступая в качестве своеобразного демпфера. Способность ЛС как удалять, так и частично депонировать жидкость и белки, покидающие кровеносные капилляры, является важным звеном в механизме регуляции объема плазмы в условиях мышечной деятельности.

У собак, предварительно адаптированных к ежедневным интенсивным ФН, в ответ на стандартную нагрузку наблюдаются более выраженные изменения лимфоциркуляции: во-первых, максимальное ускорение лимфотока уже в первые 5—8 минут бега, во-вторых, относительная стабильность величины лимфотока вплоть до 55—60 минут бега, в-третьих, постепенное (без фазовых колебаний по сравнению с нетренированными) уменьшение скорости лимфотока до исходных величин в восстановительном периоде. Кроме того, при выполнении ФН у собак этой группы не отмечается выраженных признаков утомления. Можно считать, что формирование определенного типа лимфоциркуляции тренированного организма — это направленный процесс долговременной адаптации лимфатического русла к интенсивным и длительным ФН.

Однократная ФН различной продолжительности также сопровождается выраженными изменениями в микролимфоцпркуляции. Так, после 30- минутного плавания обнаруживается ускоренный лимфоток. Увеличивается число сокращающихся лимфатических капилляров, повышается сократительная активность клапанов лимфатических микрососудов до 16—17 в 1 мин (в норме—7—10 сокращений в 1 мин). Контуры лимфатических сосудов сохраняются прямолинейными. Прослеживаются лимфатический капилляр, лимфатический посткапилляр. Можно отметить тесную близость лимфатических капилляров и посткапилляров к посткапиллярным венулам и собирающим венулам. После 60-минутного плавания расширяются лимфатические капилляры и посткапилляры, повышаются сократительная активность клапанов и частота перистальтических движений стенок лимфатических микрососудов. По мере нарастания физического утомления сокращения стенок лимфатических микрососудов становятся асинхронными, появляются аритмичные сокращения. После 150- минутного плавания возникают извитость и выраженная дилатация лимфатических микрососудов, уменьшаются сократительная активность клапанов и частота перистальтических движений стенок лимфатических сосудов. В лимфатических микрососудах появляется много форменных элементов крови. Плавание до потери способности держаться на воде приводит к выраженным изменениям контуров лимфатических микрососудов, мешковидным расширениям. Ток лимфы совершает «маятникообразные» движения. Клапаны лимфатических сосудов полуоткрыты. Сократительные движения стенок лимфатических микрососудов отсутствуют или крайне редки (0—2 в 1 мин).

Изучение реакции системы микро- лимфоциркуляции предварительно тренированных животных в ответ на ФН показало, что структурная дезорганизация аппарата микролимфоциркуляции у них наступает значительно позже. Иными словами, предварительная тренировка значительно задерживает момент наступления микролпмфоциркуляторной недостаточности.

Адекватная резорбционная и транспортная функции ЛС в условиях интенсивной мышечной деятельности являются необходимыми условиями для обменных процессов и способствуют коррекции нарушенных показателей гомеостаза, играют важную роль і| предотвращении метаболических и функциональных расстройств в организме. Это подтверждают результаты серий экспериментов по определению физической работоспособности в условиях предварительной перевязки грудного лимфатического протока, которое приводило к резкому снижению физической работоспособности с последующим постепенным и длительным (более одного месяца) ее восстановлением. Данный факт, по-видимому, можно объяснить компенсаторной перестройкой архитектоники лимфатических капилляров и сосудов. Эта компенсаторно-приспособительная реакция направлена на увеличение резорбционной поверхности лимфатического русла и улучшение его дренажной функции. ЛС обладает выраженной способностью перестраиваться и приспосабливаться для работы в новых условиях, а эндотелий лимфатических капилляров — большой пролиферативной способностью.

ФН различной интенсивности приводит к нарушению гематолимфатического баланса в содержании белков. Однократная ФН сопровождается уменьшением содержания общего белка в лимфе грудного протока, повышением альбумин-глобулинового коэффициента и абсолютного количества транспортируемого лимфой в общую циркуляцию белка за единицу времени (за счет увеличения скорости лимфотока). В тренированном организме усиливается адаптационный синтез белков.

Изучение содержания ферментов (лактатдегидрогеназа, альдолаза, аланиновая и аспарагиновая трансаминаза) в лимфе и крови показало, что при ФН ферментная система жидкостей организма реагирует быстро и однонаправленно — наблюдается повышение активности всех изученных ферментов. Гиперферментемия свидетельствует о повышении проницаемости клеточных и внутриклеточных мембран и гистогематических барьеров. Показатели активности ферментов в крови во многом определяются состоянием транспортной функции и ЛС. Кроме того, ЛС принадлежит существенная роль в перераспределении и транспорте электролитов при ФН. Уровни калия, натрия, кальция в лимфе при ФН изменяются однонаправленно — они увеличиваются. Эти изменения наступают только после продолжительной ФН. Лимфоциркуляторная недостаточность при ФН приводит к нарушению водно-электролитного гомеостаза.

При исследовании содержания кортикотропина и кортизола в лимфе и крови нетренированного и тренированного организмов было установлено, что предварительная физическая адаптация собак к интенсивным нагрузкам сопровождается повышением функциональной устойчивости гипофизарно-адренокортикальной системы. Это явление имеет тесную корреляцию с данными лимфодинамики. Кроме того, выявлено инициальное значение катехоламинов и трофотропных аминов (гистамин, серотонин) в изменениях лимфодинамики, микролим- фоциркуляторного русла при ФН. Наблюдаемые нарушения баланса биогенных аминов в лимфе могут явиться одной из возможных причин, лежащих в основе физического утомления. Указанные данные дают важную информацию об участии ЛС в нейрогуморальном обеспечении процесса адаптации к ФН и восстановления организма после интенсивной мышечной деятельности.