«СТРЕССЕ ...»

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЯРЫМОВА ИННА АЛЕКСАНДРОВНА

МИНЕРАЛЬНАЯ ВОДА КАК РЕГУЛЯТОРНЫЙ ФАКТОР

ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЖЕЛУДКА ПРИ

ИММОБИЛИЗАЦИОННОМ СТРЕССЕ

03.00.13 – физиология

Диссертация

на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор В.И. Гриднева Томск – 2003 2 Список сокращений АДГ - антидиуретический гормон АКТГ - адренокортикотропный гормон АТФ - аденозинтрифосфат ВИП - вазоактивный интестинальный пептид ГАМК - гамма-аминомасляная кислота ГГНС - гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система ГИП - гастроингибирующий пептид ГЭП-система - гастроэнтеропанкреатическая система ДПК - двенадцатиперстная кишка ЖИП - желудочный ингибирующий пептид ЖКТ - желудочно-кишечный тракт ИС - иммобилизационный стресс КА - катехоламины КРФ - кортикотропин-рилизинг фактор ПГЕ2 - простагландин Е ПСНС - парасимпатическая нервная система САС - симпатоадреналовая система СГП - сиалогликопротеины СЛС - стресс-лимитирующие системы СНС - симпатическая нервная система СРС - стресс-реализующие системы цАМФ - циклический аденозинмонофосфат цГМФ - циклический гуанилатмонофосфат ЦНС - центральная нервная система М ± m - cреднее значение по количеству проведенных опытов для каждой переменной ± стандартная ошибка среднего р - достигнутый уровень значимости статистического критерия rs - коэффициент корреляции Спирмана

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Обзор литературы……

1.1. Минеральная вода как природный регуляторный фактор…………….… 1.1.1. Общая характеристика минеральной воды………………….…….. 1.1.2. Механизм действия минеральных вод на органы пищеварения.... 1.1.3. Физиологическая роль основных элементов минеральной воды... 1.1.4. Минеральные воды Хакасии и бальнеологическая характеристика озера Шира……………………………………………. 1.2. Стресс как неспецифическая реакция организма…………..….................. 1.2.1. Механизм действия стресса………………………….…………….... 1.2.2. Лимитирующие системы стресса: центральные и периферические……………………………………………………… 1.2.3. Стрессорное повреждение желудка и последствия стресса для организма…………….………………………………………….. 2. Материалы и методы их обработки………………

2.1. Характеристика экспериментальных животных и общая структура физиологического эксперимента

2.2. Методы исследований секреторной и экскреторной функций желудка………………………………………………...…………………… 2.2.1. Определение величины рН желудочного сока и активности ионов водорода

2.2.2. Биохимический метод определения протеолитической активности желудочного сока………………..…………...……….. 2.2.3. Определение содержания фукозы в желудочном соке

2.2.4. Определение концентрации эндогенного аммиака в желудочном соке

2.3. Методы оценки стрессированности экспериментальных животных....... 2.3.1. Определение 11-оксикортикостероидов в плазме крови по их флуоресценции в серноспиртовом реактиве………………... 2.3.2. Подсчёт общего количества лейкоцитов……………………..……. 2.3.3. Подсчёт лейкограммы (определение лейкоцитарной формулы).... 2.4. Применяемые методы статистического анализа экспериментальных данных………………………………………………………….………….. 2.4.1. Проверка на нормальность и анализ экстремальных наблюдений………………………………………………………….. 2.4.2. Дисперсионный анализ и непараметрические критерии………..... 2.4.3. Корреляционный анализ…………………………….….…………... 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение

3.1. Влияние минеральной воды при разовом и курсовом введениях на секреторную и экскреторную функции желудка собак………………… 3.2. Влияние иммобилизационного стресса на гормональные проявления стресс - реакции и показатели периферической крови у собак............... 3.2.1. Изменение уровня кортикостероидов в плазме крови

3.2.2. Изменение общего числа лейкоцитов и их отдельных морфологических форм в периферической крови................. 3.3. Влияние иммобилизационного стресса на функциональные показатели секреции и экскреции желудка собак при разовом и курсовом введениях водопроводной воды……………………………….. 3.4. Минеральная вода как природный фактор воздействия на функциональную активность желудка стрессированных животных при разных условиях ее введения относительно иммобилизационного стресса………………..………………………….. 3.4.1. Влияние минеральной воды разового введения после иммобилизационного стресса на секреторную и экскреторную функции желудка……………..……………...…… 3.4.2. Влияние минеральной воды курсового введения до иммобилизационного стресса на секреторную и экскреторную функции желудка ………………………................ Заключение…

Выводы……………………………………………………………………...…….. Список использованной литературы………

Приложение………………………………...…………………………………….. Актуальность проблемы. Интерес к проблеме стресса и стрессустойчивости обусловлен происходящим расширением сферы деятельности человека, часто протекающих в экстремальных и сверхэкстремальных условиях. Созданные цивилизацией и научно-техническим прогрессом гиподинамия и гипокинезия отрицательно влияют на системы кровообращения, дыхания, пищеварения, обмен веществ, нервные и гуморальные регуляторные механизмы, что непременно ведут к снижению реактивности организма и развитию стресса (Апчел В.Я., Цыган В.Н., 1999; Мюлленайзен Б., 1993; McEwen Bruce S., 2000).

Известно, что интегральная реакция организма в ответ на действие стрессора формируется одновременно протекающими стрессорными, гомеостатическими и адаптивными реакциями (Селье Г., 1960). При чрезмерном действии стресса или неполноценности какого-либо звена гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковой системы, отвечающей на раздражитель, может произойти срыв адаптации и, тогда стресс-реакция трансформируется в источник органных и системных нарушений (Меерсон Ф.З., 1993).

Это позволяет рассматривать стресс в качестве одного из важнейших звеньев патогенеза основных заболеваний, в том числе и поражений ЖКТ, который испытывает на себе действие стресс-факторов в полном объеме (Гуска Н.И., 1990; Перцов С.С., 1995; Тарасенко Л.М., Петрушанко Т.А., 1991; Филаретов А.А. и др., 1994). Не случайно Г. Селье избрал ЖКТ индикатором стресса, а желудок - одним из главных его органов-мишеней (Селье Г., 1960, 1972, 1982).

Поэтому так важен поиск методов и средств повышения резистентности к экстремальным воздействиям и ограничение стрессорных повреждений наиболее уязвимых органов. Данная проблема требует в настоящее время самого пристального внимания исследователей, как в теоретическом, так и в прикладном аспекте.

Значимость данного направления для физиологии и гастроэнтерологии определяется тем, что этиология и патогенез негативных последствий стрессорного воздействия на желудочно-кишечный тракт остаются все еще малоизученными. Усиленно продолжается разносторонний поиск новых средств искусственного, а особенно природного происхождения в плане повышения стрессустойчивости и предотвращения стрессорных повреждений органов. Полноценная адаптация к чрезвычайным факторам определяется индивидуальной резистентностью организма, возрастом и функциональным состоянием эндогенных стресс-лимитирующих систем (СЛС) (Ашмарин И.П. и др., 1996; Гаркави Л.Х. и др., 1990, 1998; Меерсон Ф.З., 1981, 1985, 1986, 2001).

Согласно концепции Меерсона Ф.З. (1981), в организме существует две группы СЛС: центральные, к которым относятся ГАМК-ергическая, серотонинергическая, дофаминергическая и пептидергическая системы; и периферические, представленные системами антиоксидантов, простагландинов, адениннуклеотидов, NO-системой и системой цитокинов. Имеются научные публикации (Иордан А.Н., 1998; Меерсон Ф.З., 1981; Павлова В.И., 1990), свидетельствующие о том, что активация центральных и периферических СЛС является фактором, защищающим органы-мишени от стрессорного повреждения, причем, аналогичного эффекта можно добиться и введением в организм метаболитов этих систем.

Наряду с эндогенными СЛС имеется ряд экзогенных факторов, способных ограничивать стресс-реакцию и предотвращать развитие повреждений висцеральных органов. К ним относятся определенные группы веществ, названные адаптогенами, биостимуляторы растительного и животного происхождения (элеутерококк, пантокрин, аралия, подорожник, мумие, прополис, женьшень и др.) (Апчел В.Я., Цыган В.Н., 1999; Гаркави Л.Х. и др., 1990, 1998; Пахомова В.М., 2000).

Особое внимание всегда уделялось минеральным водам, как эффективному средству профилактики и лечения многих заболеваний, в основном ЖКТ.

К целебным природным богатствам в настоящее время относятся и минеральные озера Хакасии. Наиболее крупные их них: Шира, Белё, Черное, Таганское, Тус. Так, научно подтверждено и установлено благоприятное воздействие минеральных вод вышеупомянутых водоёмов на органы пищеварения. Сегодня на курорте “Озеро Шира” успешно лечат заболевания ЖКТ, печени, поджелудочной железы (Кривошеев А.С., Хасанов А.П., 1990).

В последнее время в ряде работ (Колесников О.Л. и др., 2002; Королев Ю.Н., 1998; Полушина Н.Д., Фролков В.К., 1990; Хинчагов Б.П. и др., 1998;

Шепотиновский В.И. и др., 1989) отмечается не только воздействие минеральной воды на нормализацию и улучшение функциональной деятельности желудка. Также отражается ее влияние на изменение активности гастроэнтеропанкреатической системы (ГЭП) и общего гормонального фона, проявляющегося в увеличении уровня серотонина, инсулина, опиоидов, глюкагона, гастрина в крови, что может говорить о повышении резистентности организма не только к действию язвогенных факторов, но и проявлению общего профилактического эффекта, который далеко выходит за рамки пищеварительной системы (Картазаева В.А., 1994; Королев Ю.Н., 1998; Полушина Н.Д., 1991; Полушина Н.Д. и др., 1994; Полушина Н.Д., Фролков В.К., 1990).

Имеется только одна работа Колесникова О.Л. (2001, 2002) о возможности минеральной воды ограничивать стресс-реакцию организма, отменяя гематологические проявления стресса. Абсолютно отсутствует информация о предполагаемом реабилитирующем и/или протекторном влиянии минеральных вод на функции желудка, как одного из главных органов-мишеней стресса, при стрессорном воздействии.

Не совсем ясна роль минеральных элементов в прямом и опосредованном (через активацию периферических и центральных СЛС) влиянии на изменение функциональной активности желудка, направленных на срочную адаптацию к стрессорным факторам. Как изменяются функции желудка при введении ширинской воды до и после иммобилизационного стресса. Какой эффект минеральной воды будет проявляться сильнее: реабилитирующий или протекторный. Как это будет протекать в динамике секреторного процесса в течение всей серии эксперимента. На все эти вопросы и предстоит нам ответить.

На основании анализа текущего состояния проблемы сформировалась цель данной работы, которая заключалась в выяснении возможностей ограничения и/или предотвращения развития стрессорных функциональных отклонений желудка при действии минеральной воды озера Шира Хакасии.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить влияние минеральной воды озера Шира до и после иммобилизационного стресса (ИС) на уровень кортикостероидов в плазме и общее число лейкоцитов периферической крови собак.

2. Исследовать влияние минеральной воды при разовом введении после ИС на секреторную и экскреторную функции желудка в разные фазы желудочного пищеварения в развитии его адаптационных реакций к воздействию.

3. Выяснить возможный протекторный эффект курсового введения в течение 10 дней минеральной воды озера Шира до ИС на показатели функциональной активности желудка в предотвращении стрессорного повреждения в динамике желудочного пищеварения.

4. Изучить влияние минеральной воды озера Шира в разведении 1:1 минерализацией 9,2 г/л в дозе 5 мл/кг температурой 21 0С на секреторную и экскреторную функции желудка собак в разные фазы желудочного пищеварения в зависимости от условий введения воды: разового и курсового.

Научная новизна. Впервые выявлено, что минеральная вода озера Шира, введенная в желудок собак до и после иммобилизационного стресса (ИС), приводит к уменьшению уровня кортикостероидов в плазме и восстанавливает картину крови, характерную для физиологических условий: уменьшается общее число лейкоцитов, количество нейтрофилов, увеличивается содержание лимфоцитов.

Впервые установлено, что введение минеральной воды после ИС способствует развитию адаптационных реакций желудка путем снижения негативных эффектов стрессорного воздействия. Выявлены нормализация защитного фактора желудочного сока и уменьшение агрессивных составляющих, проявляющиеся возвращением значений показателей секреторной функции желудка к контрольному уровню.

Впервые показано влияние курсового введения минеральной воды озера Шира до ИС на развитие адаптационных реакций со стороны желудка, направленных на угнетение агрессивных и увеличение защитных составляющих желудочного секрета. Это позволяет расценивать действие данного природного фактора как протекторное в предотвращении стрессорных повреждений желудка.

При разовом и курсовом введениях минеральной воды изменения в активности ионов водорода и протеолитической активности отмечены в нервную и желудочную фазы пищеварения относительно стресса. Изменения объема желудочного сока под действием минеральной воды после ИС зафиксированы в нервную, а до ИС и в желудочную фазы пищеварения.

Установлено, что минеральная вода озера Шира в разведении 1:1 минерализацией 9,2 г/л в дозе 5 мл/кг температурой 21 0С как разового, так и курсового введения, приводит к усилению слизеобразования, причем данный эффект при курсовой минеральной воде проявляется в среднем в 1,5 раза сильнее. Разовый прием минеральной воды уменьшает активность ионов водорода, протеолитическую активность в нервную и химическую фазы пищеварения; курсовой – увеличивает активность пепсинов в химическую фазу на фоне повышения объема желудочного сока.

Полученные результаты позволяют отнести минеральную воду в систему экзогенных стресс-лимитирующих факторов.

Практическая ценность. Полученные данные существенно расширили и углубили знания о влиянии минеральной воды озера Шира Хакасии в разведении 1:1 минерализацией 9,2 г/л в дозе 5 мл/кг температурой 21 0С на функциональную активность желудка в зависимости от условий ее введения (разового и курсового).

Настоящая работа вносит вклад в развитие представлений о механизмах и путях действия в организме минеральных элементов, присутствующих в ширинской воде, их влиянии на изменение секреторной и экскреторной функций желудка путем местного воздействия на желудочные железы и через активацию периферических и центральных СЛС, способствующих адаптационной защите слизистой желудка при влиянии на организм 18-часового иммобилизационного стресса.

Результаты имеют как теоретический, так и практический интерес, поскольку позволяют яснее понять перспективное и своевременное использование чуда природы – минеральной воды для сглаживания и предотвращения стрессорных повреждений висцеральных органов, в частности желудка.

Результаты проведенной работы дают возможность разработать наиболее оптимальную, физиологичную методику приема минеральной воды в зависимости от условий ее введения для правильного, корректного использования данного природного фактора в лечении и предотвращении многих заболеваний, в особенности органов пищеварения, в курортно-санаторных учреждениях.

Использование минеральной воды в качестве профилактического и лечебного средства не только в отношении различных патологий, но и непосредственно в ликвидации стрессорных негативных эффектов, является общедоступным, естественным, перспективным фактором.

Основные положения работы могут быть использованы в качестве теоретической основы для прикладных исследований в научно-практических учреждениях, занимающихся проблемами профилактики и коррекции функционального состояния организма при воздействии на него длительной иммобилизации, а также повышения резистентности организма и его систем. Материалы диссертационной работы используются на лекциях общего курса «Физиология человека и животных» и спецкурса «Трофология» на кафедре физиология человека и животных биолого-почвенного факультета Томского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Минеральная вода озера Шира при введении в желудок после иммобилизационного стресса (ИС) способствует реабилитирующему влиянию на слизистую оболочку желудка путем изменения его функций: нормализуется секреция слизи и желудочного сока, угнетается кислотность и протеолитическая активность.

2. Минеральная вода озера Шира при курсовом введении до ИС способствует развитию адаптационно-протекторного действия данного природного фактора на слизистую оболочку желудка, проявляющегося в изменении соотношения агрессивных и защитных факторов желудочного сока в сторону усиления последних.

3. Минеральная вода, введенная в желудок собак при физиологических условиях, усиливает процессы слизеобразования, причем при курсовом приеме в 1,5 раза сильнее. Разовое введение минеральной воды после ИС нормализует секрецию желудка, возвращая значения показателей функций к контрольному уровню. Курсовое введение до ИС еще и усиливает защиту желудка, увеличивая количество видимой слизи и экскрецию эндогенного аммиака с желудочным соком.

4. Разовое и, в особенности курсовое, использование минеральной воды озера Шира при иммобилизационном стрессе приводит к уменьшению концентрации 11-оксикортикостероидов в плазме крови и отмене гематологических проявлений стресса: уменьшается общее число лейкоцитов, количество нейтрофилов, увеличивается содержание лимфоцитов.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на различных научных мероприятиях регионального, общероссийского и международного уровней: на межрегиональной научной конференции Сибири и Дальнего Востока, посвященной 150-летию со дня рождения академика Ивана Петровича Павлова (Томск, 25-26 ноября 1999); IV межвузовской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь, наука и образование: проблемы и перспективы» (Томск, 24-29 апреля 2000); International Conference ESFEA 2001 ”Environment of Siberia, the Far East, and the Arctic” (Tomsk, Russia September 5-8, 2001) (международной конференции «Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики» (Томск, 5-8 сентября 2001)); 9-ой научно-практической конференции «Достижения современной гастроэнтерологии» (Томск, 27-28 сентября 2001); всероссийской конференции, посвященной памяти и 95-летию со дня рождения В.А. Пегеля (Томск, 18-19 декабря 2001); IV Съезде Физиологов Сибири (Новосибирск, 2-5 июля 2002); 10-ой научно-практической конференции «Достижения современной гастроэнтерологии» (Томск, сентябрь 2002).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, из которых 4 в центральной печати.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 218 страницах машинописного текста и состоит из списка сокращений, введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырех глав собственных экспериментальных исследований и обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка использованной литературы, включающего 345 отечественных и 60 зарубежных источников, приложения.

Работа иллюстрирована 24 рисунками и 12 таблицами.

1.1. Минеральная вода как природный регуляторный фактор 1.1.1. Общая характеристика минеральной воды Чистой воды в природе не бывает, она всегда содержит определенное количество растворенных в ней солей, газов и органических соединений. К настоящему времени в ней обнаружены практически все элементы таблицы Д.И.

Менделеева. Вследствие этого вода в природе многолика как ничто другое и обладает самыми разнообразными свойствами, в том числе и лечебными (Гаранин А.Е., 1991; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982).

Минеральные воды – природные подземные воды, содержащие в повышенных концентрациях минеральные, органические вещества, газы и обладающие какими-либо специфическими свойствами: реакцией среды, радиоактивностью, температурой (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982).

“Своеобразие лечебного действия минеральных вод связано с особенностями их происхождения. Они образуются в недрах Земли в таких условиях, которые еще до сих пор не созданы искусственно в лаборатории. Большое давление, отсутствие света, температурные условия, насыщенность газами, соприкосновение с различными породами земли, которые содержат редкие металлы – все это отражается на свойствах воды, ее составе…” (Александров В.А., 1941).

Благодаря этим особенностям минеральные воды оказывают на организм человека лечебное действие. Они образуются в результате тесно взаимосвязанных геохимических процессов выщелачивания, растворения солей и ионного обмена в системе “вода - природа”.

По происхождению и условиям формирования выделяют глубинные и поверхностные минеральные воды. Первые формируются в результате размыва водами наземного океана твердых горных пород, из которых слагаются наружные части земной коры. В формировании последних участвуют процессы фильтрации, просачивающихся в Землю поверхностных вод осадочными породами (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997; Гаранин А.Е., 1991; Робакидзе А.Д. и др., 1983; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982).

К основным количественным критериям оценки лечебных минеральных вод, определяющих их биологическое и терапевтическое действие, относятся:

общая минерализация, ионный состав, содержание углекислого газа, сульфидов, биологически активных компонентов, радиоактивность, содержание органических веществ, реакция среды (pH), температура.

Общая минерализация воды – сумма всех анионов, катионов и недиссоциированных молекул, выраженная в граммах на литр. По степени минерализации условно различают (Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982): воды слабой минерализации (2 г/л), малой минерализации (2-5 г/л), средней минерализации (5-15 г/л), высокой минерализации (15-35 г/л), рассолы (35-150 г/л), крепкие рассолы (более 150 г/л).

Ионный состав минеральной воды характеризуется наличием в воде до химических элементов, в основном шесть ионов: катионы – натрий (Na+), кальций (Ca2+), магний (Mg2+); анионы – хлор (Cl-), сульфат (SO42-), гидрокарбонат (HCO3-) (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997; Смирнов-Каменский Е.А. и др., 1968; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982). Минеральные воды содержат в растворенном состоянии различные газы, которые являются важнейшими показателями происхождения природного фактора. Основными компонентами являются двуокись углерода (СO2), сероводород (H2S), радон (Rn), азот (N2), метан (CH4). Для внутреннего употребления особое значение имеет присутствие радона и углекислоты.

Содержание биологически активных компонентов в минеральных водах имеет важное значение для организма, которых должно находиться (СмирновКаменский Е.А. и др., 1968): мышьяка (As) более 9,3 нмоль/л (0,7 мг/л), железа (Fe2+, Fe3+) более 0,36 нмоль/л (20 мг/л), йода (I-) более 39,4 нмоль/л (5 мг/л), брома (Br -) более 0,31 нмоль/л (25 мг/л), кремниевой кислоты (H2SiO3) более 0,64 нмоль/л (50 мг/л). Эти элементы входят в состав ферментов, гормонов живого организма, играют важную роль в метаболизме клеток. В природной воде концентрация водородных ионов зависит, главным образом, от соотношения количества угольной кислоты и ионов HCO3- и CO32-, и в меньшей мере от остальных ионов (Выгоднер Е.Б., 1987).

По реакции среды подразделяют (Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982):

сильнокислая – рН < 3,5; кислая – pH 3,5 – 5,5; слабокислая – pH 5,5 – 6,8; нейтральная – pH 6,8 – 7,2; слабощелочная – pH 7,2 – 8,5; щелочная – pH > 8,5.

В минеральных водах могут находиться органические вещества – битумы, гумины, жирные низкомолекулярные кислоты, фенолы, нафтеновые кислоты (Пислегин А.К., 1965, 1988). Органический комплекс может выступать в качестве основного действующего фактора: мало- и среднеминерализованные с минерализацией от 2 до 15 г/л. Содержание органических веществ в углекислых водах должно соответствовать 3-5 мг/л; в не углекислых – 30 мг/л и больше. Концентрация органических веществ составляет 3,5-20 мг/л (Щербак В.П., Зеленина Т.Ю., 1972).

Минеральные воды в зависимости от условий их формирования могут иметь различную температуру. Различают воды (Выгоднер Е.Б., 1987; Гаранин А.Е., 1991): переохлажденные – меньше 0 0С; очень холодные – 0 - 4 0С; холодные – 4 С; теплые – 20 - 35 0С; гомотермальные – 35 – 42 0С; горячие – 42 - 60 0С; очень горячие – 60 - 80 0С; весьма горячие – 80 - 100 0С; перегретые – больше 100 0С.

Природные воды, различающиеся по физико–химическим свойствам, классифицируют. До настоящего времени наиболее распространена классификация Александрова В.А. (1941), основанная на их ионном составе и особых свойствах. По химическому составу выделяют пять основных классов:

I класс. Гидрокарбонатные воды – воды, в которых среди анионов преобладают гидрокарбонаты (HCO3-). По содержанию катионов могут быть натриевые, кальциевые и магниевые. II класс. Хлоридные воды - воды, с преобладанием ионов хлора (Сl-). По содержанию катионов - натриевые, кальциевые, магниевые. III класс. Сульфатные воды – воды, где находится сульфат-ион (SO42-) (натриевые, кальциевые, магниевые). IV класс. Нитратные воды, содержащие нитрат–ион (NO3натриевые, кальциевые, магниевые). V класс. Воды более сложного состава (комбинированные): 1) гидрокарбонатные хлоридные; 2) гидрокарбонатные сульфатные; 3) хлоридные сульфатные; 4) гидрокарбонатные хлоридные сульфатные.

Воды каждого из этих классов могут содержать: 1) активные ионы – железо, мышьяк, йод, бром, кремний; 2) газы – углекислый газ, сероводород, радон, азот, метан; 3) отличаться температурой (холодные, теплые, горячие).

По степени минерализации различают (Куликов Г.В., Жевлаков А.В., 1983;

Куликов Г.В. и др., 1991; Филимонов Р.М., Петропавловская Л.В., 1990; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982): природные минеральные столовые воды – воды с минерализацией меньше 1 г/л, 1-2 г/л, не содержащие биологически–активных компонентов; лечебно-столовые минеральные воды - воды минерализацией 2- г/л; лечебные минеральные питьевые воды – воды с общей минерализацией 8- г/л, и менее минерализованные, если содержат повышенное количество бора, мышьяка (ГОСТ 13273 – 88, 1988). Обычно в лечебно-профилактических целях применяют мало- и среднеминерализованные воды от 2 до 12 г/л.

1.1.2. Механизм действия минеральных вод на органы пищеварения И.П. Павлов считал, что “минеральные воды при их … внутреннем употреблении оказывают воздействие на экстеро- и интерорецепторы, … имеет место генерализованный рефлекс” (Файбушевич В.М., 1959). Минеральная вода является фактором многокомпонентным, и при ее воздействии возникают многочисленные интерференции, взаимопотенцирующие и взаимоингибирующие влияния, и конечный эффект проявляется как сумма многих опосредованных реакций (Выгоднер Е.Б., 1987; Копытин Б.М., 1967; Полторанов В.В., 1979;

Шварц В.Я., 1991; Шварц В.Я., Фролков В.К., 1990).

Минеральная вода вызывает целый каскад реакций в пищеварительной системе, осуществляющихся через посредство невро–адреналохолинергических и невро–гипофизарно–кортикоидных функций ЦНС (Береславцев П.Е., 1965). Путем воздействия всей совокупностью химических экзогенных ингредиентов, их физических свойств на периферический конец анализатора, вызывая в нем изменение соотношения электролитов, происходит раздражение, которое, трансформируясь в нервный импульс по нервным (афферентным) волокнам передается в ЦНС. Далее, оттуда по эфферентным волокнам импульс поступает в рабочий орган, где происходит его трансформация в специфический процесс клеток этого органа, осуществляя перестройку деятельности интегративных механизмов ЖКТ (Шварц В.Я., Фролков В.К., 1990).

Параллельно с изменением деятельности органов пищеварения усиливается секреция энтерогормонов: гастрина, секретина, мотилина, глюкагона, инсулина, соматостатина, энтероглюкагона, нейротензина, бомбезина, энцефалина, ВИПа, холецистокинина, которые выделяются из эндо–паракринных клеток, принадлежащих диффузной системе и находящихся в состоянии взаимовлияния по принципу функциональной корреляции между мозгом и ЖКТ (Адилов В.Б., Давыдова О.Б., 1997; Выгоднер Е.Б., 1983; Ивасивка С.В., 1986; Кузнецов Б.Г., 1988; Кузнецов Б.Г. и др., 1986; Осипов Ю.С. и др., 1981; Полушина Н.Д., Фролков В.К., 1990; Самсон Е.И., Калугина В.А., 1981; Шварц В.Я., 1989).

Нейрогуморальные клетки интегрируют многочисленные влияния, и изменения отражают не только прямое действие компонентов минеральной воды, но и универсальные процессы – изменение pH, осмолярности, диффузии, поверхностного натяжения, электрического заряда клеток, концентрации ионов [H+], проницаемости мембран. В результате меняется общая реактивность организма (Шварц В.Я., 1989; Grossi F., Mastrolanni S., 1991).

Минеральная вода реализует свое действие за счет содержащихся в ней компонентов, и эффекты определяются информационными сигналами, которые несет в себе минеральная вода. Последняя по гипотезе Лозинского А.А. (1924), освещенная у Файбушевича В.М. (1959), воздействуя на весь организм, превращает скрытые силы (коллоиды, активные ионы) в силы, которые вследствие энергичных реакций организма на их раздражающее влияние, становятся активными лечащими силами, перестраивая организм.

Минеральная вода – курортный физический фактор, в действии которого заложена энергия. Эффект воды зависит от вида (качества) и количества энергии, входящей в организм, степени поглощения тканями и органами. Энергия – раздражитель, и организм отвечает на него активной реакцией клеток, вызывающей изменение его функций местного и общего характера, идет так называемая “перестройка” (Шварц В.Я., Фролков В.К., 1990; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982).

Специфичность рецепторов пищеварительного тракта обеспечивает восприятие различного химического состава и физических свойств воды, и эти качественные особенности выражаются в своеобразии биологических реакций, наступающих в организме при воздействии на него лечебных минеральных вод.

Выделяют три фазы в механизме действия воды (Адилов В.Б., Давыдова О.Б., 1997; Бакурадзе А.Н., 1965; Кипиани Т.И., 1974; Самсон Е.И., Калугина В.А., 1981; Смирнов-Каменский Е.А. и др., 1968): 1) сложнорефлекторная; 2) нервно-химическая; 3) фаза последействия.

Под первой и второй фазой понимают все звенья коррелятивной системы:

нервные (условно–рефлекторные), гормональные, метаболические и параметаболические, которые в той или иной мере включаются при воздействии минеральных вод на организм. Рефлекторный акт немыслим без участия в нем химических процессов и активных веществ. Сложнорефлекторная фаза начинается от рецепторов периферических органов, воспринимающих наносимые водой раздражения, до коры головного мозга с ее условно–рефлекторной деятельностью (Смирнов К.В., 1994).

Минеральная вода, попав в пищеварительный тракт, раздражает его обширный рецепторный аппарат, может, непосредственно влияет на процессы, происходящие в полости и на слизистой оболочке ЖКТ. Всосавшись в кровь, компоненты минеральной воды воздействуют на рецепторные приборы сосудов, изменяют электролитный ее состав, что ведет к изменению осмотического давления крови, лимфы, способности белков тканей связывать воду, регуляции кислотно-щелочного равновесия в организме. Наконец, оказывают влияние на мозговые центры (Самсон Е.И., Калугина В.А., 1981; Смирнов-Каменский Е.А.

и др., 1968). Протекание рефлекторной фазы в значительной степени определяется нейрогуморальными отношениями и влиянием химических компонентов сложного солевого состава минеральных вод, без которых немыслима нервная фаза действия (Дерябина В.М., 1971; Смирнов-Каменский Е.А. и др., 1968).

Вторая, нервно-химическая фаза проявляется появлением в крови, жидкостных средах и секретах биологически активных веществ минеральных вод, вызывающих соответствующие сдвиги в процессах, протекающих в эфферентных органах. Механизм возбуждающего и тормозного влияния минеральных вод на функции ЖКТ осуществляется с помощью гормонов пищеварительной системы. Тормозное влияние на пищевые функции оказывают такие гормоны, как энтерогастрон, а возбуждающее – гастрин, вилликинин, секретин, энтерогастрон (Яременко М.С., Бутусова Н.А., 1992). Внутреннее применение минеральных вод оказывает влияние на гипоталамо– нейрогипофизарную и гипоталамо– аденогипофизарно-надпочечниковую системы (Глазырина П.В., 1983; Комаров Ф.И. и др., 1981; Пронина Н.Н., 1971; Самсон Е.И., Калугина В.А., 1981).

Фаза последействия является результатом действия минеральной воды, которая проявляется в специфических ответах эффекторных клеток органов и тканей. Панасюк Е.Н. (1971) указывает, что все изменения в организме, наблюдаемые при приеме минеральных вод, во–первых, могут быть обусловлены рефлекторным воздействием. Во–вторых, опосредованы через активирующее действие минеральных вод рефлекторным путем на выработку биологически активных веществ. В-третьих, осуществляться посредством включения компонентов воды как необходимого “строительного” материала в структурные группировки тех же активных веществ – гормонов, параметаболитов, метаболитов, ферментов, витаминов и элементов ткани.

Василенко Ю.К. (1964) выделяет в механизме действия минеральных вод следующие этапы: 1) полостные, физико–химические процессы взаимодействия компонентов с содержимым ЖКТ; 2) минеральные воды воздействуют на интерорецепторы ЖКТ с участием ответной реакции различных уровней нервной системы и включением нейрогуморальных, гормональных и трофических реакций; 3) сдвиги гомеостатических констант (pH, осмотического давления, соотношения ионов).

Происходит изменение активности ферментативных систем, обмена веществ.

Царфис П.Г. (1981) предлагает теорию многоступенчатого действия минеральных вод. 1 ступень включает эфферентный путь рефлекторного процесса с нервных окончаний на периферии и заканчивается в подкорковых структурах мозга. Часть импульсов реализуется на молекулярно–органном уровне без участия центральных механизмов регуляции. 2 ступень формируется в местных клеточных образованиях слизистой оболочки и кожи. Это первичный механизм превращения энергетического фактора, способствующего поступлению сигналов в ЦНС. Интенсивность и характер этих сигналов определяются структурой фактора, методикой его применения, характером полома функциональной системы, потенциальной возможностью клеточных структур и их реактивностью. ступень включает путь, по которому трансформированная энергия направляется из корковых и подкорковых структур в органы и ткани. 4 ступень связана с включением регуляторов и осуществляется путем нервно–гуморальной регуляции. Транспорт гормонов к тканям и клеточным структурам, в свою очередь, изменяет тканевый метаболизм и состояние гомеостаза. 5 ступень переключает адаптивные системы на развитие защитных и компенсаторных механизмов, на регуляцию и восстановление нарушенных функций. 6 ступень стоит в тесной связи с гематолиенальной системой и надпочечными железами, включение которых осуществляется вагосимпатическими образованиями и импульсами синокаротидной зоны. 7 ступень связана с процессом резорбции фармакологически активных веществ минеральной воды. 8 ступень связана с изменением внутриклеточного метаболизма, в результате создается новый уровень энергетического потенциала, изменяется реактивность клеточных структур органов и систем, через которые реализуется терапевтический эффект.

Многоступенчатая теория не только раскрывает сущность терапевтического эффекта, но и предопределяет тактику при оценке характера течения заболевания и методику дифференцированного применения лечебного фактора, минеральных вод. На каждом этапе включения различных ступеней возникает бальнеофизиологическая или бальнеопатологическая реакция.

При приеме минеральных вод необходимо учитывать температурный фактор. Вода комнатной температуры усиливает стимулирующий эффект пищеварительных желез, оказывает воздействие на моторную и эвакуаторную функции желудка. Холодная вода стимулирует перистальтику желудка и кишок, а горячая нет, поэтому некоторые воды, принятые в холодном виде, обладают слабительным действием. Роль температурного фактора сказывается на ионном обмене, на сосудистой проницаемости (Копытин Б.М., 1967; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982; Яновский П.Я., 1968). В бальнеологическом раздражении имеют значение концентрация солей и температура. Когда она ниже изотермической (индифферентной) – 32–34 0С, то вызывает расширение сосудов внутренних органов, а от 37 0С и выше – сужение (Куликов Г.В. и др., 1991).

Минеральные воды обладают двояким действием. Действуя непосредственно на обширный рецептивный аппарат желудка, минеральные воды стимулируют желудочную секрецию, оказывая пилорическое действие. Но, переходя вместе с желудочным соком в двенадцатиперстную кишку, раздражая ее слизистую, рефлекторно тормозят секреторную функцию желудка, оказывая дуоденальное действие (Касимов М.С., 1971; Самсон Е.И., Калугина В.А., 1981; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982; Яновский П.Я., 1968). Вследствие этого для получения максимального сокогонного действия солено-щелочных вод необходимо принимать их одновременно с едой или за 10-15 минут до принятия пищи (Пкалагове Дз.М., 1992). Хлоридно–гидрокарбонатные, натриевые воды, минерализация которых составляет 6-15 г/л, оказывают выраженный сокогонный эффект при приеме за 10-15 минут до еды (Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982). Тормозное действие на желудочную секрецию оказывают воды, принятые за 1-1,5 часа до принятия пищи и имеющие в составе гидрокарбонаты, сульфаты, кальций, которые являются водами средней минерализации (Инчина В.И., 1963; Чабан А.Г., Лысюк А.Д., 1990; Яновский П.Я., 1968).

1.1.3. Физиологическая роль основных элементов минеральной воды При изучении терапевтического действия минеральных вод надо учитывать влияние как общих, так и отдельных ее элементов, как диссоциированных, так и недиссоциированных молекул (Василенко Ю.К., 1965).

Натрий (Na+). Всасывание натрия начинается в незначительном количестве в желудке, но преимущественно происходит в ДПК и в верхнем отрезке тонких кишок. Na+ усиливает работу кишечных ферментов, является активным возбудителем желудочной секреции. Попадая из желудка в интерстиций и кровь, восстанавливает осмолярность. Поступающие во внутреннюю среду ионы натрия – важнейшие компоненты биоэлектрогенеза; увеличивают емкость белковой, бикарбонатной и фосфатной буферных систем крови. С SO42-, Cl- оказывают желчегонное и послабляющее действие. Na+ в сочетании с Ca2+ задерживают воду в организме, повышают секрецию желудочных желез, усиливают моторику кишок. Гипертонические растворы NaCl повышают работу желудочных желез, что зависит от возбуждающего его действия на пилорическую часть желудка, откуда раздражение передается на пепсиновые железы фундальной части (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997; Новожилова Л.И., 1982).

Калий (K+). Ион стимулирует выделение HCl в полости желудка, накапливаясь преимущественно внутри клеток и в интерстиции. Активатор некоторых белок – синтетических систем, участвует в их синтезе на рибосомах. Усиливает тонус и перистальтику мышц ЖКТ. Ион калия в зависимости от концентрации обладает антагонистическим действием в отношении кальция (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997; Смирнов-Каменский Е.А. и др., 1968).

Кальций (Сa2+). Кальций – вторичный посредник (мессенжер) регуляции метаболизма клеток и регулятор синаптической передачи. Са2+ действует на слизистую желудка и кишок как вяжущее, ослабляет перистальтику, обладает диуретическим влиянием. Восстанавливается возбудимость нейронов головного мозга, скелетных мышц, моторная деятельность кишечника. В воспалительном очаге Са2+ ингибирует избыточную пролиферацию клеток желудка и стимулирует репаративную регенерацию в кишечнике. Хлористый кальций уплотняет ткань, уменьшая проницаемость клеточных мембран (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997; Филимонов Р.М., Петропавловская Л.В., 1990; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982).

Магний (Mg2+). В ЖКТ стимулирует образование гистогормонов (ВИП, ЖИП), которые быстро транспортируются в кровь. Являясь коферментом ряда ключевых энзимов гликолиза, протеолиза, магний участвует в процессах углеводного, фосфорного, белкового обменах; необходим для построения живой клетки.

Окись магния понижает кислотность желудочного сока. Соли магния, вызывая рефлекс со стороны слизистой оболочки ДПК, обладают желчегонным действием.

Mg2+, подобно Ca2+, уплотняет клеточную мембрану, а в сочетании с SO42- повышает двигательную активность желудка, вызывая послабляющее действие.

Хлор (Cl-). Хлоридные натриевые воды являются сильным раздражителем слизистых оболочек, усиливают секрецию пищеварительных желез. Стимулируют деятельность поджелудочной железы и секрецию кишечных ферментов.

Способствуют улучшению процессов пищеварения и усвоения пищевых белков, жиров и углеводов, повышают обмен веществ. Ионы хлора соединяются в желудке с ионами Н+, образуя HCl. В тонком кишечнике хлориды стимулируют образование кишечного сока, усиливают перистальтику кишечника. Минеральные воды, содержащие повышенное количество HCl, оказывают слабительное действие, вызывают желчегонный эффект. Хлористый кальций и аммоний обладают мочегонным действием. Всасывание солей хлора в основном происходит в ДПК и в верхнем отрезке тонких кишок (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997).

Сульфат-ион (SO42-). Сульфаты в соединении с Mg2+ и Na+ оказывают слабительное действие, так как замедляют всасывание в кишечнике. Усиливают секреторную деятельность, перистальтику в связи с раздражающим влиянием сероводорода, образующего из частичного соединения сульфатов с Н+, имеющимся в кишечнике. Сульфат магния обладает желчегонным действием. Сульфат–ионы, находящиеся в “горьких” водах (SO42- c Mg2+), стимулируют тонус мышц желчного пузыря и расслабляют сфинктеры желчных путей, что приводит к ускорению направленного движения желчи из печени в ДПК, увеличению в ее составе билирубина. В сочетании с ионами Са2+ (“гипсовые воды”) сульфаты активируют микросомальную энзимную систему печени, уплотняют сосудистую стенку, уменьшают спазм и повышенную двигательную функцию кишечника. Сульфатные воды снижают активность желудочной секреции, повышают обменные процессы. При повышенной минерализации почти не всасываются в кишечнике, раздражают слизистую оболочку, усиливая его перистальтику и “разгружая” организм от воздействия различных токсических веществ (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997; Иванов В.В., 1982).

Гидрокарбонаты (НСО3-). Под влиянием гидрокарбонатных натриевых “щелочных” вод в организме уменьшается содержание Н+, снижая тем самым кислотность содержимого желудка. НСО3- разжижают патологическую слизь, в зависимости от моторики могут повысить или понизить секреторную и двигательную функции желудка (их универсальность). Гидрокарбонатные натриевые воды оказывают благоприятное действие на желчевыделительную функцию, повышая в дуоденальном содержимом количество билирубина и холестерина.

Стимулируют выделительную функцию почек, способствуя растворению и удалению уже образовавшейся мочевой кислоты из организма, уменьшают ее образование (Кривобоков Н.Г., 1982; Самсон Е.И., Калугина В.А., 1981).

Кремниевая кислота (SiO32-). Кремний активизирует жизнедеятельность протоплазмы клеток, усиливает выделение из организма мочевой кислоты. Оказывает седативное, противоспалительное, антитоксическое действие. Действуя на пилорический отдел, вызывает стимуляцию секреторного процесса (Кривобоков Н.Г., 1982).

Углекислый газ (СО2). Углекислый газ раздражает слизистую оболочку ЖКТ, способствует разжижению и удалению слизи из желудка, вместе с механическим раздражителем (водой) через рецепторы нервной энтеральной системы стимулирует кислотообразующую и секреторную функции, усиливает перистальтику желудка и кишечника. Нейтрализация желудочного содержимого сопровождается рефлекторным повышением секреции тонкого кишечника, поджелудочной железы, печени, повышением интрадуоденального рН на 0,2 – 0,8. Всасываясь в кишечнике, восстанавливает емкость бикарбонатного буфера крови. Возникающий обратимый алкалоз ткани тормозит образование мочевой кислоты и ускоряет ее выведение, препятствуя образованию мочекислых солей. В щелочной среде хорошо растворяются ураты и оксалаты (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997).

Сероводород (H2S). Сероводородные воды активизируют тканевое дыхание желудка и кишечника, усиливают их секреторную и моторную функции. Сероводород влияет на обмен веществ (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н., 1997;

Смирнов-Каменский Е.А. и др., 1968; Филимонов Р.М., Петропавловская Л.В., 1990; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982).

Железо (Fe2+, Fe3+). Всасывается ион в кишечнике, где в эпителиальных клетках слизистой оболочки происходит окисление до Fe3+. Железо вместе с Mg2+, Cu2+ входит в состав флавиновых дегидрогеназ и металлопротеидов – каталаз, цитохромов, пероксидаз и других, играющих ключевую роль в окислительном фосфорелировании и ПОЛ (Солихов С.М., 1965).

Марганец (Mn2+) усиливает синтез хондриотин–сульфатов. Бром (Br -) является катализатором ряда биохимических процессов. Алюминий (Al3+), медь (Cu2+), кобальт (Co2+), никель (Ni2+) повышают активность специфических металлоэнзимов (альдолаз, дегидрогеназ), стимулируют синтез гексоз и аминокислот (Самсон Е.И., Калугина В.А., 1981; Яновский П.Я., 1968).

Органические вещества. Минеральные воды с органическими веществами (нафтены, гумины, битумы, фенолы) оказывают стимулирующее действие на секреторную и эвакуаторную функции желудка (Пислегин А.К., 1965, 1988).

Органические вещества оказывают диуретическое действие, повышают выведение из организма с мочой продуктов азотистого обмена, неорганического фосфата и хлоридов, растворяют и выводят слизь из мочевыводящих путей. Усиливают обменные процессы в клетках печени, стимулируя и усиливая желчеобразование. Стимулируют секреторную функцию желудка и повышают кислотность, усиливают минеральный обмен, активируют реакции биотрансформации токсических веществ в гепатоцитах. Гумины, битумы активируют микрофлору кишечника и способствуют выработке ими антибактериальных и биологически активных компонентов (Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н.,1997; Василенко Ю.К., 1968; Пислегин А.К., 1965, 1988; Шеметило И.Г., Воробьев М.Г., 1982).

Итак, ионы “работают” как по одиночке, так и в комплексе. Действие ингредиента отличается от суммарного действия многих ингредиентов, так как минеральная вода есть комплекс из входящих в нее различных анионов и катионов. Суммарно это не механически сложенная сумма химических компонентов, а суммация раздражений бальнеологического фактора, так как действие солей может проявляться антагонистически и синергически (Василенко Ю.К., 1964). Минеральные воды должны быть направлены “… на восстановление нарушенных функций нервной системы и через посредство последней на нарушенную деятельность вовлеченных в патологический процесс органов и тканей” (Файбушевич В.М., 1959).

1.1.4. Минеральные воды Хакасии и бальнеологическая характеристика Хакасия богата минеральными озерами. Здесь насчитывается их более ста, в том числе двенадцать крупных: Тус, Шира, Беле, Утичье-3, Горькое, Черное, Учум, Алтайское, Тагарское, Плахино, Бейское, Минусинское (Кривошеев А.С., Хасанов А.П., 1990; Чикунова Т.М., Кривошеев А.С., 1991).

Весьма благоприятные условия для формирования минеральных вод сохранились в горно-складчатых областях, где их образование во многом обусловлено подъемом по трещинным системам глубинных газо-водных флюидов (Адилов В.Б. и др., 1983).

Как лечебные места, эти озера привлекли свое внимание еще в 18 века. А первое упоминание об озере Шира находим у путешественника П.С. Палласа, в чьем дневнике сохранилась запись о существовании соленого озера Шира-Куль и о его предполагаемых целебных свойствах.

В 1889 г. И.Т. Савенков описал геологические особенности озера и окружающей местности. Минусинский врач П.М. Попов первым опубликовал статью о лечебных достоинствах Шира. Наиболее ценным изучение минеральных вод явилось в 1891 г. профессором ТГУ Э.А. Леманом (Арнольд А.П., 1965; Букатин И.В., Абдин Н.Р., 1997). Группа ученых под руководством профессора М.Г. Курлова летом 1926 г. исследовала целебные свойства курорта “Озеро Шира”, акцентируя внимание его влияния на функции ЖКТ. М.Г. Курлов указывал, что ширинская вода является фактором, усиливающим пищеварительную деятельность ЖКТ, ее “разовое применение оказывает стимулирующее действие на секреторный аппарат желудка” (Портнягин С.Г., 1975).

К настоящему времени имеется много работ, подтверждающих результаты этих исследований. Установлено, что ширинская вода, принятая за 1-1,5 часа до еды, повышает секреторную деятельность главных клеток трубчатых желез, каемчатого эпителия и дуоденальных желез, но тормозит функции обкладочных клеток. Следовательно, повышается пепсинообразовательная функция железистых клеток, в то время как кислотообразующая – понижается (Завадовская Н.П., Тимофеев В.М., 1975). При приеме минеральной воды за 15 минут до еды не происходит выраженных сдвигов в секреторной деятельности железистых клеток трубчатых желез, наблюдается лишь незначительная тенденция в сторону повышения функции обкладочных клеток, синтезирующих соляную кислоту (Завадовская Н.П., 1971; Завадовская Н.П., Тимофеев В.М., 1975).

Положительное воздействие ширинской минеральной воды на секреторную функцию желудка отмечено так же Кучеровой Т.Я. (1987) – зарегистрировано повышение уровня кислотообразования и пепсинообразования в желудочном соке. Причем положительный эффект был особенно ощутим при использовании минеральных вод средней минерализации (10–12 г/л). Курсовое применение минеральной воды оказывает противовоспалительное действие на слизистую пищевода и желудка (Кучерова Т.Я., 1987).

Установлено, что лечение ширинской водой улучшает функциональное состояние печени, причем воды средней минерализации обладают более выраженным желчегонным действием (Кучерова Т.Я., 1987; Низкодубова С.В., 1977), которое также выражено при приеме подогретой воды (45 0С) (Арнольд А.П., 1971). При приеме менее минерализованной воды (5-6 г/л) из скважины № 4 курорта “Озеро Шира” более выражено желчеобразование (Арнольд А.П., 1971).

Как известно, питьевые минеральные воды, содержащие сульфатно-магниевые ионы, а именно эти ионы преобладают в ширинской воде, усиливают образование и выделение желчи, способствуют удалению из организма токсических веществ (Чернявский О.Н., 1991).

Таким образом, внутреннее применение минеральной воды является одним из ведущих факторов комплексного бальнеологического лечения заболеваний печени и желчных путей, желудка и кишечника. И не только этот водоем обладает чудотворным действием. Минеральные озера Хакасии по разнообразию химического состава и лечебных свойств не уступают известным курортам Крыма, Кавказа и Центральной Европы (Парначев В.П., Вишневецкий И.И., 1997).

Но многие озера еще не изучены. Объясняется это тем, что они залегают чаще всего на больших глубинах, а это сильно затрудняет их исследование (Кривошеев А.С., Хасанов А.П., 1990). Но изучение вод крайне важно для решения целого ряда важнейших вопросов курортологической практики.

Потенциальные возможности озера Шира, обладающего ценными рекреационными и бальнеологическими свойствами, очень велики и в настоящее время используются не полностью. Возникшие экологические проблемы и современный уровень природопользования ставят вопрос о повторном и более тщательном исследовании минеральной воды данного природного комплекса на органы пищеварения, в частности, на функциональную деятельность желудка (Левицкий Е.Ф. и др., 1997).

Курорт “Озеро Шира” расположен в северной части Минусинской котловины, в 12 км от железнодорожной станции Шира Ачинско–Абаканской ветки Восточно-Сибирской магистрали. Озеро находится в глубинной впадине, окруженной безлесными холмами, являющимися отрогами трех горных систем: Абаканских гор, Кузнецкого Алатау, Восточных Саян (Чикунова Т.М., Кривошеев А.С., 1991).

Песчаное дно озера составляет 360 м над уровнем моря. Площадь озера – 34,7 км 2, глубина – от 11,2 м до 21,6 м, ширина 5 км, протяженность 9,4 км.

Минеральный источник содержит слой пока еще не эксплуатируемой иловой грязи толщиной 86 см, запасы которого составляют 18,1 млн. куб. м (Арнольд А.П., 1965; Николаева Н.Н. и др., 1997). Донные отложения относятся к иловым сульфидным грязям, характеризуются следующими физико–химическими показателями: влажность 50-68 %, объемный вес – 1,31, сопротивление сдвигу – 4800 дин/см 2, засоренность < 0,1 %, содержание H2S – 0,15 %, органические вещества – 2 %. Выявлены антимикробные свойства лечебной грязи и антагонистические отношения грязевых микроорганизмов к патогенным бактериям (Гаранин А.Е., 1991; Николаева Н.Н. и др., 1997; Парначев В.П., 1999).

По данным авторов (Малахов А.М. и др., 1963; Парначев В.П., Вишневецкий И.И., 1997), а так же лаборатории изучения природных минеральных ресурсов Томского института курортологии и физиотерапии, минеральная вода озера Шира относится к высокоминерализованной сульфатно-хлоридной натриево-магниевой щелочной. Содержит в среднем 18,4 г/л растворенных солей, представляя собой “расконсервированную” воду субтропического морского палеобассейна с возрастом около 370 млн. лет. Соленость воды данного озера испытывает значительные колебания по глубине, увеличиваясь от 18 г/л у поверхности до 30 г/л в придонных слоях (Зубков В.Н. и др., 1997; Парначев В.П., 1999). Химический состав минеральной воды выражается формулой:

M 18,4 pH 8, В литре ширинской воды содержится: Cl- - 2278 мг (64 мг-экв; 25 экв%), SO42- - 8544,8 мг (178,02 мг-экв; 69 экв%), HCO3- - 805,2 мг (19,2 мг-экв; 5 экв%), СО32- - 288 мг (4,2 мг-экв; 1экв%), F- - 1,54 мг. Суммарное количество анионов – 11945,29 мг (260,02 мг-экв; 100 экв%); Na+, K+ - 3450,46 мг (150, 02 мг-экв; экв%), Mg2+ - 1307,2 мг (107,2 мг-экв; 41 экв%), Са2+ - 50 мг (2,5 мг-экв; 1 экв%).

Суммарное количество катионов – 4807,66 мг (260,02 мг-экв; 100 экв%); Br - мг, H3BO3 - 15,77 мг, кремниевая кислота (H2SiO3) - 23 мг, сухой остаток – 18358,0 мг. Содержится: Na2SO4 – 37,3 мг-экв.%, MgSO4 – 33,98 мг-экв.%, Mg(HCO3)2 – 3,2 мг-экв.%, Са(HCO3)2 – 2,08 мг-экв.%, СaCO3 - 0,88 мг-экв.%.

В минеральной воде озера Шира находятся медь, цинк, стронций (2,9 ПДК питьевой воды), бром (5,5 ПДК), литий, алюминий, железо, концентрации которых лежат в пределах зоны биотического действия и вне зоны токсического; органические вещества (18,5 мг/л), представленные на 80 % гумусовыми составляющими, нейтральными и кислыми битумами. Биомасса составляет 200-400 г/м3, включающая фито-зоопланктон (Зубков В.Н. и др., 1997; Левицкий Е.Ф. и др., 1997;

Малахов А.М. и др., 1963; Парначев В.П., 1999; Парначев В.П., Вишневецкий И.

И., 1997). Вода без цвета и запаха, слабосоленая на вкус; имеет высокую прозрачность, вызванной коагуляцией частиц при значительной солености.

1.2. Стресс как неспецифическая реакция организма Впервые неспецифический, общий тип реакций на действие разнообразных раздражителей описал в 1901 году Н.Е. Введенский и назвал его парабиотическим. В 1906 году другой русский выдающийся физиолог А.А. Богомолец на основании большого клинического материала установил, что различные воздействия на организм вызывают однотипные морфологические изменения в коре надпочечников. Однако широкое изучение неспецифических реакций организма началось благодаря Г. Селье. Именно он считается основоположником разработки данной проблемы. Селье определял стресс как неспецифическую реакцию организма, возникающую в ответ на действие внешних и внутренних факторов (Горизонтов П.Д., 1973). Им показано, что при воздействии разнообразных внешних раздражителей, стрессоров (физическая нагрузка, какой-либо яд, тревожное состояние или конфликт) организм отвечает неспецифическими реакциями защиты: учащением пульса, повышением артериального давления, увеличением в крови содержания гормонов-кортикостероидов.

Учение Г. Селье послужило толчком для дальнейших исследований в области изучения участия структур ЦНС, желез внутренней секреции, органов и тканей, целых систем в ответной реакции организма на стрессорный фактор в зависимости от его природы и длительности действия.

Стресс – это совокупность общих, неспецифических биохимических, физиологических и психических реакций организма в ответ на действие чрезвычайных раздражителей различной природы и характера, вызванных «напряжением» функций, в первую очередь органов, входящих как неспецифические составные компоненты в функциональные системы и обеспечивающих мобилизацию организма в целях поддержания гомеостаза или его адаптации (Ажипа Я.И., 1981; Горизонтов П.Д. и др., 1983; Заводская И.С. и др., 1987; Меерсон Ф.З, 1986; Панин Л.Е., 1983; Судаков К.В. и др., 1988; Фурдуй Ф.И., 1990).

Биологический смысл стрессовой реакции состоит в мобилизации, главным образом, тех структур функциональной системы, которые обеспечивают принятие решения и формирование многокомпонентного эффекторного ответа в целях «проигрывания» оптимального варианта интегральной реакции на основе вероятностного прогнозирования. Вместе с тем, чрезмерно интенсивная, затянувшаяся во времени стресс-реакция может ускорить износ организма и сыграть важную роль в патогенезе нарушений функций органов и систем (Гаркави Л.Х.

и др., 1998; Фурдуй Ф.И., 1990). Г. Селье в жизни человека выделяет два типа стресса: эустресс (от греческого «эу» – хороший) и дистресс (от латинского «дис» – плохой) (Селье Г., 1960, 1982). Также он считает, что специфическим проявлением состояния стресса является общий адаптационный синдром (ОАС).

По Селье ОАС развивается в виде трехфазной реакции, в которой он различает стадии: 1) тревоги; 2) резистентности; 3) истощения. Выздоровление организма происходит в стадии резистентности, а гибель может наступить либо в первой стадии – стадии тревоги, либо в стадии истощения (Гаркави Л.Х. и др., 1990; Горизонтов П.Д., 1976; Селье Г., 1972, 1982).

Стадия тревоги длится примерно 24-48 ч. Характеризуется уменьшением тимуса, лимфопенией, анэозинофилией, нейтрофильным лейкоцитозом, развитием кровоизлияний и язв в слизистой оболочке ЖКТ. В эндокринной системе происходит выброс в кровь адреналина надпочечниками, стимуляция секреции АКТГ гипофиза, приводящая к повышению секреции глюкокортикоидных гормонов коры надпочечников. Угнетены деятельность щитовидной, половых желез, иммунные реакции, секреция минералокортикоидных гормонов. Для стадии тревоги характерен катаболический процесс, проявляющийся в распаде белков, липолизе жиров, уменьшении количества инсулина в крови. Стадия состоит из двух фаз: фазы шока и фазы противошока. Для фазы шока характерны гипотермия, гипотония, депрессия ЦНС, понижение мышечного тонуса, повышение проницаемости клеточных мембран (особенно капилляров), явление катаболизма (дистрофия), отрицательный азотистый баланс, гипогликемия, лейкоцитоз, переходящий в лейкопению. Фаза противошока развивается в обратном направлении (повышение артериального давления, гипергликемия и т.д.), которые в конечном итоге ведут к восстановлению нарушенного равновесия и к развитию следующей стадии.

Стадия резистентности (устойчивости) по многим признакам отличается от предыдущей. Кора надпочечников обогащается секреторными гранулами, обмен становится анаболическим, неспецифическая устойчивость организма, то есть устойчивость к другим раздражителям, повышается. Происходит нормализация деятельности желез внутренней секреции и тимико-лимфотической системы, а иногда и повышение функциональной активности желез, угнетенных в первую стадию реакции.

При продолжительном слабом или интенсивном кратковременном действии патогенного раздражителя адаптационные возможности организма могут оказаться несостоятельными. Это вызывает потерю резистентности и развитие стадии истощения, характер изменений при которой напоминает реакцию тревоги, ведущей к различным дистрофическим процессам, раннему старению и даже гибели организма. В течение этой стадии секреция глюкокортикоидов снижается и, наконец, падает (Апчел В.Я., Цыган В.Н., 1999; Гаркави Л.Х. и др., 1998; Горизонтов П.Д., 1976; Горизонтов П.Д. и др., 1983).

Современное представление о стрессе дополнено, развито отечественными и зарубежными исследователями (Ажипа Я.И., 1981; Анохин П.К, 1979; Горизонтов П.Д. и др., 1983; Заводская И.С. и др., 1981, 1987; Закиров У.Б., Рянская О.М., 1987; Кассиль В.Г., 1976; Кокс Т., 1981; Меерсон Ф.З, 1986, 1993; Панин Л.Е., 1978, 1983; Робу А.И., 1989; Судаков К.В. и др., 1987, 1988; Фурдуй Ф.И., 1990; Хайдарлиу С.Х., 1989).

Многолетнее изучение механизмов развития стресса и его вредных последствий обусловило новый подход к определению этого понятия. Стресс это совокупность общих биохимических, физиологических, психологических реакций организма в ответ на действие чрезвычайных раздражителей различной природы и характера, вызванных «напряжением» функции в первую очередь органов, входящих, как неспецифические составные компоненты, в функциональные системы и обеспечивающих мобилизацию организма в целях поддержания гомеостаза или его адаптации (Фурдуй Ф.И., 1990).

В соответствии с концепцией Г. Селье, динамическое проявление стресса во времени называется "Общим Адаптационным Синдромом" (ОАС), который составляет неотъемлемый компонент срочного этапа адаптации ко всем без исключения факторам. Этот синдром не просто предшествует долговременной адаптации, а играет важную роль в её становлении.

Адаптация организма считается одним из основных его функциональных состояний и свойств, что определяет возможности человека и животных по обеспечению жизнедеятельности и выживания в изменившихся условиях внешней среды (Гаркави Л.Х. и др., 1990; Казначеев В.П., 1980; Шустов Е.Б. и др., 1999). Множество адаптивных механизмов включается в ответ на многочисленные физические факторы среды и, особенно к экстремальным её ситуациям, вызывая совокупность обратимых метаболических изменений в организме, направленных на поддержание гомеостатических процессов целостного организма и стационарных состояний всех его систем, в том числе и пищеварительной (Казначеев В.П., 1980; Меерсон Ф.З., 1986; Павлов С.Е., 1999; Судаков К.В., 1988;

Уголев А.М. и др., 1986; Фурдуй Ф.И., 1991).

Анализ литературных данных указывает на определяющее значение ЦНС в развитии стресса, характере и тяжести изменений физиологических функций, вызванных стрессорными воздействиями (Анохин П.К., 1979; Атякшина Д.А. и др., 1999; Гайдарова Е.В., Шевченко Т.А., 1999; Глазырина П.В., 1983; Горизонтов П.Д. и др., 1983; Калуев А.В., 1998, 1999; Павлов С.Е., 1999; Судаков К.В, 1981, 1997). Авторы этих работ считают, что неспецифические раздражители влияют в первую очередь на нервно-рефлекторные механизмы регуляции функций организма, направляя его деятельность на ликвидацию вредных последствий стрессовых воздействий.

Реализация стрессорного ответа осуществляется следующим образом. Неспецифический стимул (нервный импульс, химическое вещество или недостаток необходимого метаболического фактора) активирует “первый медиатор”, который стимулирует определенные нейроэндокринные клетки подбугорной области в срединном возвышении и трансформирует нервные сигналы в кортикотропный гормональный рилизинг-фактор – гуморальный передатчик, достигающий передней доли гипофиза. Роль подбугорной области определяется секреторной активностью нервных клеток, где осуществляется выработка кортикотропин-рилизинг-факторов (КРФ). Среди них существенную роль играют КРФ, возможно, предшественник АКТГ, влияющий на его синтез, и -КРФ, возможно, вазопрессин, влияющий на выброс АКТГ из передней доли гипофиза, который стимулирует кору надпочечников, вследствие чего в кровь выделяется значительное количество кортикостероидов (Селятицкая В.Г. и др., 1998; Соболев В.И., Чирва Г.И., 1999; Филаретов А.А. и др., 1994; Фурдуй Ф.И., 1991).

Глюкокортикоиды стимулируют неогликогенез, обеспечивающий организм запасами готовой к использованию энергии, необходимой для адаптации в стрессовой ситуации. Кроме того, они вызывают катаболические изменения, в результате чего отмечаются потеря массы тела, уменьшение массы печени, атрофия лимфатических узлов, сморщивание вилочковой железы, угнетение иммунных и воспалительных реакций, кровоизлияние в желудочно-кишечный тракт и другие.

При стрессе резко повышается уровень катехоламинов. Секреция адреналина регулируется лимбической системой, а ведущая роль в этом процессе принадлежит миндалевидным ядрам. Базальные миндалевидные тела обуславливают реакцию страха, тревоги, центральные же – реакцию, направленную на достижение определенной цели. При возбуждении базальных миндалевидных тел стимулируется преимущественно секреция адреналина, а центральных миндалевидных тел – норадреналина (Фурдуй Ф.И., 1990; Ronald E. de Kloet et al., 1996).

По современным литературным данным, в условиях стресса активируются основные эндокринные оси: адренокортикальная, соматотропная, тиреоидная.

Происходит перестройка гуморально-гормональных регуляторных систем в зависимости от природы и длительности действия стрессирующих факторов (Журнист А.Г. и др., 1999; Селятицкая В.Г. и др., 1998; Соболев В.И., Чирва Г.И., 1999; Филаретов А.А., 1994; Фурдуй Ф.И., 1991).

А.А. Филаретовым (1994) показано, что ГГАКС интегрирует афферентные сигналы при любой стресс-реакции и модулирует выходные сигналы ГГАКС адренокортикотропный гормон, кортикотропин-рилизинг фактор (КРФ), кортикостероиды (КС). Гормоны стресса, регулируя и перераспределяя поток энергии в организме, осуществляют ту неспецифическую функцию, на основании которой строятся новые специфические механизмы адаптации (Баженов Ю.И., Баженова А.Ф., 1998; Косицин Н.С. и др., 1999).

В настоящее время, выделяют несколько эффектов, через которые реализуется стресс-реакция в формировании адаптивных механизмов на уровне клеток и органов. Во-первых, эта мобилизация энергетических и структурных ресурсов организма, выражающаяся увеличением концентрации в крови глюкозы, жирных и аминокислот, нуклеотидов, кислорода (Панин Л.Е., 1978). Вовторых, направленное перераспределение этих ресурсов в функциональную систему, ответственную за адаптацию (Судаков К.В. и др., 1987). В-третьих, зафиксировано влияние "стрессорных гормонов" – катехоламинов (КА) и глюкокортикоидов на активность липаз, фосфорилаз, интенсивность процессов ПОЛ (Панин Л.Е., 1983). При ограниченном во времени стрессорном воздействии, вслед за катаболической фазой стресса, реализуется анаболическая, проявляющаяся генерализованной активацией синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Эта активация способна потенцировать формирование "структурного следа" и долговременной адаптации организма к изменившимся факторам внешней и внутренней среды (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Павлова В.И., 1990).

Стресс-реакция, закономерно возникающая при действии на организм экстремальных и новых факторов окружающей среды, не представляет, по мнемнению Ф.З. Меерсона (1986), самостоятельного явления. С самого начала она играет роль первичного и необходимого звена в формировании "структурного следа" при адаптации к различного рода экстремальным факторам (физическая нагрузка, гипоксия, голод, иммобилизация, холод, отрицательные эмоции) (Меерсон Ф.З., 1981, 1986). Именно стрессорные реакции обеспечивают условия для выбора и реализации специфических приспособительных реакций, благодаря включению которых достигается эффективная адаптация организма к конкретным изменившимся условиям среды (Давиденко Д.Н., 1998; Мурашев А.Н.

и др., 1999; Новиков В.С. и др., 1998; Хайдарлиу С.Х., 1989). По мере становления относительно устойчивой адаптации к конкретному фактору внешней или внутренней среды энергетически расточительные реакции угасают, и организм выходит на новый энергетически более выгодный режим функционирования (Векслер Л.И. и др., 1987; Пушкарев Ю.П. и др., 1999). Таким образом, стрессреакция, выработанная и эволюционно закреплённая, является необходимым механизмом для осуществления адаптации организма к факторам окружающей среды (Меерсон Ф.З., 1981; Фурдуй Ф.И., 1990).

Со стороны системы крови происходят изменения, заключающиеся в увеличении количества нейтрофилов и снижении количества лимфоцитов и эозинофилов в периферической крови, а также гиперплазии костномозгового эритро - и гранулоцитопоэза (Гольдберг Е.Д. и др., 1990, 1996; Горизонтов П.Д. и др., 1983; Дыгай А.М. и др., 1990; Скурихин Е.Г., 1997).

Работами Ф.З Меерсона (1981) доказана значимость важного фактора, модулирующего стресс-реакцию и обеспечивающего адаптацию организма к экстремальным воздействиям - это эндогенные стресс-лимитирующие системы организма (СЛС), предупреждающие стрессорное повреждение органов.

Ф.З. Меерсон (1981) сформулировал гипотезу, суть которой состоит в том, что одним из важнейших механизмов адаптации к стрессорным ситуациям окружающей действительности является активация центральных регуляторных механизмов, которые при действии стресс-факторов тормозят выход рилизингфакторов и, как следствие, выход катехоламинов и кортикостерона. В головном мозге определённые системы нейронов осуществляют синтез и выделение медиаторов: ГАМК, дофамина, серотонина, глицина, опиоидных и других пептидов, которые взаимодействуют со стресс-реализующими системами (СРС) и модулируют их активность. Эти системы ограничивают стресс-реакцию и играют существенную роль в адаптации организма к повторяющимся ситуациям.

Аналогичным образом на периферии действуют не менее важные регуляторные системы адениннуклеотидов, простагландинов, антиоксидантов, NO – система и система цитокинов, которые, выступая в роли модуляторов через ограничение чрезмерных эффектов катехоламинов и других факторов, становятся основой десенситизации и предупреждают стрессорные повреждения (Меерсон Ф.З., 1986; Московская С.И, 1988; Пасечников В.Д., 1988). Эти центральные и периферические механизмы были обозначены как стресс-лимитирующие или модуляторные системы (Меерсон Ф.З., 1986).

Центральные стресс-лимитирующие системы. Главное место в ограничении стресс - реакции занимают ГАМК -, серотонин- и опиоидергическая системы (Меерсона Ф.З., 1986). Опиоидные пептиды (ОП) находятся в тесном функциональном контакте как со СРС, так и со СЛС, оказывая на эти системы модулирующее действие. Так, данные пептиды ограничивают эффекты активации адренергической системы (Хаiо R.Р. et а1., 1997) и потенцируют действие серотонинергической и простагландиновой систем (Пшенникова М.Г., 1987).

Стресс-реакция, вызванная самыми различными факторами - от эмоционально-болевого воздействия до инфаркта миокарда - сопряжена с активацией ГАМК-ергической системы в полушариях головного мозга (Меерсон Ф.3.,1981). Один из метаболитов этой системы - гамма-оксимасляная кислота подавляет стресс-реакцию при ее введении (Меерсон Ф.З. 1981). Последующее изучение эффектов системного введения ГАМК (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Павлова В.И., 1990), приводящее к повышению активности центральной ГАМК-ергической системы, показало, что ГАМК препятствует развитию стрессорных повреждений сердца и желудка при адаптации к острой иммобилизации. Эти защитные эффекты связаны с подавлением выброса АКТГ и ограничением норадренергического возбуждения в ЦНС. Кроме того, ГАМК, возможно, подавляет активность симпатических центров и снижает тонус периферических симпатических нервов (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988;

Павлова В.И., 1990; Раевский К.С., Георгиев В.П., 1986).

Некоторые литературные данные свидетельствуют об участии дофаминергической системы в качестве лимитирующей системы стресса. По данным С.О.

Варфоломеева (1985), плотность дофаминовых рецепторов в мозге устойчивых к стрессу крыс достоверно выше, чем у сенситивных к экстремальным воздействиям животных. Показано, что дофамин (ДА) ингибирует секрецию АКТГ и блокирует эффект гормона на секрецию глюкокортикоидов изолированными клетками надпочечников, тормозит биоэлектрическую активность центральных адренергических нейронов (Горбунова А.В., 1994). Агонисты ДА рецепторов способны предупреждать образование стрессорных язв желудка.

Сопряжённая со стресс-реакцией активация доказана и для серотонинергической системы головного мозга. Серотонин, синтезирующийся в нейронах ядер шва ствола мозга, поступает по аксонам этих нейронов в гипоталамус и лимбическую систему. Под влиянием стрессорных воздействий высвобождение, распад, ресинтез серотонина в этих и других структурах мозга закономерно возрастает (Меерсон Ф.З., 1986). Значимость этого факта определяется тем, что серотонин, ограничивая возбуждение адренергических центров головного мозга, оказывает влияние на ключевой гормон стресса - АКТГ, лимитируя стресс-реакцию (Ажипа Я.И., 1981; Жукова Т.В. и др., 1994; Плехова Е.И., 1987; Хайдарлиу С.Х., 1989). Серотонинергическая система ингибирует свободнорадикальные процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в биомембранах (Балаклеевский А.И. и др., 1985; Гончаренко Е.Н., Кудряшов Ю.Б., 1985). Установлено, что фармакологически детерминированное накопление этого биогенного амина в нервной ткани головного мозга уменьшает число эрозий и язв на слизистой оболочке желудка (Гриднева В.И., Иордан А.Н., 1999;

Корякина Л.А., Серова Л.И., 1989; Переверзев В.А. и др., 1992).

Периферические стресс-лимитирующие системы. Активация периферических СЛС также сопряжена со стресс-реакцией, причём наиболее обстоятельно это сопряжение изучено для системы простагландинов (ПГ). Под влиянием стрессорного адренергического эффекта увеличивается активность фосфорилаз и, как следствие, образование предшественника простагландинов - арахидоновой кислоты. Увеличение уровня катехоламинов вызывает активацию образования и высвобождения простагландинов группы Е, которые в свою очередь, по принципу обратной связи, ограничивают действие катехоламинов. Блокируется как их выделение из нервных окончаний, так и их эффекты в органах-мишенях (Меерсон Ф.З., 1981; Хорева С.А., Медведев М.А., 1993). Наиболее чётко профилактический эффект проявляется в их способности предупреждать развитие язвенных поражений слизистой желудка при стрессе, поскольку ПГ обладают вазодилататорным действием и способны ограничивать влияние катехоламинов (Меерсон Ф.З., 1986; Пасечников В.Д., 1988).

Антиоксидантные системы ограничивают ПОЛ, предупреждая тем самым мембраны от повреждения при стрессе (Бабанов А.Г., Назаров В.И., 1999;

Яковлев В.Н., Карпова А.В., 1999). Ферментная система антиоксидантов, которая ингибирует ПОЛ на этапе инициации, представлена супероксидисмутазой и глютатионпероксидазой (Мацкевич А.А., Сазонтова Т.Г, 1999; Меерсон Ф.З., 1986). Естественными антиоксидантами, обрывающими ПОЛ на этапах продолжения и разветвления, являются вещества группы витаминов А, Е, К, Р, стероидные гормоны, аскорбиновая кислота и другие (Меерсон Ф.З., 1986; Соколовский В.В., 1984).

Ключевым звеном механизма адренергической вазоконстрикции и ишемических поражений при стрессе является усиление продукции в желудке главного вазодилататора оксида азота (NO), являющегося локальным стресслимитирующим фактором (Маленюк Е.Б. и др., 1998; Пшенникова М.Г. и др., 1999). NO способен ограничивать стрессорную вазоконстрикцию артериол желудка, активировать экспрессию антиоксидантных ферментов и стимулировать синтез простагландинов, которые обеспечивают антистрессорные эффекты адаптации, в частности, в отношении желудка, увеличивая секрецию слизи, желудочного сока и уменьшая кислотно-пептический фактор (Маленюк Е.Б. и др., 1998; Петракова Г.М. и др., 2002; Пшенникова М.Г. и др., 1999, 2001).

Характеризуя состояние СЛС в процессе стресс-реакции, можно отметить следующие факты: во-первых, стресс-реакция закономерно сопряжена с активацией биосинтеза и выделения в кровь метаболитов центральных и периферических СЛС (Меерсон Ф.З., 1986); во-вторых, сопряжение СРС и СЛС является общим механизмом своевременного ограничения стресс-реакции, которое эволюционно детерминировано для всех СЛС (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988); втретьих, отмечается модулирующее влияние одних СЛС на другие и их взаимное влияние на обмен и выделение медиаторов (Ажипа Я.И., 1981); в-четвёртых, метаболиты и активаторы СЛС, а также синтетические аналоги этих соединений успешно предупреждают стрессорные повреждения внутренних органов (Гольдберг Е.Д. и др., 1990; Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н., 1994; Меерсон Ф.З., 1993).

Функция СЛС сопряжена с функцией СРС, и соответственно, их функциональные возможности должны возрастать при повторных стрессорных воздействиях. Это ограничивает стресс-реакцию и обеспечивает защитные эффекты адаптации. Изучение центральных и периферических механизмов, ограничивающих стресс и играющих роль в адаптации, позволяет использовать метаболиты СЛС и их синтетические аналоги для предупреждения, устранения стрессорных заболеваний. Основными органами мишени являются сердце и желудок.

1.2.3. Стрессорное повреждение желудка и последствия стресса В настоящее время в литературе имеется множество данных, указывающих на то, что различные по своей природе стрессоры оказывают повреждающее действие на желудок. Следствием этих повреждений является возникновение язвенных дефектов и геморрагии в желудке (Аксёнова Т.А. и др., 1999; Гуска Н.И., 1990; Перцов С.С., 1995; Филаретова Л.П., 1995).

Язвенные поражения желудка при самых различных стрессорных воздействиях возникают с таким большим постоянством, что были внесены в список обязательных признаков первой аварийной стадии стресс-синдрома. Развитие язв составляет одно из первых и достаточно чётких превращений стресса в звено патогенеза (Меерсон Ф.З., 1981). Повреждения слизистой желудка, по своим морфологическим свойствам напоминающие те, которые описал при экспериментальном стрессе Г. Селье (1960), встречаются у людей при интенсивном и продолжительном действии стресс-факторов и в связи с этим получили название стрессорной язвы (Фурдуй Ф.И., 1990).

Гормоны коры надпочечников (глюко- и минералокортикоиды) оказывают многообразное действие на желудок. Минералокортикоиды угнетают секреторную, кислотообразующую, моторную и эвакуаторную функции желудка, увеличивают латентный период отделения желудочного сока, ускоряют регенерацию тканей. Глюкокортикоиды, с одной стороны, стимулируют секреторный аппарат желудка и участвуют в трофических процессах его слизистой оболочки. С другой стороны, они характеризуются ульцерогенным воздействием на нее (Гуска Н.И., 1987). Глюкокортикоидные гормоны оказывают влияние на выработку гастрина (увеличивая ее) и усиливают секреторный эффект гастрина и гистамина (Аруин Л.И. и др., 1986).

Василенко В.Х. и др. (1987) установлено, что при усилении адренокортикотропной функции гипофиза и глюкокортикоидной функции надпочечников происходит повышение кислотно-пептической активности желудочного сока, ослабление слизистой оболочки желудка, ухудшение ее кровоснабжения. Филаретовой Л.П. (1995) было показано, что избыток эндогенных глюкокортикоидов в организме приводит к усилению слизе- и ферментообразования в желудке, появляется тенденция к повышению концентрации соляной кислоты в базальном желудочном соке, наблюдается стимуляция секреции желудком как факторов “агрессии”, так и факторов “защиты”.

В литературе показано, что для выяснения действия стресса на морфофункциональное состояние желудка используются различные стрессорные факторы. В работе Л.П. Мягковой (1982) 24-часовая иммобилизация животных вызывала образование язвенных дефектов. Образование язв зарегистрировано у % крыс, подвергнутых длительной иммобилизации и 24-часовому голоданию (Иордан А.Н., 1998; Иордан А.Н., Гриднева В.И, 1999; Перцов С.С., 1995), частичной иммобилизации (Лишманов Ю.Б., 1988; Тарасенко Л.М., Петрушанко Т.А., 1991), иммобилизационно-холодовом стрессе (Попович И.Л. и др., 1992) и воздействии болевых и эмоционально-болевых факторов (Корякина Л.А., Серова Л.И., 1989; Павлова В.И., 1990; Хоч Н.С., 1997).

Считается, что стрессорные воздействия приводят к нарушениям нервной и эндокринной регуляции желудка (Заводская И.С. и др., 1981, 1987; Комаров Ф.И. и др., 1984; Косенко А.Ф., 1977; Фишер А.А., Гельвих В.И., 1988). Нарушения регуляции вызывают изменения тех локальных процессов в слизистой, которые обеспечивают поддержание её целостности. Эти изменения зависят от соотношения факторов агрессии (секреция соляной кислоты, протеолитические ферменты, моторика) и защиты (слизисто-бикарбонатный барьер, регенерация эпителия слизистой оболочки, кровоток), изменяющихся под влиянием стрессорных воздействий (Василенко В.Х. и др., 1987; Гуска Н.И., 1990; Кутряну Б.Н., Шептулин А.А., 1990; Смирнов К.В., 1990, 1994).

Различные по своей природе стрессоры влияют на показатели секреторной функции желудка. Электрическая стимуляция блуждающего нерва увеличивает секрецию соляной кислоты. Данные Н.М. Маевской (1972) указывают на то, что часовое эмоциональное возбуждение приводит к гиперсекреции желудочных желез, усилению возбуждения вагуса. Иммобилизационный и водноиммерсионный стресс вызывает повышенную секрецию HCl. Н.И. Гуска (1987) отмечает колебания основных компонентов желудочного сока у крыс при гипокинезии, боли, охлаждении. Ею была установлена гипертрофия желудочных желез у животных под влиянием стрессорных факторов. Есть данные о том, что секреторная функция тормозится и достигает нормального уровня после прекращения стрессорного воздействия (Попович И.Л. и др., 1992). Хотя в литературе большее внимание уделяется роли кислоты, понятен вклад пепсина в образование язвенного дефекта. Стресс может стимулировать секрецию пепсина (Иордан А.Н., 1998), который вызывает протеолиз и приводит к возникновению язвенного дефекта (Мишулин О.Н., Зверков И.В., 1990). К агрессивным факторам относят усиление моторной функции желудка, обусловленное стрессом (Кузнецова Н.Н. и др., 1999; Шемеровский К.А. и др., 1999). При резком усилении сокращений мускулатуры желудка возможны сдавливания, ущемления интрамуральных кровеносных сосудов, приводящие к стазу крови и ишемии слизистой оболочки желудка (СОЖ) (Бергер Э.Н., 1980).

Язвенный дефект образуется, если нарушены защитные механизмы СОЖ (Тарасенко Л.М., Петрушанко Т.А., 1991). К ним относят слизисто-бикарбонатный барьер, регенеративные способности эпителия и хорошее кровоснабжение. Слизисто-бикарбонатный барьер - первая линия защиты против кислотно-пептического фактора. Стрессорные воздействия уменьшают скорость образования и количество слизи, изменяя её состав (Иордан А.Н., Гриднева В.И, 1999; Лазарев П.И., 1989), уменьшают секрецию бикарбонатов, препятствуют процессу ощелачивания в желудке (Филаретов А.А., 1987; Филаретова Л.П., 1995). Способность эпителиальных клеток к активной регенерации является защитным фактором (Григорьев П.Я., Исаков В.А., 1990).

Фактором, играющим роль в цитопротекции слизистой, является и нормальный кровоток в ней. Увеличение кровотока в СОЖ защищает её от повреждений (Василенко В.Х. и др., 1987; Гребенёв А.Л., Шептулин А.А., 1995). Но механизмы, приводящие к геморрагиям, эрозиям и язвенным поражениям желудка, выявлены далеко не в полной мере. Известно, что деятельность пищеварительного аппарата и его желез регулируется сложными нейрогуморальными механизмами, важнейшая роль в которых принадлежит ЦНС. Так, одной из основных патогенетических концепций язвенной болезни является кортиковисцеральная теория. Согласно ее авторам (Богородский А.Ю., 2000), эмоциональное перенапряжение ведёт к нарушению функционального состояния коры головного мозга, в результате ослабляется тормозящее влияние коры на подкорковые центры. Образующиеся в подкорковых структурах очаги «застойного» возбуждения, способствуют возникновению различных эндокринных и биохимических сдвигов в организме, нарушению секреторной и моторной функций желудка, спазму сосудов его стенки, расстройствам трофических процессов в СОЖ. Эти изменения приводят к язвообразованию.

Считается, что ведущая роль в патогенезе язвенных поражений желудка принадлежит гипоталамусу, являющемуся основным звеном в центральной нейрогуморальной регуляции организма в норме и при адаптации к экстремальным воздействиям. В язвообразовании участвуют как нервно-проводниковые влияния, реализующиеся через передний отдел гипоталамуса и парасимпатическую нервную систему, так и нервно-гуморальные механизмы через задний отдел гипоталамуса и симпатоадреналовую систему (Косенко А.Ф., 1977). Нервногуморальные влияния на процесс язвообразования реализуются через систему ГГНС. Многими исследователями установлено влияние АКТГ на желудочную секрецию и образование язвенных дефектов в слизистой оболочке желудка при гиперкортицизме (Косенко А.Ф., Коршак А.А., 1986; Малышенко И.М., Елисеев А.В., 1993; Смагин В.Г. и др., 1984; Тигранян Р.А., 1990). В развитии язвенных поражений желудка основную роль играет возбуждение адренергических механизмов регуляции, приводящих к изменению кислотности и ферментативной активности желудочного сока, моторики, изменению кровотока в слизистой (Ступин В.А., Силуянов С.В., 1997; Ягода А.В., Мосин В.И., 1980). Возбуждающее действие КА на желудочную секрецию многие исследователи связывают с их стимулирующим влиянием через -адренорецепторы париетальных, главных и гастриноцитов фундальных желез, и тормозным влиянием через адренорецепторы на кровоснабжение слизистой оболочки желудка (Корякина Л.А., Серова Л.И., 1989; Косенко А.Ф., Коршак А.Л., 1988; Маслова Л.Н. и др., 1990). Экспериментальное подавление возбуждения центральной адренергической регуляции предупреждает стрессорные поражения желудка (Закиров У.Б., Рянская О.М., 1987; Павлова В.И., 1990; Скурыгин В.П., 1995).

Таким образом, морфо-функциональные изменения желудка в ответ на действие чрезвычайных раздражителей формируются при участии стресс-реализующих систем (СРС), которые вызывают нарушение соотношения агрессивных и защитных факторов в сторону ослабления последних, что может индуцировать образование язвенных дефектов в СОЖ. Одной из универсальных регуляторных систем, функционирующих в условиях стресса и адаптации, являются эндогенные стресслимитирующие системы, позволяющие сглаживать стресс-реакцию, ограничивать стрессорные повреждения висцеральных органов, в частности, желудка.

Рассматривать проявления стрессорных реакций как процессы всегда безболезненные и целесообразные было бы неверно. Именно Г. Селье (1960) первым обратил внимание на то, что неадекватно сильная реакция организма на экстремальный фактор может привести к "болезням адаптации". Литературные данные позволяют сделать вывод, что стресс может служить патогенетической основой развития сердечнососудистых заболеваний (Барбараш Л.С. и др., 1999; Пьянов В.Д. и др., 1999; Судаков К.В., 1997; Фёдоров Б.М., 1991).

Представители разных научных дисциплин, исследуя стресс и его значение для здоровья и болезней человека, утверждают, что до 90 % заболеваний может быть связано со стрессом (Эверли Дж., Розенфельд Р., 1985). В настоящее время доказано, что под влиянием стресса страдают функции мозга - нарастают признаки утомления, ухудшается память, происходят срывы высшей нервной деятельности, развиваются неврозы (Скурихин Е.Г., 1997; Скурыгин В.П., 1995). Стресс может привести к нарушению функции эндокринной системы (Фурдуй Ф.И., 1990), обмена веществ (Панин Л.Е., 1983). Стрессорные факторы любой природы оказывают значительное влияние и на деятельность пищеварительной системы (Гриднева В.И, Иордан А.Н., 1999; Косенко А.Ф., 1977; Смирнов К.В., 1990, 1994; Уголев А.М. и др., 1986).

Важную роль в возникновении повреждений организма может играть генетически детерминированная или приобретённая в онтогенезе резистентность организма к стрессу. Одним из таких факторов является возраст. Работами Ф.З Меерсона (1981) доказана значимость другого не менее важного фактора, модулирующего стресс-реакцию и обеспечивающего адаптацию организма к экстремальным воздействиям - это эндогенные стресс-лимитирующие системы (СЛС) организма, предупреждающие стрессорное повреждение органов.

Итак, стресс-реакция, которая сформировалась в ходе эволюции как необходимое звено индивидуальной адаптации организма, в случае чрезмерно интенсивных или неадекватно длительных воздействий сама может явиться источником органных и системных нарушений. Это позволяет рассматривать стресс в качестве одного из важнейших звеньев патогенеза основных неинфекционных заболеваний (Лишманов Ю.Б., 1988). В их числе сердечно-сосудистые (гипертонические болезни, склероз венечных артерий сердца с инфарктом миокарда и артерий мозга с нарушениями мозгового кровообращения), заболевания ЖКТ (язвенная болезнь желудка, язвенный колит и другие), заболевания желез внутренней секреции, некоторые нервные и психические заболевания (Фурдуй Ф.И., 1990).

Для устранения этих нарушений широко используют фармакологические препараты. В малых дозах они снимают тревогу, а в больших вызывают сон.

Барбитураты угнетают деятельность, главным образом, ретикулярной формации и коры головного мозга. Большим недостатком их является стимулирующее воздействие на синтез ферментов печенью, а также состояние наркотической зависимости и поэтому могут использоваться только на короткий срок. К тому же, лекарства должны назначаться по возможности в малых дозах и на короткое время с учетом индивидуальных особенностей пациента и лучше всего во время стрессорного воздействия или перед ним (Фурдуй Ф.И., 1990, 1991).

Поэтому встал вопрос, а есть ли препараты природного происхождения для устранения последствий стресса и его профилактики, которые не оказывают побочного действия и довольно эффективны. Минеральные воды, обладающие многогранными биологическими свойствами, являются уникальным средством профилактики и лечения различных заболеваний, в особенности ЖКТ. На основании этого можно сделать предположение об использовании природных факторов для ограничения стресс-реакции. Отсюда возник интерес к изучению действия минеральной воды на секреторную и экскреторную функции желудка при стрессе.

2.1. Характеристика экспериментальных животных и общая структура Опыты проводились в хроническом эксперименте на 6-8 беспородных собаках-самцах, массой от 15,95 до 21,1 кг, оперированных под нембуталовым наркозом с образованием фистулы желудка по Басову (Эголинский А.Я., 1923).

Фистула желудка накладывалась обычным способом на переднюю стенку фундального отдела желудка (Лопухин Ю.М., 1971). Эксперимент начинали через месяц после операции, чтобы животные привыкли к станку, к условиям лаборатории и после установления у них равномерного отделения чистого желудочного сока. Все собаки находились в виварии на стандартном рационе в режиме одноразового кормления. Систематически контролировалось их общее состояние, аппетит, вес. Исследования на одной и той же собаке ставились не чаще двух раз в неделю. Животных брали в опыт после 18-часовой депривации без ограничения доступа к воде, в одно и тоже утреннее время. Перед опытом желудок предварительно промывали с помощью аппарата Боброва от возможных остатков пищи.

В качестве стимулятора желудочной секреции во всех сериях эксперимента использовали карбахолин производства «Sigmа», США (6 мкг/кг, внутримышечно). Определялся латентный период – время от момента введения карбахолина до появления первых капель сока. Иммобилизационный стресс (ИС) создавался помещением животных перед опытом на 18 часов в клетки, максимально ограничивающие их двигательную активность.

Перед каждой серией эксперимента устанавливался исходный фон желудочной секреции по показателям секреторной функции желудка. В качестве контроля использовалась вода томского водопровода, химический состав которой следующий (Куровский А.В., 1998): Ca 2+ - 48 мкг/л, Mg2+ - 19,2 мкг/л, Cl мкг/л, рН – 7,15, суммарная концентрация солей – 102,7 г/л.

Для решения задач работы выполнены следующие серии экспериментов:

Контроль (карбахолин) - секреция, стимулированная n = 65 карбахолином 2. Контроль с разовым введением водопроводной воды n = 43 разового введения Стресс - контроль (иммобилизационный стресс + n = 59 карбахолин) Стресс - контроль + разовое введение водопроводной n = 43 воды (5 мл/кг, 21 0С) Стресс + разовое введение минеральной воды озера n = 46 Контроль с курсовым введением водопроводной воды n = 43 (5 мл/кг, 21 0С) в течение10 дней курсового введения в течение 10 дней 9. Курсовое введение водопроводной воды (5 мл/кг, n = 43 21 С) + иммобилизационный стресс 10. Курсовое введение минеральной воды озера Шира n = 49 (5 мл/кг, 21 С) + иммобилизационный стресс Всего в рамках данной работы выполнено 10 серий экспериментов, поставлено 455 хронических опытов, проведено экспериментальных наблюдений 2275 и проделан анализ 15.925 проб.

Эксперимент делился на два блока: серии с изучением действия минеральной воды озера Шира в дозе 5 мл/кг температурой 21 0С после иммобилизационного стресса и серии со стрессом на фоне курсового введения минеральной воды. Перед каждой серией опытов проводились контрольные эксперименты с водопроводной водой в дозе 5 мл/кг температурой 21 0С, введенной в желудок собак через фистулу за 30 минут до введения карбахолина (в случае действия минеральной воды после ИС) и с курсовой водопроводной водой в дозе 5 мл/кг температурой 21 0С, вводимой в желудок собак в течение 10 дней в одно и то же время утром натощак до начала серии эксперимента (в случае действия курсовой минеральной воды до ИС). При аналогичных условиях ставились серии с минеральной водой при физиологических условиях, серии с ИС и серии с сочетанным действием минеральной воды и стресса. Показатели желудочной секреции исследовались в динамике желудочного сокоотделения.