Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды

 

        Первые попытки экспериментального  изучения биотропного действия 11-летней цикличности солнечной активности предпринял Дж.Пиккарди (1967). Наблюдая на протяжении 9,5 лет различные физико-химические процессы, он пришел к выводу о ритмичности их изменений, как на протяжении года, так и в течение многих лет.

           В рамках нашего лабораторного эксперимента с подопытными кроликами изучалось функциональное состояние сердечно-сосудистой системы в различные фазы 11-летнего цикла солнечной активности (СА). Наши данные, полученные идентичными методами в одни и те же сезоны максимума солнечной активности (1980 г.) и фазы ее спада (1984г.),  позволили  достоверно выявить долгопериодические изменения, связанные с вариациями солнечной активности на фоне сезонных и суточных изменений.  

Анализ абсолютных среднегодовых  значений показателей функции сердечно-сосудистой системы подопытных животных (Таблица 4) показывает, что в период максимума солнечной активности (1980 г) все показатели значительно ниже, чем в фазу спада.

 

 

Рис.7    Динамика сезонных колебаний  максимального (а) и реального (b) давления (мм рт.ст.) в полости левого желудочка сердца в разные фазы СА (1980 - год максимума СА, 1984 - год спада)

  Примечание:  1 - весна, 2 - лето, 3 - осень, 4 - зима, 5 - в среднем по  году

                                                                          Таблица 4                                               

 Сезонная  динамика  артериального  давления  и  некоторых показателей   сократительной  функции  сердца  в  годы  максимума   (1980 г)  и  минимума  (1984 г) солнечной активности

 

Показатели, Mm Hg	С  е  з  о  н   ы  ( 1980 г )				За год
	Весна	Лето	Осень	Зима	В целом
APMAX	133±3,7	108,0±2,0	104±1,8	134±2,4	119,0±9,1
APMIN	100±3,0	86,0±2,0	91±2,1	106±2,0	95,7±5,1
VPREALLV	101±3,0	67,0±2,7	72±2,7	85±3,0	81,0±8,7
VPMAXLV	204±5,0	158,0±2,3	168±3,3	109±3,4	159,0±2,3
VPREALRV	19±0,7	16,5±0,6	18±1,0	20±0,7	18,2±0,9
VPMAXLV	37±1,6	32,0±2,2	29±1,2	33±1,0	32,7±1,9

 

 

Показатели Mm Hg	С  е  з  о  н   ы  ( 1984 г )				За год
	Весна	Лето	Осень	Зима	в целом
APMAX	133±3,5	137±2,4	139,0±3,0	149,0±2,4	139,4±2,3
APMIN	99±3,1	99±1,8	106,0±2,2	115,0±1,9	104,7±3,1
VPREALLV	130±5,4	140±5,0	125,0±5,5	114,0±3,1	122,2±6,9
VPMAXLV	215±6,5	206±4,5	211,0±4,7	190,0±4,0	205,5±6,9
VPREALRV	30±1,5	25±0,8	23,0±0,9	21,5±0,6	24,7±1,8
VPMAXRV	51±1,5	46±1,3	41,3±0,9	40,0±1,0	44,5±2,6

 

 

 

 

 

Рис.8   Динамика сезонных колебаний  максимального (а) и  реального (b) давления (мм рт.ст.) в полости правого            желудочка сердца в разные фазы СА (1980 - год максимума, 1984 - год спада)

            Примечание: 1- весна, 2 - лето, 3 - осень, 4 - зима, 5 – в среднем по году

 

            Показатели давления крови в  полостях левого и правого  желудочков сердца в среднем  на 26% ниже в год пика СА, чем  в год спада. Из рис.7 и 8 видно,  что не только среднегодовые  значения показателей деятельности сердца, но и средне сезонные значения  имеют относительно низкие значения в период максимума солнечной активности. Также можно отметить, что в год максимума солнечной активности сезонные изменения имеют более высокую амплитуду колебаний с выраженным весенним пиком.

          Летом и осенью систолическое  и диастолическое артериальное  давление в период максимума СА меньше на 24% и 13% соответственно по сравнению с периодом спада СА. В зимне-весенний сезоны показатели артериального давления сохраняют высокие значения вне зависимости от фазы СА. Интересно, что весной сократительная сила сердца достигает максимальных значений и также не зависит от фазы СА. Зимой в фазу максимума СА резко снижается работоспособность левого желудочка сердца, о чем свидетельствует снижение практически в 2 раза (42%) показателя пикового систолического давления в полости левого желудочка.

 

 

 

 

Рис.9   Колебания  величины реального давления в полости  левого желудочка сердца в различные фазы 11-летнего солнечного цикла. Примечание:  Кружочком обозначена группа животных, у которой производились измерения; количество животных в группе от 5 до 20.   Пояснения в тексте.

         Летом и осенью показатели  функции сердечно-сосудистой системы  практически не отличаются между  собой по величине, и все они  существенно ниже в год максимума СА. Например, летом в период пика СА систолическое и диастолическое артериальное давление ниже на 23% и 14 % соответственно, реальное и максимальное давление в полости левого желудочка на 50% и 24%, реальное и максимальное давление в полости правого желудочка на 36% и 31% соответственно.

        На рис.9 показана сезонная и  многолетняя динамика колебаний давления в полости левого желудочка сердца с выраженным минимумом в год активного солнца.

         Кроме изменения абсолютных значений показателей работы сердца в различные сезоны максимума и минимума СА, происходит изменение корреляционных взаимоотношений между ними. В период спада СА увеличивается количество корреляционных связей, т.е. возрастает степень синхронизации между работой различных отделов сердца (табл.5). Особенно это характерно для осеннего и зимнего сезонов. Из Таблицы 2 видно, что корреляционная зависимость таких пар показателей как ADMAX и ADMIN,  VPREALRV  и  VPMAXRV не зависит от сезона и года исследования.

               У интактных животных циркадианные изменения этих показателей синхронны. Достаточно устойчивой является и корреляционная пара  VPREALLV  и  VPMAXRV,  особенно в год спада солнечной активности. Наименьшее количество корреляционных связей приходится на летний сезон, а наибольшее - на осенне-зимний. Высокая степень синхронизации показателей деятельности сердца, характерная для фазы спада СА, является одним из механизмов, поддерживающим высокие значения сократительной силы левого и правого желудочков сердца.

 

                                                     

                                                                               Таблица 5

Корреляция  показателей  сердечно-сосудистой системы   в  различные  сезоны  фазы  максимума (1980 г)  и   спада (1984 г)  солнечной активности

	С  Е  З  О  Н   Ы
ПАРЫ  ПОКАЗАТЕ-         ЛЕЙ	Весна	Лето	Осень	Зима
	1980 г           1984 г	1980 г          1984 г	1980 г         1984 г	1980 г             1984 г
APMAX   АPMIN	+0,86*          +0,89*	+0,94*          +0,94*	+0,95*             +0,85*	+0,89*             +0,91*
VPREALLV   APMIN	+0,85*          +0,34	-0,08           -0,05	+0,59           +0,22	+0,66               +0,08
VPREALRV VPMAXLV	+0,73*           +0,29	+0,22          +0,46	+0,81*           +0,65*	+0,40               +0,58*
VPREALRV VPMAXRV	+0,51           +0,45	+0,39          +0,59*	+0,07                   +0,71*	+0,49               +0,51*
VPREALLV VPMAXRV	+0,70*           +0,42	+0,25          +0,57*	+0,43          +0,78*	+0,42               +0,82*
VPREALRV VPMAXLV	+0,85*          +0,86*	+0,86*          +0,85*	+0,81*           +0,83*	+0,79*               +0,72*
VPREALRV VPMAXLV	-0,18          +0,22	-0,34               +0,38	+0,19           +0,33	-0,91*               +0,32
VPMAXRV   VPMAXLV	+0,23          +0,32	+0,35               +0,44	+0,49          +0,54*	+0,41               +0,71*
Количество достоверных  связей	5          2	2           4	3           6	3          6

 

                          Примечание:  * - р < 0,05

                     

                       

           Проведение корреляционного анализа  влияния изменений солнечной активности позволило установить, что ее флуктуации определяют динамику сократительной силы сердца интактных животных. Так, между числами Вольфа и показателем пикового систолического давления в полости левого желудочка сердца существует сильная отрицательная достоверная связь (коэффициент корреляции  -0,87). Эта же тенденция характерна и для других показателей. Следовательно, можно сказать, что изменение солнечной активности (через множество космобиосферных посредников) определяет хроноструктуру низкочастотных и сверхмедленных ритмов функционирования сердечно-сосудистой системы интактных животных.

ГЛАВА 4

 

СУТОЧНО-СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО  СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ  ЖИВОТНЫХ

 

4.1. Общие сведения 

 

        В данной главе приводятся результаты исследований сезонных вариаций суточных ритмов сократительной функции сердца и сосудистого тонуса интактных кроликов непараметрическими методами математической статистики.

       Экспериментальные материалы, использованные  для анализа, охватывают исследования за период 1984-1985 гг. и получены на 480 кроликах при  условиях эксперимента  и методами, описанными в Главе 2.

Исследования проводились 21-23 июня 1984г, 21-23 сентября 1984г ,   21-23 декабря 1984г и 21-23 марта 1985г. 

        Следует подчеркнуть, что для  анализа сезонных зависимостей  использовались также и показатели активности лизосомных ферментов печени кроликов.

У кроликов после  регистрации функциональных показателей  производили экстирпацию печени, помещали в ледяной буферный раствор для гомогенизации следующего состава: 0.33 М сахароза (х. ч), 1 мМ ЭДТА (Serva, ФРГ), 3.8 мМ триэтаноламин рН 7.25.

При температуре 0-4°С печень отмывали, очищали от соединительной ткани, измельчали ножницами и гомогенизировали в стеклянном гомогенизаторе Поттера-Эвелгейма с тефлоновым пестиком (зазор- 0.21 мм) в течение 180с при 40 об/с. Гомогенат  1:10 подвергали дифференциальному центрифугированию (Ruth, 1978) на ультрацентрифуге L8-M фирмы "Beckman" (CШA). Получали лизосомный супернатант (надосадочная жидкость) и обогащенную лизосомами фракцию (осадок), которую ресуспендировали 1:5 в буферном растворе 0.7 М сахарозы, 1 мМ ЭДТА (Serva, ФРГ), рН = 7.0. О структурной целостности лизосом судили по величине активности лизосомных ферментов в различных фракциях.

Изучаемые активности лизосомных ферментов (см. Список сокращений в Главе2):