Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды. Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды реферат

Бреус Т.К. Хроноструктура ритмов сердца и факторы внешней среды

приобрестиБреус Т.К. Хроноструктура ритмов сердца и факторы внешней средыскачать (1548.5 kb.)Доступные файлы (1):

n1.doc

Т.К.Бреус, С.М. Чибисов, Р.Н.Баевский и К.В.Шебзухов

ХРОНОСТРУКТУРА РИТМОВ СЕРДЦА

И ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

МОСКВА, 2002

УДК 612.17:577,3+616.12-12-008 Рецензенты: профессор Г.Г. Автандилов

профессор В.И.Торшин Т.К. Бреус, С.М.Чибисов, Р.Н.Баевский и К.В.Шебзухов

Хроноструктура ритмов сердца и факторы внешней среды:

Монография. – М. Издательство Российского университета дружбы народов; Полиграф сервис, 2002, -232 с.-, ил.This book describes the experimental studies of various heart rhythm indices in laboratory and in conditions of space (light. The main goal is the study of heart rhythm modification under the action of various environmental factors. The results show that the circadian heart rhythm system is flexible and varies in cycles having periods such as ll-years (the cycle of solar activity), about 28-days, about 14-days and about 7-days. Significant variations of daily rhythm chronostructure depending of the season of the year have been detected. The effects of geomagnetic field perturbations on heart rhythm indices have also been studied. The results obtained from laboratory experiments with animals, and with cosmonauts in flight conditions and confirmed by laboratory' simulations reveal that geomagnetic storms produce heart rhythm desynchromzation. This corresponds to an adaptive stress reaction, similar to the circadian rhythm violation associated with transcontinental flights. The response of heart chronostructure to various external factors is similar and represents a characteristic adaptive stress reaction. The effects of social phenomena or variations of natural external synchronizers, such as the rhythms of solar radiation and geomagnetic field variations, lead to a similar response in biological systems, namely adaptive stress. Our results allow the underlying mechanisms of morphofunctional modifications of heart activity, controlled by time factor, to be determined. This book is intended for physiologists, pathophysiologists, biophysicists and cardiologists.Работа посвящена экспериментальному изучению в наземной лаборатории и в условиях космического полета хроноструктуры ритмов различных показателей сердечно-сосудистой системы, а также их изменений под воздействием факторов внешней среды. Приводятся данные, показывающие, что циркадианная система сердца гибко и последовательно изменяется в циклах, имеющих многолетние, инфрадианные и многодневные периоды, например, таких, как одиннадцатилетний цикл солнечной активности, около 28 –дневный, около – 14-дневный, около-недельный ритмы. Выявлены достоверные отличия хроноструктуры суточного ритма, определяемые сменой сезонов года. Показано, что реакция хроноструктуры сердца на различные по характеру внешние раздражители, например, социальные факторы и изменения ритма датчиков времени, таких, как ритмы освещенности и геомагнитного поля, однотипна и представляет собой характерный адаптационный стресс. Обсуждается проблема влияния возмущений геомагнитного поля Земли на хроноструктуру показателей ритма сердца. Результаты, полученные как в лабораторных исследованиях животных, так и при исследованиях космонавтов во время полета, подтвержденные лабораторным моделированием, свидетельствуют, что геомагнитные бури вызывают десинхроноз хроноструктуры ритмов сердца, соответствующий адаптационному стрессу, аналогичному стрессу при нарушении циркадианной ритмики, возникающему при трансконтинентальных перелетах. Приведенный материал позволяет оценить механизмы, лежащие в основе морфофункциональных изменений в деятельности сердца, контролируемых временным фактором. Книга предназначена для физиологов, патофизиологов, биофизиков и кардиологов.

ISBN 5-209-01404-5

ISBN 5-86388-X

От авторов

В последнее десятилетие получила бурное развитие хронобиология (хрономедицина) - наука о временных закономерностях функционирования организма – о биологических ритмах и временных трендах, их зависимости от состояния биологической системы, о физиологических механизмах, лежащих в их основе. Эта наука изучает также внешние синхронизаторы (или времядатчики) биологических ритмов, их основные свойства и взаимосвязи с организмами.

Биологические объекты, включая человеческий организм, представляют собой сложные открытые нелинейные системы, которые критически зависят от изменяющихся условий среды обитания и могут реагировать макроскопически на микроскопические флуктуации воздействующих факторов. Чтобы выжить и приспособиться к флуктуациям внешних факторов (например, температуры, климата, естественных электромагнитных полей, доступности пищи и т.д.), биологические системы должны были проявлять значительную степень случайности в своем поведении. Причем, слабые внешние сигналы, уровня шума, могли играть значительную роль в их самоорганизации.

Для понимания организации таких сложных систем во времени необходимо иметь данные длительных измерений их физиологических характеристик, что обычно довольно трудно осуществимо. Именно поэтому проблема воздействия факторов внешней среды на биологические системы получила качественно новое освещение, когда стали использоваться данные длительного мониторирования, характерного для методов хронобиологии.

В развитии современной отечественной хронобиологии (или, как ее у нас называют, биоритмологии) первенство принадлежит ученым, которые начали с лабораторных экспериментов и теории, и затем перешли к исследованиям в области космической медицины в начале шестидесятых годов.

В течение более чем 30-и лет на кафедре патологической физиологии Университета дружбы народов под руководством профессора В.А.Фролова велись работы по экспериментальному изучению биологических ритмов сердца. Регистрировались показатели сократительной силы сердца здоровых однотипных животных. Исследовались динамические временные ряды изменений этих показателей, прослеживалась картина их взаимосвязи с циклом солнечной активности, определялись параметры хроноструктуры разно периодичных ритмов и их соотношения с факторами внешней среды. В этом многолетнем исследовании принимал участие практически весь коллектив кафедры. С особой благодарностью хочется отметить неоценимый вклад в эту работу Т.А. Казанской.

С начала восьмидесятых годов в Институте Космических Исследований, совместно с медицинскими клиниками Москвы, Университетом дружбы народов, Институтами Медицинской Академии Наук соавторами этой книги проводились хрономедицинские исследования воздействия гелио-геофизических показателей, на сердечно-сосудистую систему человека. Эти работы велись под руководством академика АМН Ф.И.Комарова и профессора С.И.Рапопорта. В последнее десятилетие существенный вклад в понимание проблемы роли внешних факторов в формировании стрессов сердечно-сосудистой системы человека внесли работы, проводившиеся соавторами книги совместно с лабораторией Института Медико-биологических проблем Минздрава России, руководимой профессором Р.М. Баевским. Авторы данной книги взяли на себя смелость обобщить материалы и подвести итоги некоторых из этих исследований.Дополнительная математическая обработка ряда данных и обсуждение некоторых аспектов работы были любезно осуществлены профессором Н.Л.Асланяном (НИИ кардиологии Армении, Армения) и академиком АН Кыргызстана Э.С Матыевым.

Авторы выражают глубокую благодарность А.А.Конрадову (Институт хим.-физики РАН) за полезное обсуждение эффективности использованных в книге математических методов обработки данных.

Мы также признательны выдающимся специалистам в области хронобиологии и хрономедицины профессору Р.М.Заславской, профессору Миннесотского Университета Францу Халбергу и доктору физ.-мат. наук того же университета Ж.Корнелиссен (США) за неизменную поддержку работ, консультации и полезную критику.

Бреус Т.К.

(Институт космических исследований РАН РФ)

Чибисов С.М. (Российский университет дружбы народов)

Баевский Р.М.

(Институт медико-биологических проблем МЗ РФ)

Шебзухов К.В.

(Российский университет дружбы народов)

ПРЕДИСЛОВИЕВ настоящее время возникла настоятельная необходимость проведения детальных исследований в области хроноструктуры ритмов и морфологии сердечно-сосудистой системы, а также их изменений под воздействием факторов внешней среды. Фундаментальные экспериментальные исследования явлений десинхроноза сердечно-сосудистой системы и ее морфофункционального состояния весьма ограничены, поэтому предлагаемая книга затрагивает и исследует проблемы значительной актуальности. Специального внимания заслуживает разработка проблемы морфофункционального состояния сердца в период повышения и резких изменений геомагнитной активности в аспекте хронобиологии. Авторам удалось выявить ряд неизвестных раннее характеристик циркадианной ритмики сердечно-сосудистой системы, интересных с теоретической и практической точек зрения. Например, впервые убедительно продемонстрировано наличие феномена изменчивости сократительной функции сердца на протяжении 11-летнего цикла солнечной активности, корреляций популяционных ритмов сердечно-сосудистых катастроф и ритмов солнечной и геомагнитной активности. Выявлены вариации амплитуды и времени акрофаз циркадианного ритма сердца с сезонами года, наличие типовой биоритмологической реакции сердца на воздействие различных внешних факторов, включая геомагнитную активность.

Одним из материалов для исследований послужили экспериментальные наблюдения над кроликами породы “шиншилла”, проводившиеся на протяжении ряда лет на медицинском факультете Российского Университета дружбы народов при идентичных условиях и одними и теми же методами. Последнее обстоятельство имеет ключевое значение для получения убедительных и статистически достоверных результатов в хронобиологии и хрономедицине, когда речь идет о динамике каких-либо показателей под влиянием внешних факторов. Не менее уникальный материал представляют собой архивы данных медицинских наблюдений космонавтов во время экспедиций на космических кораблях “СОЮЗ” и на орбитальной станции МИР. Космонавты, как известно, представляют собой группу здоровых и хорошо тренированных людей, подвергающихся воздействию различных внешних факторов, из которых наиболее значимым для сердечно-сосудистой системы является невесомость. Риск получения стресса под влиянием другого внешнего даже чрезвычайно слабого фактора при неустойчивом состоянии сердечно - сосудистой системы в невесомости особенно велик. Он усугубляется тем в данном случае, что сердечно-сосудистая система является одной из главных мишеней, на которую действуют оба внешних фактора - и невесомость, и возмущения геомагнитного поля.

Авторами использовался широкий спектр современных методических приемов для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы. В лабораторных исследованиях животных проводилась регистрация артериального давления в левой сонной артерии, пикового систолического давления в полостях левого и правого желудочков сердца и, в условиях пятисекундной окклюзии аорты и легочной артерии, максимального внутрижелудочкового давления при изометрическом сокращении камер сердца. Помимо этого, авторы изучали содержание в крови из полостей левого и правого желудочков свободных жирных кислот, а также кислотно-основное состояние крови методом микро-Аструп.

Полученная информация по экспериментам с животными была проанализирована современными методами математической физики, включая весьма полезный в случае многофакторных зависимостей метод кластерного анализа. Особенно ценно при этом участие физиков в авторском коллективе, что позволяет надеяться на то, что полученные результаты математической обработки достаточно достоверны и надежны.

Большой и чрезвычайно ценный раздел работы представлен материалом, полученным при трансмиссионной электронной микроскопии, сопровождавшей наблюдения над животными, и позволившей определять показатели, характеризующие состояние митохондриального аппарата в процессе всего цикла исследований.

Особенно полезным для всего проведенного цикла исследований является лабораторное моделирование десинхроноза. Десинхроз у животных вызывался искусственно путем введения 20% раствора алкоголя в течение 11 дней в начальной фазе локомоторной активности (6-8 ч) и в период начала фазы покоя (18-20 ч). Результаты моделирования позволили сформулировать основные признаки десинхроноза, возникающего под воздействием внешних факторов воздействия. С данными моделирования сравнивались затем результаты наблюдений в лаборатории и в космосе функциональных расстройств, вызванных воздействием такого естественного внешнего фактора, как геомагнитные бури. Как уже отмечалось выше, практически параллельные исследования функциональных показателей и ультраструктуры кардиомиоцитов позволили авторам убедительно показать, что в период максимума солнечной активности сократительная способность миокарда значительно ниже, а амплитуда сезонных колебаний выше, чем в фазу спада 11-летнего цикла активности Солнца. Было выявлено, что вне зависимости от сезона года максимум сократительной силы миокарда сопровождается гиперфункцией ультраструктур кардиомиоцитПредставляют интерес результаты авторов, свидетельствующие о том, что характеристики хроноструктуры циркадианных ритмов сердечно-сосудистой системы имеют во многом сходную динамику во все сезоны года, но отличаются в деталях. Весенний и осенний периоды являются переходными. Следует подчеркнуть, что весной и осенью состояние сосудистого тонуса оказывает существенно большее влияние на функцию сердца, нежели в другие сезоны года.Авторами книги впервые показано, что в основе энергообеспечения сократительной деятельности сердца в летнее время лежит гликолиз, в то время как, зимой - липолиз,. При этом миокард использует жирные кислоты из циркулирующей крови.

Выявлено влияние большой геомагнитной бури на морфофункциональное состояние сердечно-сосудистой системы у интактных животных, сходное с тем, которое наблюдалось при моделированом десинхронозе. Воздействие обоих сильных раздражителей – геомагнитной бури и алкоголя - на фоне сезонных изменений в период морфофункциональной гиперфункции приводит к десинхронозу, преобладанию, порой, необратимых процессов в виде деградации и деструкции митохондрий и резкого падения сократительной способности сердца.

Большой интерес представляет собой цикл исследований воздействий геомагнитной возмущенности на человека на примере космонавтов в процессе полетов различной длительности. Использовались данные медицинского контроля космонавтов и данные мониторирования по Холтеру, то есть, традиционные и хорошо отработанные методы исследования сердечного ритма, как в космосе, так и в обычных кардиологических клиниках. Тем ценнее и достовернее полученные результаты, свидетельствующие о том, что геомагнитная буря вызывает неспецифическую реакцию адаптационного стресса у космонавтов и специфическиую реакцию напряжения сосудистого тонуса.

Авторами книги проведено сопоставление результатов по моделированию десинхроноза и воздействию геомагнитной бури на подопытных животных с данными наблюдения космонавтов на борту орбитальной станции МИР также во время геомагнитной бури и в аналогичном сезоне года. Это сопоставление позволяет утверждать с достаточной убедительностью, что возмущения геомагнитного поля приводят к десинхронозу и адаптивной стресс-реакции у всех живых организмов, типичной для реакции этих систем на любые внешние стрессорные воздействия. Характер воздействия и его интенсивность зависят, как и при модельном десинхронозе, от исходного состояния циркадианной системы в момент воздействия.

Этот вывод, наконец, дает убедительное и разумное объяснение вопроса о том, каким образом геомагнитные возмущения воздействуют на живые организмы, обсуждавшегося уже несколько десятилетий.

В заключение можно сказать, что представленная монография вносит существенный вклад в разработку фундаментальных проблем хронобиологии, а именно, проблемы взаимодействия биологических систем с факторами внешней среды, такими, как ритмы гелио- и геомагнитных факторов и их флуктуации. Монография, в сущности, открывает новое направление биоритмологии - исследования морфофункциональных, ультраструктурных (на митохондриальном уровне) изменений миокарда при чрезвычайных внешних воздействиях на организм, включая геомагнитную активность.

Практическая значимость выполненного труда заключается также в обосновании положения об отсутствии фиксированной “физиологической нормы” работы сердца, уровень которой лабилен и, очевидно, может быть использован в медицинской практике только с учетом ультра-, цирка- и инфрадианной ритмики активности сердца, причем последняя связана с сезонной и многолетней цикличностью.

Член проблемной комиссии по хронобиологии

и хрономедицине РАМН, член Европейского об-

щества хронобиологов, д.м.н., профессор

Р.М.Заславская

В В Е Д Е Н И ЕВ настоящее время общепризнанно, что ритмичность биологических процессов является фундаментальным свойством живой материи и составляет сущность организации жизни (J.Aschoff,1985; F.Halberg, 1953-1998; A.Reinberg, 1973; Н.А.Агаджанян, 1975; Б.С. Алякринский, 1968-1985 ; Р.М.Заславская,1991; Ф.И.Комаров., С.И.Рапопорт, 2000; В.А.Фролов, 1979).

Формирование биологических ритмов неразрывно связано с эволюционным процессом живых организмов, происходившим с самого же начала зарождения и становления жизни в условиях одновременно развивающихся пространственно-временных закономерностей среды обитания. Элементарные живые структуры могли быть жизнеспособными только при возникновении у них динамически устойчивой временной организации, способной адаптироваться к ритмическим изменениям внешней среды. Возникшая временная структура живого организма, имея широкий диапазон реакций, могла противостоять также и влиянию апериодических изменений факторов внешней среды, которые, в свою очередь, способствовали поддержанию системы в активном состоянии.

Ритмические воздействия внешней среды являются главными стимуляторами биоритмов организма, играющими важнейшую роль в их формировании на ранних этапах онтогенеза и определяющими уровень их интенсивности в течение всей последующей жизни. Собственные эндогенные биоритмы организма – это фон, на котором развертывается картина жизнедеятельности и который не обеспечивает последней, если она непрерывно не активируется импульсами из окружающей среды. Последние, таким образом, являются теми силами, которые заводят биологические часы и определяют интенсивность их хода (См. например, Ю. Ашофф , 1984; J.Aschoff,1985; Б.С.Алякринский, 1983; Д.С. Саркисов и др.,1975).

В настоящее время общепризнанно, что наиболее мощным фактором, формирующим биологическую ритмичность, было собственное вращение Земли с сопутствующим ритмом изменений освещенности и температуры. Еще в 1797 году Христофер Гуфелянд, рассматривая суточные колебания различных медицинских показателей у здоровых и больных пациентов, пришел к выводу, что в организме существуют “внутренние часы, ход которых определяется вращением Земли вокруг своей оси”, поэтому многие считают Гуфелянда основателем учения о биологических ритмах. Он впервые обратил внимание на универсальность ритмических процессов и подчеркнул, что “наша жизнь, очевидно, повторяется в определенных ритмах, а каждый день представляет маленькое изложение нашей жизни”. Правда, некоторые исследователи отдают в этом вопросе пальму первенства французскому астроному, математику и физику Жан Жаку Де Мерану, который, изучая особенности солнечного света и вращения Земли, еще в 1729 году установил, что в условиях темноты и постоянной температуры растения сохраняют свойственную им двадцатичетырехчасовую периодичность движения листьев, связав тем самым этот феномен не с освещенностью, а с вращением нашей планеты.

Исключительно крупный вклад в хронобиологию внес российский ученый А.Л.Чижевский. Проведенный им анализ общей смертности в Российской империи с 1800 по 1900 год и по Сакт-Петербургу с 1764 по 1900 год позволил выявить столетнюю цикличность смертности, названную им “вековым ходом”. В дальнейшем А.Л.Чижевский связал проходящие на Земле циклические процессы с солнечной активностью. Международный конгресс по биологической физике и биологической космологии, состоявшийся в 1939 году в Нью-Йорке, оценивая работы А,Л,Чижевского, охарактеризовал его как создателя новых наук - космобиологии и биоорганоритмологии, подчеркнув тем самым неразрывную связь между ними. А.Л.Чижевский показал, что почти все органы функционируют строго ритмически, причем одни ритмы находятся в зависимости от физико-химических процессов, а другие - от факторов внешней среды (важнейшим из которых он считал космическое излучение). Кроме того, по мнению А.Л.Чижевского есть группа независимых (врожденных) ритмов.

По мере увеличения продолжительности жизни живых организмов происходил естественный отбор особей, способных приспосабливаться к ритмам внешней среды, имеющим различные периоды. Эволюционные преобразования создали сложную интегральную иерархию временной упорядоченности биологических ритмов различных видов, в которой ключевую роль по-видимому играла суточная ритмика.

Интересно отметить, что в хронобиологии понятие “суточный ритм” носит несколько условный характер. До сих пор нет еще ответа на вопрос, почему ритмы, согласовывающие жизнедеятельность организмов с “хронометром”, точным до долей секунды (астрономические сутки), сами имеют систематическую погрешность до нескольких часов (Г.Б.Федосеев и др.,1987). Можно предположить, что именно эта “погрешность” и есть то преимущество, которое позволило выжить биологической системе в “сумятице” (на первый взгляд) космофизических циклов. Возникновение циркадианного “тремора” позволяет подстраивать систему к широкому диапазону постоянно присутствующих изменений внешней среды, в том числе и к ритмическим изменениям среды. Как отмечал Б.С.Алякринский (1986а), циркадианные ритмы играют роль общего начала в целостной системе организма, выступая в качестве дерижера всех колебательных процессов, и отличаются признаками всеобщности и необходимости, что дает основание считать их закономерным общебиологическим явлением, т.е. говорить о законе циркадианности.

Иными словами можно сказать, что циркадианные ритмы являются одним из главных компонентов фрактальной системы биологических ритмов, объеденяющей частные ритмические процессы различных морфофункциональных структур. Сейчас можно сказать, что фрактальный принцип биоритмов сердца рассматривался в работе Чибисова С.М. (1993) «Интегральные взаимоотношения разнопериодических биоритмов сердца в норме и при их десинхронозе». Бродский В.Я. (2000) выделяет интегральность как характерную черту биоритмов, отмечая, что даже длинные инициируемые извне и генетически програмированные ритмы складываются из коротких собственно клеточных. Так же как околочасовые ритмы, другие клеточные ритмы , скорее всего тоже фракталы, т.е., хотя и детерминированные и закономерные, но в основе своей хаотические изменения. Видимо, интегральность циркадианных ритмов и определяет некоторую их нестабильность и возможность направленных влияний на их параметры.

В целом диапазон биологических ритмов весьма широк. F.Halberg (1964) предложил классифицировать биологические ритмы следующим образом: ультрадианные ритмы с периодом меньше 20 часов, циркадианные - с периодом 24 +-0 4 ч. и инфрадианные - с периодом больше 28 часов.

Сравнительно недавно было обнаружено, что существенная роль в жизни и эволюции всех без исключения биологических объектов принадлежит также инфрадианным ритмам. Среди последних следует выделять: циркасемисептанные ритмы с периодом примерно 3 +_ 0,5 сут.; циркасептанные ритмы с периодом 7 ± 3 сут., циркадисептанные - с периодом 14 ± 3 сут., циркавигинтанные с периодом 21 ± 3 сут., циркатригинтанные с периодом 30 ± 5 сут., цирканнуальные с периодом 1 год ± 2 месяца.

Существуют, однако, и другие классификации ритмов, в частности, отечественные. Например, Н.Л.Асланян и соавт. (1989) на основе многолетнего опыта биоритмологических исследований пациентов с различными патологиями предложили обособить интервал времени от 28 ч до 4 суток, поскольку ритмы этих периодов часто наблюдается при патологии. Поэтому именно ритмы в интервале периодов 28 – 96 часов предложено считать инфрадианными и не включать в эту группу ритмы с большими периодами. Предложено также ограничить пределы ультрадианных ритмов интервалом от 3 до 20 часов, а ритмы с периодом 18 – 22 ч и 26 – 30 ч считать переходными к ультрадианным и инфрадианным.

Н.Л.Асланян, С.М.Чибисов и Г.Халаби (1989) приводят следующее, можно сказать, “утилитарное” определение понятия “биологический ритм” – это ритм живого организма, периодический компонент которого в биологической временной организации целесообразно оценивать с помощью математических методов.

Основными параметрами, характеризующими биологический ритм, являются следующие величины. Период–интервал времени, в течение которого исследуемая величина совершает полный цикл своего изменения (период обратно пропорционален частоте ритма). Мезор – средний уровень исследуемого показателя за один цикл. Амплитуда – это половина разности между максимальным и минимальным значениями аппроксимирующей данный биоритм косинусоиды, либо разность между ее максимальным отклонением и мезором. Акрофаза – это значение временной шкалы в момент наступления максимума амплитуды, выраженное в градусах. Накопленные в настоящее время экспериментальные и клинические данные не вызывают сомнения в том, что изменения ритмов внешней среды являются факторами, обуславливающими морфологические и физиологические изменения в организме. Однако, зачастую конкретная информация носит противоречивый характер и требует дальнейшего углубленного и систематического изучения морфообразующей роли временной организации организма, в частности его регуляторно-адаптивных систем ( Р.М. Баевский, 1976;1979, Э.С.Матыев, 1991). По мнению В.В.Парина и Р.М.Баевского, рассогласование биоритмов предшествует развитию патологических состояний с последующими информационными, энергетическими, обменными и структурными изменениями.

Г Л А В А 1 П А Т О Ф И З И О Л О Г И Я Б И О Р И Т М О В

1.1.Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторовВ естественной среде организм всегда подвержен влиянию сложного динамического комплекса факторов, причем действие одних факторов изменяет (усиливает, ослабляет, деформирует) действие других, что создает проблемы для определения их роли и степени биотропности. Нарушения временной структуры организма возникают при рассогласовании упорядоченности структуры его внутренних ритмов, причем причины этого рассогласования могут быть различными – внутренними (например, патология систем или органов) и внешними (воздействие факторов окружающей среды).

Изучение динамики морфологических структур сердца, наблюдаемых при смене сезона года, позволило Т.Ю.Моисеевой (2000, 2000а) по новому посмотреть на процессы адаптации с позиций информационно- термодинамического подхода и представить сезонные изменеия миокарда как закономерную эволюцию информационно-термодинамической системы.

Нарушение естественного хода биологических ритмов, их взаимной согласованности, т.е. десинхроноз, является обязательным компонентом общего адаптационного синдрома (Алякринский Б.С., 1979), и в этом отчетливо видна связь проблемы биологических ритмов с проблемой адаптации.

Степанова С.И. (1986) рассматривает адаптацию как непрерывно текущий процесс, не прекращающийся ни на одно мгновение от момента зарождения организма до момента смерти. Адаптация рассматривается ею как процесс, имеющий как внешние, так и внутренние противоречия. Внешние противоречия адаптационного процесса заключаются в том, что организм находится в двойственных отношениях со средой: с одной стороны он стремится достичь согласованности с ней, а с другой - сохраняет некоторую рассогласованность, никогда не достигая идеальной гармонии, “пригнанности” к среде. Это и позволяет ему, в конечном счете, приспосабливаться, поскольку пребывание в некотором разладе со средой тренирует защитные механизмы организма, поддерживая их в активном “рабочем” состоянии, обеспечивая тем самым эффективную мобилизацию сил в случае резкого изменения внешних условий.

Иногда адаптацией называют только одну из двух сторон этого процесса, а именно, только согласование с ритмами внешней среды. Если придерживаться такой терминологической трактовки, то вторую сторону этого процесса, т.е. рассогласование, следует называть дезадаптацией, и таким образом феномен адаптации выступает как единство адаптации и дезадаптации, и этот процесс имеет ритмическое течение.

Заметим, что закон ритмичности адаптационного процесса имеет также большое практическое значение, ибо открывает надежный путь к прогнозированию динамики состояния организма при остром и хроническом стрессе, вызванном как внутренними, так и внешними причинами.

Например, он позволяет предвидеть особенности течения хронических заболеваний (периоды ремиссий и обострений), ход процессов восстановления после острых заболеваний и травм, смену периодов улучшений и ухудшений состояния в процессе приспособления к экстремальным условиям существования, в том числе и к условиям космических полетов. Он также позволяет принимать своевременные меры, направленные на поддержание благополучия организма.

Итак, приспособленность организма к условиям среды обитания не бывает абсолютной, так как его слишком тесная связь со средой может стать причиной вымирания (гибели не только отдельной особи, но и исчезновения вида) при внезапном изменении среды (De Beer Sir G., 1973).

Предельное развитие адаптивности (гиперадаптация) может привести к своей противоположности, к “гипертермии” и безвозвратной утере адаптивности, т.е. к анадаптации (Дичев Т.Г., Тарасов К.Е., 1976).

Большинству людей, пишет Г.Селье, в равной мере не нравится как отсутствие стресса, так и избыток его. Поэтому каждый должен тщательно изучить самого себя и найти тот уровень стресса, при котором он чувствует себя наиболее “комфортно”, какое бы занятие он не избрал. В последнее время получает все большее признание точка зрения о полезности умеренного стресса, в частности о том, что умеренный стресс сопровождается повышением продуктивности человека в различных видах деятельности (Франкенх Айзер П.,1970; Паткап П., 1970). Так, водители автомобилей выполняют предъявляемые им экспериментальные задания значительно лучше при воздействии умеренных стрессов, нежели в спокойной обстановке (Пикус и др., 1973). Громова Е.А. и др. выявили благоприятное влияние умеренного стресса (ситуации международных соревнований) на кратковременную память у спортсменов.

Следующие друг за другом циклы жизненных процессов различаются по своим параметрам - длительности периода, амплитуде, фазе. В тех случаях, когда адаптационный процесс протекает спокойно, без особых потрясений организма, когда действующие на организм стресс-факторы не выходят за рамки умеренного уровня, их воздействия на циркадианные ритмы невелики. Если же адаптационный процесс протекает бурно, с выраженными и быстро развивающимися изменениями в организме, что может быть обусловлено действием сильных раздражителей, либо особой динамичностью организма в некоторые периоды его индивидуального развития, в этих случаях состояние организма от цикла к циклу изменяется очень заметно, и колебательные процессы утрачивают свою правильность, регулярность. Искажение биологического ритма, трансформация его в непериодические колебания свидетельствует о резком обострении внутренних противоречий адаптационного процесса. Изменения исходной периодичности при стрессе характеризуются не только нарушением постоянства периода, но и увеличением амплитуды колебательного процесса, изменениями акрофазы.

В настоящей работе исследовалась в основном патофизиология биоритмов сердечно-сосудистой системы, обусловленная изменениями факторов внешней среды, в то время как значительную область хрономедицины патологии сердечно-сосудистой системы мы здесь касаться не будем, рекомендуя читателям, например, монографии Р.М.Заславской с соавторами (1994г., 1997г., 2001), исследовавших многие аспекты этой проблемы. Некоторые данные о десинхронозах сердечно-сосудистой системы при ее патологиях будут приводиться в данной работе лишь там, где это необходимо, для сопоставления или уточнения ряда результатов исследуемой нами проблемы.

Десинхроноз подразделяется на острый и хронический. Острый десинхроноз возникает при внезапном рассогласовании ритмов датчиков времени и организма. Например, при трансконтинентальных перелетах на современных авиалайнерах, пересекающих за довольно короткое время несколько часовых поясов, возникает резкое нарушение взаимоотношения фаз ритма сон-бодрствование. В случае, если воздействие фактора, вызвавшего острый десинхроноз, длительное время не прекращается, развивается хронический десинхроноз.

Хронический десинхроноз – патологическое состояние, в основе которого лежит перманентная десинхронизация функций организма.

Десинхроноз может быть вызван целым рядом внешних причин, как социальных, так и природных. К числу социальных причин относятся, например:

биотропные факторы антропогенного происхождения, такие как

а) токсические вещества, например, алкоголь, физические и другие воздействия;

б) совокупные социальные стрессы больших промышленных городов, связанные с напряженной работой или управлением транспортом, обилием информации и т.д.;

уже упоминавшееся длительное рассогласование ритма сон-бодрствование, например, при сменной и ночной работе;

3) рассогласование между суточным стереотипом организма и дискретным временем, возникающим при трансмеридиональных перелетах;

4) десинхроноз, вызванный орбитальными и межпланетными космическими полетами;К числу десинхронозов, вызванных природными внешними факторами относятся, например, десинхронозы, связанные с:

5) эктремальными природными условиями,

6) изменениями ритмов действующих гелио-геофизических датчиков времени, таких как циклы солнечной активности, суточные и сезонные вариации погоды, изменения климата,

7) ритмами геомагнитного поля Земли, вызванными вращением Солнца,

8) апериодическими изменениями гелио-геофизических факторов, возникающими при солнечных вспышках и геомагнитных бурях.

Данная систематизация причин, вызывающих десинхроноз, условна, как всегда, когда речь идет о любой многофакторной системе. В реальности действие многих из перечисленных факторов может быть тесно переплетено, взаимосвязано, и один фактор может усиливать отрицательное действие другого. Так, например, на орбитальной станции космонавт пребывает в условиях, когда время “естественных” суток составляет всего примерно 90 минут (время облета станцией земного шара), и на него постоянно воздействует такой сильнейший и необычный стресс-фактор, как невесомость.

В настоящей книге предлагается следующая “рабочая” классификация нарушений организации временной структуры организма:

Изменение структуры ритма или десинхронизация:

а) увеличение (уменьшение) амплитуды;

б) изменение периода.

2) Десинхроноз.

Данная классификация приводится лишь для правильности восприятия материала, поскольку в действительности структурные изменения ритма обычно сопутствуют дисинхронозу. В то же время, при проведении хронодиагностики, удается проследить зачастую за изменениями структуры ритма лишь одного или нескольких отдельных показателей, и поэтому, строго говоря, не следует говорить о десинхронозе организма. Наблюдаемые изменения в таких случаях следует определять как десинхронизацию, характеризующуюся рассогласованием существующих в норме соотношений периодов и фаз ритмов исследуемых показателей организма и внешней среды. Тем не менее, в дальнейшем для удобства изложения мы сами не будем строго придерживаться приведенной здесь классификации, считая, что читатель правильно поймет нас после сделанного выше комментария. Приведем лишь некоторые имеющиеся литературные данные о нарушениях хроноструктуры циркадианных ритмов в соответствии с предложенной нами выше условной классификацией.

Естественно предположить, что нарушение хроноструктуры ритмов той или иной системы - явление целостное, и проведенное в следующих подразделах деление по различию проявлений нарушений параметоров ритмов условно. Тем не менее, использование таких диагностических критериев в хрономедицине, как амплитудные изменения ритмов, изменения мезора или периода ритма самостоятельно вполне допустимо и оправдано в ряде конкретных случаев.1.2.Увеличение (уменьшение) амплитуды циркадианного ритма под влиянием стресса

Авторы полностью разделяют точку зрения E.Kanabrocki и соавт.(1983) о том, что амплитуда циркадианных ритмов имеет исключительно важное значение для оценки функционального состояния человека. Несмотря на то, что вариации амплитуды чаще всего сочетаются с другими проявлениями десинхроноза, следует отметить, что регистрация изменений амплитуды может служить прекрасным тестом при донозологической диагностике.

Так, например, при проведении хронобиологического обследования в группе спортсменов, занимавшихся академической греблей (С.М.Чибисов и соавт., 1983, 1987), было установлено, что одним из первых проявлений переутомления (перетренированности) является нарушение хроноструктуры ритма показателей гемодинамики, проявлявшееся в снижении амплитуды их циркадианного ритма.

Характерно, что после 3-х часового авиа-перелета у пассажиров происходит уменьшение амплитуды 24-х часовых колебаний физиологических показателей (А.А.Путилов, 1985), причем, снижение амплитуды ритма наиболее выражено при перелете в восточном направлении (J.Aschoff et al.,1975; K.Klein et al., 1972). В.А.Матюхин с соавт. (1983) отмечают, что чем выше скорость пересечения часовых поясов при перелете, тем ниже амплитуда суточных колебаний показателей.

Н.М.Фатеева (1995), оценивая различные периоды нахождения рабочих на вахте при трансширотных перелетах в условиях Заполярья, отметила, что кроме значительных колебаний среднесуточного уровня показателей свертывания крови, имеются довольно существенные изменения внутрисистемной синхронизации регулируемых параметров. Основными проявлениями этих изменений являются исчезновение статистически значимого 24-х часового ритма, выраженный сдвиг акрофаз, появление статистически значимых 12-ти часовых ритмов; особенно это характерно в начальный период перелета. Относительная стабилизация временной организации показателей гомеостаза отмечается на 30-35 день вахты, а достаточно устойчивого состояния достигает к 45-му дню вахты.

Уместно напомнить, что изменения амплитуды циркадианных ритмов показателей сердечно-сосудистой системы наблюдается не только при десинхронозе, вызванном внешними факторами, но и при десинхронозе, связанном с ее патологией (внутреннем). Так например, Л.И.Виноградовой (1976) было показано, что величина амплитуды колебаний суточного ритма артериального давления и частоты сердечных сокращений у больных нейроциркуляторной дистонией существенно выше, чем у здоровых людей. Такая же закономерность обнаружена В.А.Яковлевым (1978) у больных гипертонической болезнью 1-ой стадии. Неуклонное снижение амплитуды циркадианного ритма различных показателей происходит по мере старения (Aschoff J.,1994)

Таким образом, изменения амплитуды суточных ритмов является одним из важных диагностических критериев в хрономедицине не только внутренних, но и внешних десинхронозов.

1.3 .Изменение периода ритма под влиянием стрессаКак свидетельствуют иссследования «внутренних» десинхронозов, стресс, связанный с наличием патологии, сопровождается также изменением периода циркадианного ритма.

Клинические исследования, проведенные в лаборатории, руководимой Н.Л.Асланяном (1986, 1988), позволили сформулировать новое понятие “неоритмостаза”, то есть установления относительной стационарности параметров ритмов на новом уровне, происходящем под влиянием стресса, а именно, перехода циркадианного ритмостаза в ультрадианный или инфрадианный неоритмостаз. Например, при выполнении 261-го ритмологического исследования выделения мочи и электролитов у больных, страдающих нейроциркуляторной дистонией, было выявлено, что в 168 случаях (64%) у них выделяются достоверные ритмы, однако их периоды существенно отличаются от периодов ритмов здоровых индивидуумов. Если у здоровых людей среди статистически достоверных ритмов околосуточные ритмы составляли 92%, то у больных нейроциркуляторной дистонией они выявлены только в 31% случаев, в то время как инфрадианные выявлялись в 54% случаев, а ультрадианные ритмы в 15% случаев. В то же время, мезоры и амплитуды ритмов выделения мочи и электролитов в этой группе больных достоверно не отличались от соответствующих показателей здоровых людей.

В совместной работе, проведенной одним из авторов с Л.А.Бабаян (1990, 1997) было показано, что у интактных животных под влиянием внешнего стресса также происходит смещение периодов циркадианных ритмов в инфрадианную область. Обычно статистически достоверно выделяемые ритмы кортикостерона и минералов крови у этих животных составляют 80%, ритмы экскреции минералов с мочой - 74%. При этом среди достоверных ритмов у интактных животных в спокойных условиях доминируют ритмы циркадианного диапазона (75 и 91% соответственно для крови и мочи). Можно заключить, что большинству интактных животных присущи циркадианные ритмы водно-минерального гомеостаза с внутренней синхронизацией по периоду ритмов отдельных показателей с определенной величиной мезоров и амплитуд. Под влиянием длительно воздействующих внешних стрессорных факторов (например, введения алкоголя) водно-минеральная система животных реорганизовывала свою временную структуру. Это выражалось в трансформации циркадианного периода в непериодические колебания или в формировании, в основном, инфрадианной ритмичности: для показателей крови и мочи циркадианные ритмы составляли уже только - 21% , 27%, в то время как инфрадианные ритмы состаляли 56 и 54% соответственно, и ультрадианные ритмы - 23%, 19%.

Сопоставляя литературные данные с нашими результатами, можно предположить, что в результате нейроэндокринных изменений под воздействием стресса, а также, вероятно, и изменений их временной структуры, происходит реорганизация не только циркадианной хроноструктуры экскреции натрия, калия, меди, цинка, но и области доверительных интервалов колебаний их мезоров и амплитуд.

Результаты наших исследований дают основания для выделения комплекса реакций водно-солевой гомеостатической системы в качестве защитной реакции по отношению к действию повреждающих факторов. Сущность ее состоит в реорганизации циркадианной ритмики системы. Она носит неоднозначный характер в различных звеньях водно-солевой системы. Так, если ритмика показателей водно-солевого гомеостаза крови характеризуется главным образом изменениями периода и амплитуды, то ритмика эфферентного звена - изменениями периода, амплитуды и мезора. Логично предположить, что благодаря чрезмерной лабильности параметров ритмов эфферентного звена водно-солевой системы сохраняется постоянство мезоров водно-солевого гомеостаза крови, а чрезмерная лабильность параметров ритмов исполнительного аппарата делают водно-солевую систему точным механизмом, обеспечивающим на основе принципа саморегуляции устойчивость показателей водно-солевого гомеостаза организма при действии повреждающих факторов.

Достаточно ярким примером результата потери циркадианной структуры ритма под воздействием внешних факторов является десинхроноз, вызванный челночными производственными перелетами из средних широт (г.Тюмень) в условия Заполярья (г.Харасвай). При таких перелетах наблюдается десинхронизация циркадианной системы гемостаза, имеющая несколько степеней выраженности. Первая степень характеризуется повышением среднесуточной продолжительности времени свертывания крови, сохранением статистически значимого 24-часового ритма, концентрацией основной мощности временных процессов показателей системы на периоде 24х часов. Вторая степень характеризуется снижением среднесуточной продолжительности времени свертывания крови и отсутствием статистически значимых 24х часовых ритмов. При этом, однако, сохраняется концентрация основной мощности временных показателей на периоде 24х часов, Третья степень десинхроноза сопровождается разнонаправленными изменениями среднесуточных значений показателей системы гемостаза, отсутствием статистически значимых 24х часовых ритмов и проявлением полиморфизма их ультрадианных составляющих (Фатеева Н.М. с соавт., 1998).1.4. Десинхроноз, вызванный воздействием различных внешних стрессовых факторовВ данном разделе мы рассмотрим более подробно данные о десинхронозе, вызванном воздействием различных внешних социальных и природных факторов, перечисленных в пунктах 1) – 8) в разделе 1.1. настоящей Главы, и сопоопоставим эти данные с некоторыми результатами собственных наблюдений.1.4.1.Воздействие факторов антропогенного происхождения

а) Воздействие алкоголя При продолжительном действии таких социальных биотропных факторов, как токсические, физические и других воздействия, возникает состояние хронического десинхроноза и повреждение структуры суточных ритмов организма (Рейнберг А., Смоленский М., 1983), что, по мнению Парина В.В., является одним из первых проявлений в цепи событий, приводящих к развитию патологического состояния. С этой точки зрения токсикологические исследования, проведенные в различные фазы циркадианного ритма, могут служить моделью для изучения десинхроноза. С другой стороны, десинхроноз, являясь неспецифическим функциональным состоянием, во многих случаях предваряет клинические признаки заболевания.

nashaucheba.ru

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Член проблемной комиссии по хронобиологии

и хрономедицине РАМН, член Европейского об-

щества хронобиологов, д.м.н., профессор

Р.М.Заславская

В В Е Д Е Н И Е

В настоящее время общепризнанно, что ритмичность биологических процессов является фундаментальным свойством живой материи и составляет сущность организации жизни (J.Aschoff,1985; F.Halberg, 1953-1998; A.Reinberg, 1973; Н.А.Агаджанян, 1975; Б.С. Алякринский, 1968-1985 ; Р.М.Заславская,1991; Ф.И.Комаров., С.И.Рапопорт, 2000; В.А.Фролов, 1979).

Сравнительно недавно было обнаружено, что существенная роль в жизни и эволюции всех без исключения биологических объектов принадлежит также инфрадианным ритмам. Среди последних следует выделять: циркасемисептанные ритмы с периодом примерно 3 +_ 0,5 сут.; циркасептанные ритмы с периодом 7 ?± 3 сут., циркадисептанные - с периодом 14 ?± 3 сут., циркавигинтанные с периодом 21 ?± 3 сут., циркатригинтанные с периодом 30 ?± 5 сут., цирканнуальные с периодом 1 год ?± 2 месяца.

Г Л А В А 1

П А Т О Ф И З И О Л О Г И Я Б И О Р И Т М О В

1.1.Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов

В естественной среде организм всегда подвержен влиянию сложного динамического комплекса факторов, причем действие одних факторов изменяет (усиливает, ослабляет, деформирует) действие других, что создает проблемы для определения их роли и степени биотропности. Нарушения временной структуры организма возникают при рассогласовании упорядоченности структуры его внутренних ритмов, причем причины этого рассогласования могут быть различными – внутренними (например, патология систем или органов) и внешними (воздействие факторов окружающей среды).

referat911.ru

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Т.К.Бреус, С.М. Чибисов, Р.Н.Баевский и К.В.Шебзухов

ХРОНОСТРУКТУРА РИТМОВ СЕРДЦА

И ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

МОСКВА, 2002

УДК 612.17:577,3+616.12-12-008

Рецензенты: профессор Г.Г. Автандилов

профессор В.И.Торшин

Т.К. Бреус, С.М.Чибисов, Р.Н.Баевский и К.В.Шебзухов

Хроноструктура ритмов сердца и факторы внешней среды:

Монография. – М. Издательство Российского университета дружбы народов; Полиграф сервис, 2002, -232 с.-, ил.

This book describes the experimental studies of various heart rhythm indices in laboratory and in conditions of space (light. The main goal is the study of heart rhythm modification under the action of various environmental factors. The results show that the circadian heart rhythm system is flexible and varies in cycles having periods such as ll-years (the cycle of solar activity), about 28-days, about 14-days and about 7-days. Significant variations of daily rhythm chronostructure depending of the season of the year have been detected. The effects of geomagnetic field perturbations on heart rhythm indices have also been studied. The results obtained from laboratory experiments with animals, and with cosmonauts in flight conditions and confirmed by laboratory' simulations reveal that geomagnetic storms produce heart rhythm desynchromzation. This corresponds to an adaptive stress reaction, similar to the circadian rhythm violation associated with transcontinental flights. The response of heart chronostructure to various external factors is similar and represents a characteristic adaptive stress reaction. The effects of social phenomena or variations of natural external synchronizers, such as the rhythms of solar radiation and geomagnetic field variations, lead to a similar response in biological systems, namely adaptive stress. Our results allow the underlying mechanisms of morphofunctional modifications of heart activity, controlled by time factor, to be determined. This book is intended for physiologists, pathophysiologists, biophysicists and cardiologists.

Работа посвящена экспериментальному изучению в наземной лаборатории и в условиях космического полета хроноструктуры ритмов различных показателей сердечно-сосудистой системы, а также их изменений под воздействием факторов внешней среды. Приводятся данные, показывающие, что циркадианная система сердца гибко и последовательно изменяется в циклах, имеющих многолетние, инфрадианные и многодневные периоды, например, таких, как одиннадцатилетний цикл солнечной активности, около 28 –дневный, около – 14-дневный, около-недельный ритмы. Выявлены достоверные отличия хроноструктуры суточного ритма, определяемые сменой сезонов года. Показано, что реакция хроноструктуры сердца на различные по характеру внешние раздражители, например, социальные факторы и изменения ритма датчиков времени, таких, как ритмы освещенности и геомагнитного поля, однотипна и представляет собой характерный адаптационный стресс. Обсуждается проблема влияния возмущений геомагнитного поля Земли на хроноструктуру показателей ритма сердца. Результаты, полученные как в лабораторных исследованиях животных, так и при исследованиях космонавтов во время полета, подтвержденные лабораторным моделированием, свидетельствуют, что геомагнитные бури вызывают десинхроноз хроноструктуры ритмов сердца, соответствующий адаптационному стрессу, аналогичному стрессу при нарушении циркадианной ритмики, возникающему при трансконтинентальных перелетах. Приведенный материал позволяет оценить механизмы, лежащие в основе морфофункциональных изменений в деятельности сердца, контролируемых временным фактором. Книга предназначена для физиологов, патофизиологов, биофизиков и кардиологов.

ISBN 5-209-01404-5

ISBN 5-86388-X

От авторов

Бреус Т.К.

(Институт космических исследований РАН РФ)

Чибисов С.М. (Российский университет дружбы народов)

Баевский Р.М.

(Институт медико-биологических проблем МЗ РФ)

Шебзухов К.В.

(Российский университет дружбы народов)

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящее время возникла настоятельная необходимость проведения детальных исследований в области хроноструктуры ритмов и морфологии сердечно-сосудистой системы, а также их изменений под воздействием факторов внешней среды. Фундаментальные экспериментальные исследования явлений десинхроноза сердечно-сосудистой системы и ее морфофункционального состояния весьма ограничены, поэтому предлагаемая книга затрагивает и исследует проблемы значительной актуальности. Специального внимания заслуживает разработка проблемы морфофункционального состояния сердца в период повышения и резких изменений геомагнитной активности в аспекте хронобиологии. Авторам удалось выявить ряд неизвестных раннее характеристик циркадианной ритмики сердечно-сосудистой системы, интересных с теоретической и практической точек зрения. Например, впервые убедительно продемонстрировано наличие феномена изменчивости сократительной функции сердца на протяжении 11-летнего цикла солнечной активности, корреляций популяционных ритмов сердечно-сосудистых катастроф и ритмов солнечной и геомагнитной активности. Выявлены вариации амплитуды и времени акрофаз циркадианного ритма сердца с сезонами года, наличие типовой биоритмологической реакции сердца на воздействие различных внешних факторов, включая геомагнитную активность.

referat911.ru

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Естественно предположить, что нарушение хроноструктуры ритмов той или иной системы - явление целостное, и деление по различию проявлений нарушений параметоров ритмов условно. Тем не менее, использование таких диагностических критериев в хрономедицине, как амплитудные изменения ритмов, изменения мезора или периода ритма самостоятельно вполне допустимо и оправдано в ряде конкретных случаев.

2. Десинхроноз, связанный с эктремальными природными условиями

Экстремальные условия, например, высокогорье, непосредственно влияют на организм и предъявляют к нему особые требования. В основе адаптивных реакций сердца в высокогорных условиях лежат количественные и качественные изменения функционирующих и резервных структур ткани миокарда, а также перестройка резервных систем. Активация синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках органов и систем, ответственных за адаптацию, вследствие интенсификации функционирования в экстремальных условиях, приводит к формированию структурных изменений, которые принципиально увеличивают мощность систем, ответственных за адаптацию. Именно это является основой перехода от срочной адаптации к долговременной.

Гипоксический фактор, его действие на организм в определенном заданном режиме является тренирующим и корригирующим фактором, приводящим к формированию долговременной адаптации Таким образом, резко повышается значимость исследований адаптации человека к гипоксии, причем к гипоксии нарастающей.

Необходимо заметить однако, что при горной гипоксии на организм действуют не только сниженное парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе, но и ряд других факторов, таких как пониженная влажность и температура воздуха, повышенная ультрафиолетовая радиация, отрицательная ионизация воздуха, присутствие в нем аэрозолей растительного происхождения. Совокупность этих факторов вместе с гипоксией вызывает изменение сопряженности процессов окисления и фосфорилирования, повышает роль гликолиза в энергообмене, приводит к повышению энергозатрат организма, распаду триацилглицеринов, трансформации липидного обмена с уменьшением содержания в крови липопротеидов низкой плотности и увеличением липопротеидов высокой плотности, снижает холестеринемию и т.д.

В результате действия указанных факторов в организме развивается десинхроноз и многоэтапная адаптация к горной гипоксии, проходящая три фазы: аварийная мобилизация адаптивных реакций (первые 2-3 недели пребывания в горах, причем длительность этой фазы определяется индивидуальной реактивностью организма), когда повышается уровень функциональной активности различных систем, а также энерготраты организма; переходную фазу и стабильную фазу, когда функциональная активность сердечно-сосудистой системы приближается к равнинному уровню. Тренировки к гипоксии значительно повышают резервные возможности организма, являясь эффективным средством усиления его общей резистентности и профилактики стрессов, приводит к улучшению биоэнергетики организма в целом и транспорта кислорода в тканях.

Заключение.

Таким образом, по мнению многих авторов, хронологическим маркером старения, а также влияние факторов внешней среды является начало изменения циркадианной хроноструктуры зрелого возраста, которое должно проявиться в уменьшении амплитуд биопроцессов, изменении конфигурации акрофаз, усилении спектра ультрадианных составляющих в ритмической структуре биосистемы.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Агаджанян Н.А. Биологические ритмы : Медицина. – 1967г.
Агаджанян Н.А. Циркадные ритмы человека и животных– 1975г.
Агаджанян Н.А., Радыш И.В., Краюшкин С.И. Хроноструктура репродуктивной функции.-Из-во «Круг».- 1996г.
Алякринский Б.С. Закон циркадианности и проблема десинхроноза. В кн.: «Хронофармакология и хрономедицина» – 1985г.
Алякринский Б.С. Адаптация, гомеостаз, ритм - сов. Симпозиума «Хронобиология и хрономедицина».- 1986г.
Алякринский Б.С. Закон циркадианности как проблема биоритмологии -Материалы симпозиума. 1986 г.
Алякринский Б.С., Степанова С.И. По закону ритма. - М.: Наука. - 1985
Аршавский И.А. Проблема времени в индивидуальном развитии организма. Фактор времени в функциональной деятельности живых систем (Под ред. Моисеевой Н.И.) – 1980г.

referat911.ru

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Рассчитывали коэффициенты корреляции индекса геомагнитной активности (Ар), а также среднесуточных значений атмосферного давления Р с суммарной характеристикой капиллярного кровотока, которая представляла сумму измененных значений перечисленных выше показателей. Оказалось, что у 74% мужчин и 69% женщин с инфарктом миокарда величина r составляла 0,73 и 0,63 соответственно. У больных стенокардией значения r достигали 0,635 у 73% мужчин и 0,661 у 56% женщин (Гурфинкель Ю.И. и др. 1994). Следует отметить, что величина r для корреляции суммарного показателя капиллярного кровотока с атмосферным давлением была всегда меньше таковой для корреляции Ар-индекса с суммарным кровотоком. В ряде случаев ухудшение капиллярного кровотока наблюдалось на 2-й и 3-й дни после начала магнитной бури, и величина r, рассчитанная с соответствующим сдвигом, возрастала до 0,86 у мужчин и 0,71 у женщин. В контрольной группе, состоящей из 12 здоровых добровольцев моложе 30 лет, только в 33% случаев отмечена реакция капиллярного кровотока на магнитные бури. В контрольной группе изменения исчезали значительно быстрее, чем у больных. В настоящее время эти исследования продолжаются в Лаборатории по магнитобиологии, созданной в клинике и руководимой Ю.И.Гурфинкелем, накоплен обширный экспериментальный материал и получены статистически достоверные результаты, подтверждающие описанные выше.

Эти результаты, имеющие большую степень достоверности, согласуются с полученными в последнее время другими клиническими данными о влиянии геомагнитных возмущений на течение и обострение сердечно-сосудистых заболеваний.

Так, например, Лабзин Ю.А. с соавт. (1996) анализировали функциональное состояние свертывающей (протромбиновый индекс по Квику) и противосвертывающей (гепарин по Калуженко-Мурчакову, фибринолитическая активность по Котовщиковой-Кузнику) систем крови у 91 больного ишемическим инсультом, развившимся на почве церебрального атеросклероза или гипертонической болезни, в зависимости от проявлений солнечной активности. Выяснилось, что достоверное увеличение чисел Вольфа, площади солнечных пятен, хронологически совпадало с увеличением протромбинового индекса (у 45% больных), с уменьшением содержания гепарина (у 57% обследуемых), понижением фибринолитической активности (у 60% больных). Указанные изменения свидетельствуют, что повышение солнечной активности может приводить к активации функции свертывающей и угнетению функции противосвертывающей систем крови, т.е. к повышению коагуляционных свойств крови.

Таким образом, из приведенных выше результатов различного рода исследований с очевидностью следует, что человеческий организм обладает способностью реагировать как на ритмические вариации, так и на возмущения геомагнитные поля.

Следует напомнить также давно и хорошо известные результаты исследований насекомых и рыб. В частности, Александров В.В. (1993), изучавший восприятие рыбами воздействия геомагнитной активности, пришел к выводу, что геомагнитное поле изменяет естественные биоритмы двигательной активности рыб. Исследования Чернышева В.Б. с соавт. (1993), изучавших поведение насекомых во время магнитной бури, выявили, что суточные миграции насекомых резко искажены и частично инвертированы во время бури практически у всех массовых видов.

Одной из концепций механизмов воздействия геомагнитных полей на биологические организмы является идея гипотетических магниторецепторов. Убедительным аргументом в пользу этой концепции считалось обнаружение магнетитов у некоторых биологических объектов, располагающихся в различных частях тела: у голубя - в передней части черепа, у пчелы - в брюшной полости, у моллюсков - в области челюстей. Найдены ферромагнетики и в головном мозге дельфинов (Zolger F. et al., 1979). В ряде исследований были обнаружены и магниторецепторы у людей в области прилежания головного мозга к клиновидной кости, а также в области надпочечников (Kirschving I. et al., 1989). У насекомых, рыб и птиц обнаруженные магниторецепторы, по-видимому, играют важную роль в использовании ими постоянного магнитного поля Земли в интересах навигации при сезонных миграциях (“хоминговые эффекты”). У человека же эти магниторецепторы, скорее всего, являются рудиментарными и не играют ведущей роли в настоящее время в механизмах передачи организму информации о воздействии переменных электромагнитных полей. Они, кроме того, малодоступны, во всяком случае, у человека, для прямого воздействия слабых –электромагнитных сигналов окружающей среды. Однако существование подобных магнетитов в живых организмах свидетельствует о том, что живые организмы были чувствительны исходно к воздействиям магнитных полей, игравших определенную роль в их самоорганизации.

Таким образом, до сих пор нет убедительных концепций “детекторов” переменных электромагнитных полей у человека. Одной из эффективных гипотез по-прежнему остается все-таки рецепторная. Местонахождение таких рецепторов переменных магнитных полей исследовано пока еще недостаточно. В то же время, хорошо известны магниторецепторы, в том числе кожные, через которые осуществляется воздействие искусственных электромагнитных полей в лечебных целях.

Есть предположения, что в современных высоко организованных биологических организмах система гипоталамус-надпочечники информируется о воздействии геомагнитного поля посредством клеток APUD-системы (располагающихся как на коже, так и в гастроинтестинальном тракте), включающей также эпифиз (Темурьянц Н.А. и др. 1996; Рапопорт и др. 1998). Воздействие вариаций геомагнитного поля через посредство рецепторов на гипоталамо-гипофизарную систему и надпочечники приводит к выделению кортизола и адреналина, который ответственен за активацию свертывающей системы, повышение агрегации эритроцитов, развитие спазма в приносящих сосудах микроциркуляторной сети. У больных ишемической болезнью сердца на первый план выходит вопрос обратимости этих процессов. В процесс вовлекается эпифиз (Semm P. et al., 1980; Chakraborty S., 1994; Рапопорт и др.1998), который ответственен за регуляцию циркадианного ритма посредством гормона мелатонина. Секреция мелатонина зависит от освещенности. Предполагается, что симпатико-адреналовая реакция на геомагнитное возмущение вовлекает эпифиз и приводит, таким образом, к десинхронизации суточного ритма.

Несмотря на сказанное выше о продуктивности новых представлений в проблеме биотропности гелио-геофизических воздействий, десинхроноз биологических ритмов, вызванный воздействием этих внешних факторов, все еще мало изучен в экспериментальном отношении. В связи с этим значительный интерес представляют биоритмологические исследования Фролова В.А., Чибисова С.М. (1980-2000 гг.), некоторые из которых будут рассмотрены подробнее в отдельных главах этой книги. Отметим здесь кратко лишь итоги этих исследований. Проведя несколько серий биоритмологических экспериментов на животных, эти авторы и их коллеги показали, что для сократительной активности сердца в магнитоспокойные сутки характерна циркадианная ритмичность. В большинстве случаев суточные колебания сократительной функции миокарда имеют форму кривой с двумя пиками: наибольшие значения приходятся на утренние часы, наименьшие - на вечерние. Амплитуда колебаний практически не отличалась в различные сутки эксперимента. В дни магнитной бури наблюдалась совершенно иная динамика изменений структуры циркадианного ритма сердца. По мере развития магнитной бури происходило значительное уменьшение амплитуды суточных колебаний сократительной функции миокарда. Магнитная буря как бы “стирала” циркадианную ритмику показателей сократительной активности сердца, и существенно изменяла характер связей, существующих между показателями сократительной активности левого и правого желудочков сердца. В период главной фазы магнитной бури и, особенно, на следующий день возникало состояние острого десинхроноза в работе отделов сердца, что могло бы привести к развитию сердечно-сосудистой патологии. С этим обстоятельством может быть связано учащение случаев внезапной смерти у сердечных больных (Чибисов С.М., Фролов В.А. и др., 1982).

Проявления влияния гелио-геомагнитной активности на популяционном уровне (согласование ритмов эпидемий, сердечно-сосудистых катастроф с солнечной и геомагнитной активностью) привели к концепции проявления этих воздействий и в социальной жизни человеческого общества. В связи с этим Владимирский Б.М. (1998) отмечает, что в истории, как и в других естественных эволюционных процессах, наблюдаются космофизические периоды, т.е. в социальных системах не может не проявляться биологическая ритмика, которая должна быть синхронизирована с космофизическими циклами. Таковы, например, циклы рождения высокоодаренных личностей и квази-периоды в течении психических заболеваний. В социальных системах могут возникать самоподдерживающиеся автоколебания, выходящие на режим синхронизации с внешними ритмами.

1.4.8. Заключительные замечания

Заканчивая эту Главу, следует отметить, что под понятием стресс в самом широком смысле слова следует понимать процесс текущей адаптации со свойственным ему напряжением организма. Поскольку понятие адаптации, таким образом, отождествляется с понятием жизни, ясно, что с этой точки зрения индивидуальная адаптация есть процесс непрерывный, не прекращающийся ни на одно мгновение, и стресс нужно считать постоянным спутником жизни. Напомним, что как отмечал Селье Г. :“...полная свобода от стресса означает смерть”.

Приведенный в этой Главе краткий обзор сложившейся ситуации свидетельствует о чрезвычайной сложности проблемы взаимодействия эндогенных биологических ритмов сердечно-сосудистой системы и “внешних” стрессов – сбоев ритмов их времядатчиков. В действительности же сложившиеся в последнее время новые представления позволили не только понять причины некоторой противоречивости прежних результатов, но и увидеть направление дальнейших исследований. При этом, как можно было заметить из предыдущих разделов данной книги, и как будет показано ниже, были обнаружены чрезвычайно интересные и важные закономерности, перемещающие актуальность проводимых исследований с прикладных медицинских аспектов к фундаментальным биологическим.

ГЛАВА 2

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЕСИНХРОНОЗА, ВЫЗВАННОГО ВНЕШНИМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ

2.1. Экспериментальные материалы и методы исследования животных

Экспериментальные материалы исследования животных, обсуждаемые в книге, получены на 540 кроликах-самцах породы “шиншилла” массой 2600-3500 г. и охватывают данные исследований, проводившихся сотрудниками кафедры патологической физиологии Российского Университета дружбы народов, в период с 1969 года по настоящее время. Ретроспективному анализу подвергнуты данные, полученные в контрольных экспериментах на 1700 кроликах.

2.1.1. Методика ритмологических исследований

Исследования проводились во все сезоны года и были ориентированы по срокам астрономического календаря на дни весеннего и осеннего равноденствий, летнего и зимнего солнцестояний (21-24 марта, 21-23 сентября, 21-23 июня, 21-23 декабря). Эксперимент начинался за 30 минут до контрольного времени и заканчивался через 30 минут после него. С 0 часов и в течение 72 часов (3 суток) с интервалом в 3 часа производились замеры и забор материала для исследований всех изучаемых показателей. В каждой группе однократного проведения исследований было 5 животных.

В исследованиях воздействия гелио- геомагнитных возмущений на подопытных кроликов использовались трехчасовые К и Кр индексы геомагнитной активности. К-индекс представляет собой выраженную в десятибалльной системе (0 до 9 баллов) максимальную амплитуду вариаций горизонтальной компоненты геомагнитного поля Земли, регистрируемой непрерывно на магнитных обсерваториях. На каждой широте такая амплитуда имеет свой максимальный размах при одном и том же геомагнитном возмущении, и поэтому для оценки используется бальная система. Для получения планетарного Кр-индекса данные всемирной сети магнитных обсерваторий усредняются. В наших экспериментах использовался К-индекс, оцененный по данным Московской магнитной обсерватории, поскольку исследования проводились в Москве. Эти данные затем сопоставлялись с другими индексами локальной и планетарной геомагнитной активности, такими как Dst –вариация, Ар и Ср - индексы.

2.1.2.Методика моделирования десинхроноза

Опыты проводились на 60 кроликах самцах породы “шиншилла” массой тела 2600-3500 г. Десинхроноз вызывался принудительным введением животным 20% раствора алкоголя (1 мл на 100 г массы) в течение 11 дней. Алкоголь вводили в начале фазы локомоторной активности (6-8 ч) и в период начала фазы покоя (18-20 ч). Контрольной группе вводили водный раствор перца. Все животные содержались в одинаковых условиях вивария.

2.1.3.Методика электрофизиологических исследований

2.1.3.1. Регистрация артериального давления

Артериальное давление регистрировалось электроманометрически в центральном конце левой сонной артерии и записывалось на ленте полиграфа “Mingograf-82” (Швеция). Для исключения влияния наркоза на сосудистый тонус определение систолического (APMAX) и диастолического (APMIN) артериальных давлений проводилось под новокаиновой анестезией.

2.1.3.2. Изучение сократительной функции сердца

Для оценки сократительной функции сердца кролик фиксировался на специальном станке спиной вниз. Затем под гексеналовым наркозом (медленное введение раствора гексенала внутривенно в количестве 1,6 мл/кг на управляемом дыхании) в третьем межреберье вскрывалась грудная клетка. Перед рассечением плевры и перикарда в их полости вводился 1% раствор новокаина. Левый и правый желудочки сердца конюлировались и на ленте полиграфа “Mingograf-82” регистрировалось пиковое систолическое давление в полостях левого (VPREALLV) - внутрижелудочковое давление реальное) и правого (VPREALRV) желудочков сердца. Затем вызывалась пятисекундная окклюзия аорты (для левого желудочка) и легочной артерии (для правого желудочка) и фиксировалось пиковое систолическое (максимальное) внутрижелудочковое давление в условиях практически изометрического сокращения камер сердца (VPMAXLV и VPMAXRV).

2.1.4. Методика определения в крови свободных жирных кислот

Согласно литературным данным (Сosta D., Wenzel D., 1974), свободные жирные кислоты являются лабилизаторами лизосомных мембран. Поэтому в целях исследования возможных пусковых механизмов этого процесса было предпринято изучение содержания свободных жирных кислот (СЖК) в крови.

Уровень свободных жирных кислот определяли в плазме крови спектрофотометрическим методом (Noma A., Okabe H., Kita H., 1973) в модификации Сяткина С.П. и Фролова В.А. (1986), разработанной на кафедре патологической физиологии Российского Университета дружбы народов.

Кровь брали у наркотизированных гексеналом животных пункцией из левого желудочка сердца. Кровь центрифугировали при 2500 об/мин в течение 5 минут с добавлением 3,8% раствора натрия цитрата в отношении 9:1. 0,05 мл полученной плазмы брали для анализа.

referat911.ru

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Следует подчеркнуть, однако, что у большинства показателей происходит, естественно, не только изменение периода, но и значительное изменение величины некоторых мезоров и амплитуд (как это отмечалось в предыдущем параграфе). Например, достоверные ритмы кортикостерона в 100% случаев находились в инфрадианном диапазоне, однако, их мезоры и амплитуды при этом статистически достоверно (Р<0,01) превосходили соответствующие показатели интактных животных в условиях отсутствия стресса. Весьма примечательно, что при стрессе не изменялись мезоры ритмов минералов плазмы и эритроцитов, то есть, сохранялось относительное постоянство концентрации минералов во вне- и внутриклеточных структурах.

1.4. Десинхроноз, вызванный воздействием различных внешних стрессовых факторов

В данном разделе мы рассмотрим более подробно данные о десинхронозе, вызванном воздействием различных внешних социальных и природных факторов, перечисленных в пунктах 1) – 8) в разделе 1.1. настоящей Главы, и сопоопоставим эти данные с некоторыми результатами собственных наблюдений.

1.4.1.Воздействие факторов антропогенного происхождения

а) Воздействие алкоголя

При продолжительном действии таких социальных биотропных факторов, как токсические, физические и других воздействия, возникает состояние хронического десинхроноза и повреждение структуры суточных ритмов организма (Рейнберг А., Смоленский М., 1983), что, по мнению Парина В.В., является одним из первых проявлений в цепи событий, приводящих к развитию патологического состояния. С этой точки зрения токсикологические исследования, проведенные в различные фазы циркадианного ритма, могут служить моделью для изучения десинхроноза. С другой стороны, десинхроноз, являясь неспецифическим функциональным состоянием, во многих случаях предваряет клинические признаки заболевания.

Проведенные различными авторами исследования реакции организма здоровых индивидуумов на этанол позволили расширить представления о реакциях организма на экстремальные воздействия и о механизмах адаптации к ним. Так, если рассматривать кислотно-основное состояния крови (КОС) испытуемых, то под влиянием введения этанола, начиная уже с 10-ой минуты, снижается (с максимумом на 15 минуте) концентрация бикарбонатных ионов (НСО3-) и отмечается сдвиг ВЕ в кислую сторону. Значения рН остаются практически на одном уровне. Нарастает РО2, незначительно снижается РСО2. Степень изменений зависит от индивидуальных особенностей испытуемых. Что касается электролитов, то существенных изменений концентрации Na+, K+ и Са+2 не отмечено (Отева Н.Б., Иржак Л.И., 1988).

Оказывается, например, что в первые же сутки после приема алкоголя происходит нарушение структуры циркадианных ритмов показателей различных систем организма (Латенков В.П., 1987). Акрофазы ряда ритмов после воздействия алкоголя инвертированы, а по некоторым показателям циркадианная ритмика вообще отсутствует. Например, угасают суточные колебания инактивации тромбина, гликогена, пирувата, общих фосфолипидов и др. Алкоголизация значительно изменяет величину амплитуды различных показателей (Курлович Н.А., 1996).

В.В.Парин, Р.М.Баевский указывают, что развитие патологии начинается, прежде всего, с временного рассогласования функций. В этой связи Агаджанян Н.А. пишет: “...согласованность, точность работы циркадианных ритмов является одним из непременных условий сохранения здоровья и работоспособности”. У больных же алкоголизмом тонус регулирующих экскрецию симпатоадреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем, и следовательно, общей функциональной активности организма снижен. Особенно отчетливо это снижение проявляется во второй половине суточного цикла. Отмеченная в ряде работ (Коган Б.М. и др., 1976; Яковлева С.А., 1981) стимулированнось симпатоадреналовой и кортикоидной активности у больных хроническим алкоголизмом, очевидно, связана с тем, что авторы изучали больных либо на фоне последствий острой алкогольной интоксикации, либо в состоянии абстиненции или делирия. В.П.Латенков и Г.Д. Губин (1987) проводили исследования при полном исключении влияния алкоголя у больных с начальной стадией алкоголизма без признаков абстиненциии и тем более делирия. Эти данные подтверждаются исследованиями Ардажева А.А. (1976) и Петрова Н.С. с соавт. (1977), выявивших пониженную активность коры надпочечников у больных алкоголизмом с относительно благоприятным течением заболевания.

Снижения общей функциональной активности у больных алкоголизмом подтверждается и уменьшением частоты сердечных сокращений (HR) в активный период суточного цикла, особенно в вечерние часы (Савастенко А.Е., 1994, 1998, 2000). В результате отсутствия типичного для нормы подъема частоты сердечных сокращений во второй половине суток циркадианный ритм сокращений сердца у больных алкоголизмом нивелирован, среднесуточный уровень HR снижен (Латенков В.П., Губин Г.Д., 1987). Систолическое и диастолическое давление у больных алкоголизмом повышено на протяжении всего суточного цикла.

Таким образом, если однократный прием алкоголя у здорового человека ведет к снижению артериального давления, то у больных алкоголизмом отмечается выраженный гипертензионный синдром. Эти данные о развитии гипертензии в условиях хронической алкоголизации подтверждаются исследованиями Arkwight P.D. et al. (1982), Cooke K.M. et al. (1980), Khetarpal V.K. et al. (1981), Cheng C.P. et al. (1991).

б) Совокупные социальные факторы больших промышленных городов

Эпидемиологические исследования показали, что урбанизация жизни и стрессы ее сопровождающие приводят к увеличению смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, а время возникновения заболевания или его обострение зависят от фазы циркадианного ритма. (Smolensky MH, 1996; Smolensky MH, D'Alonzo GE 1993; Mansoor GA, White WB, 1994; White WB, Schulman P, McCabe EJ, et al.,1989; Muller JE, Stone PH, Turi ZG, et al., 1985; Ridker PM, Manson JE, Buring JE, et al., 1990; Muller JE, Tofler GH, Stone PH., 1989) Миокардиальный инфаркт и приступ стенокардии также как и бессимптомная ишемия (депрессия ST –сегмента) при стабильной стенокардии имеют утренний пик между 8-12 часами. Напротив, ненормальность ЭКГ и приступы стенокардии при нестабильной ИБС главным образом происходят ночью. Высокая вероятность внезапной кардиальной смерти при желудочковой тахикардии наблюдается чаще утром, после пробуждения. Апоплексический удар (точнее тромбоз, кровоизлияние, эмболия) развивается преимущественно в раннее утреннее время. Время наступления сосудистых катастроф связано, скорее всего, с ритмом нервной системы, который определяет, прежде всего, ритм возбуждения и торможения в цикле «сон - бодрствование», обеспечивающий функционирование всех систем организма. В течение суток деятельность вегетативной нервной системы ритмически колеблется между симпатико- и парасимпатикотонией. Как правило, симпатическая активность снижается во время сна. Содержание адреналина особенно уменьшается во время сна и начинает увеличиваться к утреннему пробуждению. До минимума содержание медиатора симпатической нервной системы норадреналина снижается к середине сна и постепенно увеличивается до тех пор, пока организм не получит «позиционный стимул» (принятие вертикального положения), что и запускает активизирующие процессы. Также при микронейрографической оценке мышечной симпатической активности между 6.30 и 8.30 часами утра выявлено увеличение чувствительности рецептора к норадреналину.

В последнее время первичная артериальная гипертензия (термин, принятый в США, и который в нашей стране является синонимом термина “гипертоническая болезнь”) все чаще рассматривается как результат процесса адаптации к стрессовым ситуациям. В качестве аргумента обычно приводится тот факт, что распространенность гипертонической болезни особенно высока в промышленно развитых странах, где достаточно напряженный ритм жизни и достаточно высок уровень стресса. К категориям продолжительных стрессовых ситуаций больших промышленных городов относятся работа операторов на производстве и в аэропортах, сменная работа на конвейерах, на городском транспорте, на скорой помощи, в сфере развлечений и т.д.

Например, В.М.Емельяненко (1994) было установлено, что число лиц с недостаточно длительным сном, работающих в ночные смены, подвержено гипертонической болезни. Среди лиц склонных к повышению АP в 1,7 раза чаще фигурировали люди, работающие в ночные смены. Анализ влияния изменений суточного биоритма раздельно у мужчин и женщин в зависимости от возрастных групп показал, что наибольшая разница в проценте гипертоников между лицами с нормальным ночным сном и работающими в ночные смены возникала у женщин в возрасте 25-29 лет. В возрастной группе 30-34 года статистически достоверных различий не отмечалось ни у мужчин, ни у женщин, а в возрастной группе 45-50 лет у женщин, работающих в ночные смены, повышения уровня АP вновь встречалось значительно чаще по сравнению с женщинами того же возраста, но с нормальным ночным сном.Вопросами социальных причин гипертензии особенно успешно в последние годы занимается хрономедицина. Примером может служить цикл работ профессора Миннесотского Университета (США) Ф.Халберга с соавторами (1984), который позволил по-новому подойти к проблеме выявления, лечения и профилактики этого заболевания. В частности, Халберг с коллегами достоверно показали, что наибольший риск развития инсульта головного мозга связан не с устойчивой хронической формой гипертензии, а с внезапными скачками АP, в том числе, обусловленными социальными стрессами. Само течение гипертонической болезни сопровождается скачкообразным переходом от разнообразия приспособительных реакций и высоких уровней функционального состояния у больных в начальной стадии болезни (фаза становления компенсации) к жестким стереотипам (фаза устойчивой компенсации – максимальные значения коэффициентов синхронизации), затем постепенно осуществляется переход в фазу декомпенсации или истощения, для которой характерны низкие уровни функционального состояния и рассинхронизация функций (Агулова Л.П., 1999) Выявление самого заболевания требует именно хрономедицинского подхода, в отличие от стандартных применявшихся методов. Ф. Халберг с сотрудниками провели хрономедицинское обследование большого с точки зрения статистической достоверности числа пациентов, ранее считавшихся больными гипертонической болезнью. Диагноз им был поставлен на основании “случайных” измерений артериального давления. Применение хрономедицинского подхода к их обследованию привело к тому, что часть пациентов из этой группы была признана здоровой, поскольку среднесуточное значение систолического АP у них оказалось ниже 110 мм рт.ст. Объяснением служит тот факт, что вариабельность артериального давления у здорового человека в возрасте от 20 до 60 лет составляет ±24 мм рт.ст. для систолического АP и ±18 мм рт.ст. для диастолического АP (Фролов В.А. с соавт., 1988). Суточные колебания артериального давления в норме характеризуются бифазной периодичностью с наибольшими значениями днем и отчетливым ночным снижением во время сна. Суточный ритм AP определяется психо-физической нагрузкой и подчинен циклу сон-бодрствование. В ранние утренние часы активируется деятельность нейрогуморальных систем: повышается в крови концентрация кортизола, адреналина и норадреналина, а также активность ренина. В ночное время активность симпатоадреналовой и ренинангиотензиновой систем снижается, уменьшается общее периферическое сосудистое сопротивление и минутный объем кровообращения. В популяции наибольшее снижение AP регистрируется около 3 часов ночи, а постепенное повышение AP происходит в 5-6 часов утра. Для нормального циркадианного ритма АД характерна степень его ночного снижения от 10 до 22%. При нарушении циркадианного ритма можно отметить лишь незначительное снижение уровня АД в ночное время или даже его повышение относительно дневных показателей. У нормотензиков систолическое давление варьирует в пределах 10-20 мм.рт.ст. в течение 24-часового цикла. У больных с артериальной гипертензией, систолическое кровяное давление может изменяться в среднем на 30 мм.рт.ст., с флуктуациями до 50 мм.рт.ст. в течение 24-часового периода. (Smolensky M, Tatar S, Bergman S, et al.,1976; Van De Borne P, Abramowicz M, Degre S, et al., 1992; . Zachariah P, Cornellissen G, Halberg F., 1990;) Различие между акрофазой и минимумом показателей диастолического кровяного давления - приблизительно 10 мм.рт.ст. у нормотензиков и 20 мм.рт.ст. у гипертоников ( Hata Y, Ichimaru Y, Kodama Y, et al.,1990; Halberg F, Drayer JI, Cornelissen G, Weber MA., 1984. ) Ночное «падение» АД можно считать защитно-приспособительным механизмом. С возрастом число лиц с нормальным ночным снижением АД уменьшается, у пожилых больных с эссенциальной АГ примерно 15% составляют over-dippers и примерно 50% — non-dippers.

Для получения достоверных данных о характере десинхроноза и его причинах необходимо производить многократное измерение параметров в течение не менее 48 часов через определенные промежутки времени (каждые 3-4 часа). Ряд авторов считают, однако, достаточным и 26-часовой мониторинг артериального давления (N.Prasad et al., 1994). В настоящее время широко используется также метод ауторитмометрии, предложенный Ф.Халбергом еще в 50-е годы. Производить самоизмерение параметров сердечно-сосудистой системы желательно не только в течение нескольких дней, но и месяцев и даже лет, что позволяет оценить характеристики собственных циркадианных ритмов и разобраться в их норме и патологии.

Отличительной чертой хронодиагностики является успешное выявление ранних стадий десинхроноза, когда он еще имеет функциональный характер, и нет выраженных патологических симптомов (Алякринский Б.С., 1975). Десинхроноз оказывается непосредственно связаным с любым видом стресса. С позиций биоритмологического подхода Л.П. Агулова (1998,1999) приходит к выводу, что неспечифическим ответом на стресс является изменение межфункциональной синхронизации, которая проявляет себя появлением и усилением множества разнообразных симптомов в зависимости от конкретной ситуации. Возрастание уровня корреляции (синхронизации) между параметрами различных систем при повышение любой адаптационной нагрузки, в настоящее время можно считать установленным (Степанова С.И., 1986; Чибисов С.М., 1987, 1993; Щукин А.И., 1989)

1.4.2. Длительное рассогласование ритма сон-бодрствование

Эволюционно сформировавшаяся циркадианная система ритмов организма связана с естественным геофизическим циклом вращения Земли, но человек, эксплуатируя средства производства, зависит от них, даже если он просто контролирует их работу (человек-оператор). Существует ряд профессий, при которых работа может осуществляться по сменному графику или только в ночное время, что часто приводит к десинхронозу, ведущему к различным заболеваниям, в частности, к значительным изменениям в деятельности вегетативной нервной системы.

Конечно, в будущем развитие автоматизированных систем управления освободит человека от подобного явления, но сейчас необходимы усилия гигиенистов и социологов для разработки и создания оптимальных условий труда, позволяющих избежать явлений десинхроноза.

Состояние циркадианной системы организма является зеркалом общего функционального состояния, критерием работоспособности. Представляя из себя очень чувствительный инструмент выявления состояния организма, биоритмологический индикатор позволяет обнаружить малейшие функциональные отклонения.

referat911.ru

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Введение алкоголя в утреннее время приводит к глубоким ответным процессам, затрагивающим несколько функциональных систем. Также как и в вечерней опытной группе, наблюдаются явления внутренней десинхронизации на уровне показателей кислотно-основного состояния (КОС). Однако, если введение алкоголя в вечерние часы не вызывает нарушений на клеточном уровне, то в утренней группе отмечены значительные изменения ультраструктуры миокарда с падением его функции.

Заключение

Из результатов моделирования адаптационного стресса, вызванного внешними факторами воздействия можно сделать следующие заключения:

В результате воздействия на животных модельного внешнего фактора происходит серьезное нарушение механизмов нормального функционирования сердца и разобщение взаимоотношений между уровнем сосудистого тонуса и сократительной активностью миокарда.
Наблюдающиеся изменения в деятельности сердца свидетельствуют о возникновении десинхроноза сердечно-сосудистой системы: происходит падение абсолютных значений показателей сократительной функции сердца, то есть снижение его работоспособности;
наблюдаются нарушения в циркадианной временной организации показателей кислотно-основного состояния (КОС) и газового состава крови; происходит нарушение суточной хроноструктуры ритмов, стирание их циркадианной динамики;
направленность и степень повреждения сердца при модельном стресс-воздействии зависит от исходного состояния хроноструктуры циркадианного ритма сердечно-сосудистой системы в момент воздействия внешнего фактора.

ГЛАВА 7

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ГЕОМАГНИТНОГО ВОЗМУЩЕНИЯ НА ЖИВОТНЫХ

7.1. Условия проведения исследований

Во время описываемых экспериментов с кроликами в период осеннего равноденствия 21, 22 и 23 сентября 1984 г., как уже отмечалось в Главе 4, произошли две геомагнитные бури. 21 и 22 сентября наблюдалась фаза восстановления первой бури и начальная фаза второй бури. 23 сентября происходила главная фаза последовавшей за первой второй сильной геомагнитной бури планетарного масштаба. Это позволило пронаблюдать в лаборатории биологические эффекты такого до недавнего времени мало признаваемого внешнего стрессорного фактора, как резкие изменения геомагнитного поля (см. Главу 1). К особенным удачам проведенного исследования относится то обстоятельство, что удалось проследить эффекты, характерные для всех фаз геомагнитной бури, по всей очевидности, усиленные тем обстоятельством, что две бури следовали одна за другой. Предварительные качественные результаты эффектов бурь в наших экспериментах, полученные методами кластерного анализа, обсуждались в Главе 4. Они свидетельствовали о влиянии геомагнитной активности на систему транспорта кислорода и потребление кислорода тканями, а также о значительном влиянии ее на сократительную функцию сердца. В данной Главе будет предпринят детальный количественный анализ эффектов магнитных бурь.

Выявление эффектов геомагнитных бурь представляются достоверными, поскольку на протяжении ряда сезонов измерения велись одними и теми же методами и в стабильных лабораторных условиях. Это позволяет иметь хорошо установленную “норму” отсчета, характерную для данного сезона в геомагнитно - спокойных условиях, и статистически достоверно выделить эффекты бури на фоне сезонных изменений, а также исключить какие-либо случайные эффекты.

Нет необходимости приводить описание измеряемых параметров и методов их регистрации, поскольку, как исследования функциональных характеристик сократительной функции сердца, кровяного давления и т.д., так и исследования ультраструктуры кардиомиоцитов были традиционно теми же, что и при исследованиях суточно-сезонных эффектов и моделировании десинхроноза, и они описаны в Главе 2. Как и в предыдущих главах, изучаемые показатели работы сердца определялись в конкретной “часовой” группе из 5 животных или по среднегрупповым значениям.

Планетарная магнитная буря относилась к разряду больших геомагнитных бурь, вызванных взаимодействием с магнитосферой Земли высокоскоростных потоков солнечного ветра, выброшенных из корональной дыры на Солнце, которая пересекла его центральный меридиан на третьи сутки эксперимента (Космические данные, №1, 1985).

Анализ Dst- вариаций, характеризующих геомагнитную активность в период проведения биологического эксперимента, свидетельствовал, что 19 сентября 1984 г. между 10 и 13 часами началась умеренная магнитная буря. Во время главной фазы этой бури с активным периодом 19.09 от 18 до 23 часов (Рис.31) Dst-вариация , как это и характерно для геомагнитной бури, резко уменьшалась от значений +15 до -73, что сопровождалось резким возрастанием всех индексов геомагнитной активности: трехчасовые значения Кр-индекса достигали величины Кр=6, а Ар соответственно достигал 80. Последовавшая за главной фазой фаза восстановления продолжалась 20 и 21, частично 22 сентября, причем Кр-индекс все это время варьировал вблизи значения 3. Этому периоду соответствует в среднем Dst= -20.

Рис.31. Характеристики вариаций геомагнитного поля в период проведения экспериментов в сентябре 1984г

Dst –вариация, Aр и Kp – индексы геомагнитной активности. Период исследований 21-23 сен. 1984 г. отмечен штриховкой. Видно, что во время главных фаз обеих бурь (ВС1 и В2) Ар и Кр индексы существенно возрастали.

Таким образом, биологический эксперимент на кроликах начался 21.09 в 0 часов в фазе восстановления умеренной планетарной бури и продолжался 22.09, в основном, в период, когда геомагнитное поле “успокаивалось” и все его характеристики имели умеренное значение. 22.09 в 20 часов началась новая планетарная буря. Активный период этой сильной бури приходится на 23.09 с 13 часов, а пик главной фазы - на 17 часов этого дня. Минимальное значение Dst =-75 приходилось на 17 часов 23.09; остальную часть суток 23.09 (после 17-18 часов) и вплоть до 0 часов. 24.09 Dst возрастает до -4, то есть начинается фаза восстановления этой второй бури. Таким образом, биологический эксперимент проводился во время фа

referat911.ru

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды. Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды реферат

Бреус Т.К. Хроноструктура ритмов сердца и факторы внешней среды

n1.doc

От авторов

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

От авторов

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды — реферат

Смотрите также