Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды

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.

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  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.