Вперше виявлено, що моносенсорні нейрони превалюють у передньому гіпоталамусі, а тетрасенсорні нейрони превалюють в RPO. Виявлено максимальну концентрацію тетрасенсорних нейронів у зоні, прилеглій до супраоптичного ядра.
Вперше встановлено відмінності в реакціях полісенсорних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса у відповідь на різномодальні зміни констант гомеостазу, які обумовлюють їх специфічну форму підтримки цієї константи у межах кожної вісцеральної системи.
Вперше виявлений надто ефективний тонічний вплив кори головного мозку на нейрони RPO і переднього гіпоталамуса. Встановлено, що перебудова ФІА визначена у більшої кількості цих нейронів у відповідь на електричні подразнення зон неоархіпалеокортекса, ніж у відповідь на зміни гомеостатичних констант.
Вперше виявлено відсутність значущих відмінностей у характері та кількості реакцій різних груп вісцеросенситивних нейронів на кортикальну стимуляцію і доведено неспецифічний вплив кортикальної аферентації на центри термо-, глюко-, осмо- і пресорегуляції.
Розроблено та застосовано методичний та методологічний принцип аналізу імпульсації, який ґрунтується на урахуванні двох параметрів ФІА, що вагомо збільшує інформативність дослідження ФІА при вісцеральній ідентифікації нейронів RPO і переднього гіпоталамуса.
Розроблено (запатентовано) та реалізовано статистичний метод дослідження ФІА нейронів, який заснований на критеріальній оцінці рівня значущості розрізнення.
Розроблено (запатентовано) і застосовано в експерименті пристрій для штучної вентиляції легень лабораторних тварин, який заснований на пневмоелементах, що усувають генерацію електричних полів, які перешкоджають проведенню електрофізіологічного експерименту.
Практичне значення одержаних результатів.
Розкрито біологічне значення функціонального зв’язку та взаємодії різних механізмів регуляції вегетативних функцій на рівні RPO і переднього гіпоталамуса. Вагоме превалювання в RPO і передньому гіпоталамусі полісенсорних нейронів у порівнянні з моносенсорними переконливо доводить, що в організмі не відбувається ізольовано зміна тільки одного гомеостатичного показника, й коливання будь-якої константи гомеостазу неодмінно викликає зрушення інших гомеостатичних параметрів, тому механізми підтримки різних констант гомеостазу включаються водночас і виконуються поєднано.
Дослідження конвергентних властивостей нейронів і визначення комбінацій стимулів, до яких одночасно були чутливі досліджувані нейрони, виявило наявність у RPO і передньому гіпоталамусі поліспецифічних елементів, що взагалі надає зовсім новий погляд на поняття „специфічності”, як властивості регуляторних нейронів. Але ж саме ці функціональні особливості нейронів RPO і переднього гіпоталамуса та їх діяльність під час зрушення будь-якої константи гомеостазу і визначають механізм центральної регуляції гомеостазу, який забезпечує підтримку констант гомеостазу і динамічний фізіологічний баланс при змінах навколишнього середовища.
Виявлення в RPO і передньому гіпоталамусі бісенсорних термо-глюкосенситивних нейронів, що забезпечують контроль енергоресурсів і термогенезу, пояснює посилення відчуття голоду при переохолодженні і анорексію під час лихоманки. Виявлення глюко-осмосенситивних нейронів обумовлює їх причетність до системи осморегуляції, як компонента питної поведінки, і обумовлює спрагу під час прийому їжі. Виявлення пресо-термосенситивних нейронів зумовлює кардіорефлекси (зокрема зміну артеріального тиску) при тепловому ударі; вегетативні температурні прояви при адреналіновому стресі; гіпотермію і відчуття холоду при падінні артеріального тиску внаслідок гострої крововтрати та ін.
Виявлене превалювання серед усіх трисенсорних нейронів, елементів, які одразу чутливі до термо-, глюко- та осмотичних стимулів здійснює нейронами RPO і переднього гіпоталамуса центральний контроль енергоресурсів та метаболічного стану за рахунок термогенезу та водно-електролітному обміні.
Встановлений механізм регуляції гомеостазу, заснований на взаємодії різних регуляторних систем, завдяки діяльності поліспецифічних нейронів RPO і переднього гіпоталамуса надає підставу у клініці розробляти більш ефективні шляхи лікування, які повинні бути спрямовані не тільки на встановлення зміненої константи (або констант) однієї вісцеральної системи, а також здійснювати паралельний вплив на інші вегетативні функції й вісцеральні системи організму.
Запропонований методологічний принцип аналізу ФІА нейронів може бути використаний у наукових лабораторіях під час проведення близьких за напрямком експериментальних досліджень, для вивчення часових біологічних процесів за допомогою методів доказової медицини.
Матеріали дисертації впроваджено у навчальний процес на кафедрах фізіології і патологічної фізіології ДонНМУ ім. М.Горького (акти впровадження від 05.02.2007), кафедрі фізіології людини та тварин ДНУ (акт впровадження від 14.03.2007), кафедрі нормальної фізіології ДДМА (акт впровадження від 25.01.2007), на кафедрі пропедевтики внутрішніх хвороб ДонНМУ ім. М.Горького (акт впровадження від 22.03.2007), кафедрі анестезіології, інтенсивної терапії та медицини невідкладних станів ФІПО ДонНМУ ім. М.Горького (акт впровадження від 04.04.2007).
Особистий внесок здобувача.
Автором особисто окреслено мету, визначено завдання роботи; проведені експериментальні дослідження; розроблені статистичні методики, підходи, обґрунтовано використання експериментальних пристроїв; особисто проведено обробку й аналіз отриманих результатів; сформульовані основні положення і висновки. У дисертації не використано ідеї та розробки, що належать співавторам опублікованих робіт.
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що увійшли до цієї роботи доповідались та обговоренні на: II конференції Українського товариства нейронаук, присвяченій 70-річчю кафедри фізіології ДонДМУ (Донецьк, 24-27 травня 2001); XIII з’їзді фізіологічного товариства ім. Павлова (Казань, 25-28 вересня 2001); IV Всесвітньому з’їзді патофізіологів, нейроморфологів, мікробіологів (Будапешт, 2002); Х міжнародній конференції з нейрокібернетики “Проблемы нейрокибернетики” (Ростов-на-Дону, 2002); VIII Міжнародній конференції “Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы”, присвяченій пам’яті академіка О.Г. Баклаваджяна (Донецьк-Слов’янськ, 3-6 червня, 2003); Ювілейній конференції “Пурины и монооксид азота”, присвяченій 50-річчю з дня заснування Інституту фізіології Національної академії наук Білорусі (Мінськ, 7-8 жовтня 2003); Міжнародних читаннях “Фундаментальные и клинические аспекты интегративной деятельности мозга”, присвячених 100-річчю з дня народження академіка Е.А. Асратяна (Москва; 2003); III Конференції Українського товариства нейронаук, присвяченій 75-річчю ДонДМУ (Донецьк-Слов’янськ, 23-26 травня 2005); I з’їзді фізіологів СНГ (Дагомис, Сочі, 19-23 вересня 2005); ХIV міжнародній конференції з нейрокібернетики “Проблемы нейрокибернетики” (Ростов-на-Дону, 2005); XV з”їзді Українського фізіологічного товариства, (Чернівці, 23-25 травня 2006); V Всесвітньому з’їзді патофізіологів, нейроморфологів, мікробіологів (Пекін, 2006); IV з’їзді Українського біофізичного товариства (Донецьк, 19-21 грудня 2006); IX Міжнародній конференції “Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы”, присвяченій 75-річчю кафедри фізіології ДонДМУ (Донецьк-Слов’янськ, 23-25 травня 2007); III Міжнародному міждисциплінарному конгресі “Нейронаука для медицины и психологии” (Судак, АР Крим, 12-20 червня 2007).
Публікації. Матеріали дисертації опубліковано у 60 вітчизняних і закордонних журналах, зокрема у 2 монографіях, 20 статтях у наукових фахових виданнях, 2 деклараційних патентах, 36 статтях та тезах у збірках наукових праць, матеріалах з’їздів та конференцій.
Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, десяти розділів, висновків, списку використаних джерел та додатку; викладена на 323 сторінках комп’ютерного тексту. Робота ілюстрована 23 таблицями на 12 сторінках та 74 рисунками на 50 сторінках. Список використаних джерел містить 317 вітчизняних та іноземних найменувань на 24 сторінках.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
Матеріал і методи дослідження. Дослідження проведені на 26 безпорідних дорослих кішках обох статей масою (2,5-3,2) кг в умовах гострого експерименту. Хірургічні процедури та наступний електрофізіологічний експеримент проводилися під комбінованим наркозом: внутрішньом’язово каліпсол (Сalypsol, “Гедеон Ріхтер”, Угорщина, 25 мг/кг) та інгалаційно (кисень+закис азоту). Хірургічне втручання включало венесекцію і катетеризаціюправої v. femoralis, препаровку і катетеризаціюа.carotis interna,трахеостомію, дренуванняcisternae subarachnoidalis, трепанацію черепа і часткову аспірацію мозкової тканини лівої півкулі доventriculus lateralis. Тварин переводили на штучне дихання; уподальшому крапельно вводили кетамін та міорелаксант (ардуан) у підтримуючих дозах. Електрофізіологічний експеримент проводився з урахуванням принципів Гельсінської декларації, прийнятої Генеральною асамблеєю Всесвітньої медичної асоціації (1964-2000 рр.), Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину (1997 р.), Європейської конвенції по використанню хребетних тварин для експериментів (1986 р.), відповідним положенням ВООЗ, Міжнародної ради медичних наукових товариств, Міжнародного кодексу медичної етики (1983 р.), та законам України; про що свідчить протокол комісії з питань біоетики ДонДМУ № 166/16 від 20.04.2006. Дихальна суміш, що складалася з (70-75)% закису азоту і (25-30)% кисню, зігрівалася до температури тіла тварини, зволожувалася і подавалася в трахею за допомогою апарата штучної вентиляції легень на пневмоелементах. Цей прилад був спеціально розроблений в нашій лабораторії (деклараційний патент на пристрій № 68719 UA). Він повністю забезпечує умови адекватності зовнішнього дихання лабораторних тварин і не створює електричних перешкод при електрофізіологічному експерименті.