Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды реферат

Обновлено: 05.07.2024

Кафедра патологической физиологии

Выполнила:Студентка 3 курса 2 группы
педиатрического факультета
Минасян Кристина Араиковна

Содержание:
1. Введение
2. Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов
3. Десинхроноз, связанный с эктремальными природными условиями
4. Заключение

Формирование биологических ритмов неразрывно связано с эволюционным процессомживых 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 структураживого 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 ихинтенсивности 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.
В настоящее времяобщепризнанно, 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 вращениемЗемли 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.
По мере увеличения продолжительности жизни живыхорганизмов 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.
Биологические ритмы — фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает егоспособность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. Проблемы, которые решает биоритмология, важны для познания жизни как особой формы движения материи во времени и имеют существенной значение для теоретической и практической медицины. Поскольку в биоритмологическом аспекте здоровье представляет собой оптимальное соотношение.

Содержание

Введение
Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов
Десинхроноз, связанный с эктремальными природными условиями
Заключение

Прикрепленные файлы: 1 файл

Физа.docx

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Кафедра патологической физиологии

Студент 3 курса 7 группы

Васильев Олег Анатольевич

Введение
Десинхроноз и адаптация к воздействию внешних факторов
Десинхроноз, связанный с эктремальными природными условиями
Заключение

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.

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.

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.

Биологические ритмы — фундаментальное свойство органического мира, обеспечивает его способность адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. Проблемы, которые решает биоритмология, важны для познания жизни как особой формы движения материи во времени и имеют существенной значение для теоретической и практической медицины. Поскольку в биоритмологическом аспекте здоровье представляет собой оптимальное соотношение взаимосвязанных ритмов физиологических функций организма и их соответствие закономерным колебаниям условий среды обитания, анализ изменений этих ритмов и их рассогласования помогает глубже понять механизмы возникновения и развития патологических процессов, улучшить раннюю диагностику болезней и определить наиболее целесообразные временные схемы терапевтических мероприятий.

Поскольку практически все показатели жизнедеятельности (биохимические, физиологические и поведенческие) обнаруживают ритмичность, и прежде всего циркадианные околосуточные ритмы, встает вопрос о том, как изменяются в онтогенезе временная организация различных функций и состояний организма и не могут ли эти изменения послужить критериями возрастных этапов? Нельзя ли посредством анализа ритмической организации биологических процессов на разных этапах онтогенеза подойти к изучению таких централизованных понятий биологии, как гомеостаз и адаптация.

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.

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).

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

Адаптацию - непрерывно текущий процесс, не прекращающийся ни на одно мгновение от момента зарождения организма до момента смерти. Она рассматривается 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.

Предельное развитие адаптивности (гиперадаптация) может привести к своей противоположности, к “гипертермии” и безвозвратной утере адаптивности, т.е. к анадаптации.

Большинству людей, 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. Так, водители автомобилей выполняют предъявляемые им экспериментальные задания значительно лучше при воздействии умеренных стрессов, нежели в спокойной обстановке. 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.

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.;

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.

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.

Лечение современными кардиотоксичными химиотерапевтическими препаратами высокоэффективно 1, но в то же время возникновение сопутствующей патологии сердечно-сосудистой системы (ССС) требует затрат на последующую госпитализацию, медикаментозное лечение и инвалидизацию населения [4]. Почти каждому десятому онкологическому больному не рекомендовано дальнейшее лечение вышеуказанными химиотерапевтическими препаратами. Учитывая прогрессирующий характер поздней кардиотоксичности и внезапное острое течение ранней кардиотоксичности, остается актуальной проблемой выявление признаков вышеуказанный изменений на самых ранних этапах. Применяемые современные методы диагностики (ЭКГ в динамике, ЭХОКГ, определение лабораторных биохимических показателей, как тропонин I, тропонин T, MB-КФК) позволяют выявить лишь морфофункциональные изменения миокарда.

онкологические больные; химиотерапия; кардиотоксичные препараты; некардиотоксичые препараты; хроноструктура биоритмов сердца; суточное мониторирование артериального давления и частоты пульса

Цель настоящей работы заключается в изучении хроноструктуры биоритмов сердца пациентов на основе суточной регистрации АД и частоты пульса для дальнейшего выявления ранних признаков кардиотоксичности химиотерапевтических препаратов.

В качестве объекта исследования выступили онкологические больные (состояние всех пациентов удовлетворительное; сознание ясное), разделенные на 3 группы:

Группу К составили больные, в анамнезе получавшие ХТ кардиотоксичными препаратами
Группу А больные, получающие в настоящий момент ХТ кардиотоксичными препаратами
Группа Б состояла из больных, имеющих сопутсвующую патологию ССС и получающих ХТ некардиотоксичными препаратами.

Методом исследования являлась суточная регистрация АД и частоты пульса с помощью неинвазивного амбулаторного автоматического суточного монитора АД BPLab®, прошедшего испытания точности по международному протоколу ESH-2001 (компетентность прибора признана международной организацией Dabl Educational Trust®). Данные снимались с 15-минутными интервалами днем и 30-минутными ночью. Пациенты соблюдали обычный распорядок дня и ночи.

Результаты исследования

На основе полученных данных СМАД и ЧП был проведен анализ суточных показателей гемодинамики (табл. 1). Результаты, полученные у больных группы Б, подтвердили функциональные нарушения в работе миокарда (сниженный ЦИ; повышенные процент превышения, нагрузка по площади, времени; ночное снижение и утренний подъем не выражены). Результаты, полученные у больных группы А, подтвердили сохраненные функциональные резервы сердца (нормальные показатели ЦИ; выраженный утренний подъем; выраженная нагрузка временем, по площади, ночное снижение). В группе К результаты указали на снижение функциональных резервов сердца (ЦИ - на верхней границе нормы; утренний подъем и ночное снижение выражены умеренно; процент превышения, нагрузка по времени, площади выражены значительно или снижены).

Таблица 1. Анализ показателей АД и ЧСС на основе СМАДиЧП

Процент превышения
САД дневное
ночное
ДАД дневное
ночное

ОК/+++
++++++
ОК/++
OK/++++++

++
+++++++
+/ОК
+/OK

Нагрузка временем
САД дневное
ночное
ДАД дневное
ночное

ОК/+++
+++++
OK/++
++/++++++

++
++++++
OK
OK

Нагрузка по площади
САД дневное
ночное
ДАД дневное
ночное

++
+/OK
OK
OK

OK/++
+/+++++
OK
OK/+

+
+
OK
OK

Циркадианный индекс (по методу F.Halberg)

1,16 - 1,45

1,09 - 1,13

1,20 - 1,34

Ночное снижение
САД
ДАД

Dipper
Over Dippers

Non-Dipper/Night Peakers
Night Peakers

Dippers
Dippers

Утренний подъем
САД
ДАД

24 - 33
34 - 53

-25 - 2
-19 - 10

10 - 15
20 - 25

Скорость утреннего подъема САД
ДАД

4,1 - 5,5
5,6 - 8,8

-4,2 - 0,3
-3,3 - 1,8

1,0 - 1,8
2,1 - 3,0

Были проанализированы суточные записи АД и ЧП у онкологических больных, принимающих в ходе исследования ХТ препараты (рис. 1, рис. 2). Выявлено значительное влияние приема препарата на АД и ЧСС, соответствующее времени непосредственного введения лекарственного вещества, его max концентрации в крови больных, ближайших часов после процедуры (стрелка №1 - начало приема препарата; стрелка №2 - max концентрация).

Выводы исследования:

Исследование подтвердило, что СМАД и ЧП является альтернативой рутинному методу 3х кратного измерения артериального давления на приеме у врача. В то же время остаются открытыми многие вопросы, и для их решения мы, выдвигая гипотезу, заключающуюся в 3х пунктах: а) СМАД позволяет проводить раннее выявление патологии ССС у онкологических больных, б) СМАД позволяет предвидеть обострения патологических процессов и провести их раннее купирование, в) СМАД позволяет назначать ХТ в полном объеме и оказывать квалифицированную медицинскую помощь; продолжаем исследование в рамках указанных направлений.

Рис. 1. Суточная регистрация АД и ЧП у онкологического больного, получающего ХТ некардитоксичными препаратами

Рис. 2. Суточная регистрация АД и ЧП у онкологического больного, получающего ХТ кардитоксичными препаратами

2 Научно-исследовательский институт военно-системных исследований материально-технического обеспечения Вооруженных сил Российской Федерации Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева

1. Агаджанян Н.А. Биоритмы, спорт, здоровье / Н.А. Агаджанян, Н.Н. Шабатура. – М.: ФИС, 1989. – 209 с.

3. Алякринский Б.С. Проблемы скрытого десинхроноза / Б. С. Алякринский // Космич. био¬логия и авиакосмич. медицина. – 1972. – № 1. – С. 32–37.

4. Беляев С.Д. Временная организация гемодинамики здоровых лиц и больных гипертонической болезнью. Оптимизация лечения методами хрономедицины: дисс. . д-ра мед. наук. – Кемерово, 2004. – 232 с.

5. Беляев С.Д. Новая хронотерапевтическая технология лечения больных с НЦД / С.Д. Беляев // Вестн. новых мед. технологий. – 2005. – № 3/4. – С. 72.

6. БОС-тренинг в комплексной терапии больных с начальными проявлениями гипертонической энцефалопатии / М.Н. Пузин, А.М. Гендугова, Я.М. Бухаров [и др.] // Практ. неврология и нейрореабилитация. – 2008. – № 3. – С. 24–26.

7. Бурдин В.Н. Десинхроноз в нозологии эссенциальной гипертонии // В.Н. Бурдин // Современ. пробл. науки и образования. – 2008. – № 6. – С. 125–128.

8. Галичий В.А. Биоритмологические аспекты оценки и прогнозирования состояния организма в практике космической медицины: дисс. . д-ра мед. наук. – М., 1996. – 604 с.

9. Губин Г. Д. Суточные ритмы биологических процессов и их адаптивное значение в онто- и филогенезе позвоночных / Г.Д. Губин, Е. Ш. Герловин. – Новосибирск: Наука, 1980. – 278с.

10. Губин Д.Г. Характеристика спектрального состава биоритмов сердечно-сосудистой системы на различных этапах онтогенеза человека: дисс. . канд. мед. наук. – Тюмень, 1997. – 211 с.

11. Дмитрук А.И. Биоритмологические аспекты проблемы адаптации в спорте / А.И. Дмитрук. – СПб.: СПб. Гос. ун-т физ. культуры им. П.Ф. Лесгафта, 2007. – 58 с.

12. Ежов С.Н. Основные концепции биоритмологии / С.Н. Ежов // Вестн. ТГЭУ. – 2008. – № 2. – С. 104–121.

13. Зарипов А.А. Современные представления об использовании принципа биологической обратной связи в коррекции функционального состояния организма сотрудников силовых ведомств при сменном режиме деятельности / А.А. Зарипов, Р.В. Потапов, Е.Н. Ашанина // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. – 2015. – № 2. – С. 86-99.

14. Заславская Р.М. Хронодиагностика и хронотерапия заболеваний сердечно-сосудистой системы / Р.М. Заславская. – М., Медицина, 1991. – 319 c.

15. Инфраритмогенез вегетативных функций человека в условиях высокогорья и пустыни / О.И.Федорова, A.A. Лепендин, И.Ю. Стрельникова, С.Г. Кривощеков // Естествознание и технические науки. – 2010. – № 5, Т. 49. – С. 103-107.

16. Комаров Ф.И. Хронобиология и хрономедицина / Ф.И. Комаров, С.И. Рапопорт. – М.: Триада-Х, 2000. – 488с.

17. Коррекция десинхроноза при перелетах на запад и восток / Ф.А. Иорданская, Н.А. Усакова, Ф.П. Суслов [и др.] // Научн.-спорт. вестн. – 1988. – № 3. – С. 23-27.

18. Костенко Е.В. Десинхроноз как один из важнейших факторов возникновения и развития цереброваскулярных заболеваний / Е.В. Костенко, Т.М. Маневич, Н.А. Разумов // Леч. дело. – 2013. – № 2. – С. 104-116.

20. Матюхин В.А. Рекомендации по прогнозированию и профилактике десинхронозов (хронофизиологические аспекты географических перемещений) / В.А. Матюхин, А.А. Путилов, С.Н. Ежов. – Новосибирск, 1984. – 51 с.

21. Мелатонин в норме и патологии / под ред. Ф.И. Комарова, С.И. Рапопорта, Н.К.Малиновской, В.Н.Анисимова. – М.: Медпрактика, 2004. – 308с.

22. Панфилов О.П. Адаптационная перестройка спортсменов при перелете в западном и восточном направлении / О.П. Панфилов // Теор. и практ. физ. культ. – 1991. – № 5. – С. 33-34.

23. Смирнов К.М. Циклические движения и ритмы трудовых действий (Биоритмы и труд) / К.М. Смирнов. – Л.: Наука, 1980. – 54 с.

24. Сравнительный анализ циркадианных ритмов показателей кардиореспираторной системы и биологического возраста у лиц, проживающих на юге и севере Тюменской области / А.М. Дуров, Д.Г. Губин, В.Л. Денежкина, М.А. Назаренко // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 1–4. – С. 730-734.

25. Федорова О.И. Физиологические ритмы при перемещении человека в условия высокогорья и пустыни: автореферат дисс. . д-ра биол. наук. – Новосибирск, 2011. – 34 с.

26. Фомина Н. В. Годовые биологические ритмы показателей смертности, характера течения острых и хронических форм ишемической болезни сердца и эффективности лечения: дисс. . д-ра мед. наук. – Кемерово, 2008. – 240 с.

27. Ханина Е.А. Научное обоснование коррекции десинхроноза у больных с патологией почек и здоровых лиц: автореферат дисс. . канд. мед. наук. – Воронеж, 2012. – 23 с.

28. Хетагурова Л.Г. Этапы становления хронобиологии и хрономедицины в России (исторический очерк) / Л.Г. Хетагурова, С.И. Рапопорт, Н.К. Ботоева // Пространство и Время. – 2013. – № 2 (12). – С. 229-237.

30. Хроноструктура ритмов сердца и факторы внешней среды: монография / Т.К. Бреус, С.М. Чибисов, Р.Н. Баевский, К.В. Шебзухов. – М.: Изд-во Российского ун-та дружбы народов; Полиграф сервис, 2002. – 232 с.

31. Чибисов С.М. Болезни цивилизации в аспекте учения В.И.Вернадского // Успехи современного естествознания. – 2006. – № 3. – С.36-41.

Согласно современным представлениям, хронобиология - наука, объективно исследующая на количественной основе механизмы биологической временной структуры, включая ритмические проявления жизни [16, 18]. На основе хронобиологии базируется самостоятельное медико-биологическое направление - хрономедицина, которая использует хронобиологические данные для совершенствования диагностики и лечения заболеваний. По мнению отечественных ученых, основной задачей хрономедицины является выявление и коррекция десинхроноза как одного из патогенетических факторов развития многих распространенных заболеваний [4, 14-16, 29, 30]. В этой связи продолжение изучения морфологии и физиологии суточных биоритмов, определение степени их десинхронизации у работающего населения является актуальной задачей современной профилактической медицины.

Цель работы - анализ научных публикаций о патогенетической роли десинхроноза в развитии заболеваний в интересах совершенствования методов его диагностики и коррекции.

Формирование биологических ритмов неразрывно связано с эволюционным процессом живых организмов. Живые структуры могли быть жизнеспособными только при возникновении у них динамически устойчивой временной организации - собственной биоритмизации, способной адаптироваться к ритмическим изменениям внешней среды [30]. Внутренние биологические ритмы выступают в качестве механизма адаптации, позволяющего эффективно функционировать в ритмично изменяющемся мире, подстраивая внутренние процессы в любом живом организме к периодическим изменениям внешней среды [13]. Ритмы генерируются клетками на уровне тканей, синхронизация этих ритмов иерархически осуществляется эндокринной и нервной системами. Основными синхронизаторами ритмики организма принято считать супрахиазматические ядра (СХЯ) гипоталамуса и эпифиз, которые, в свою очередь, подстраивают свою ритмическую активность под внешние ритмы, обеспечивая организму оптимальные условия функционирования [9, 13, 16].

В норме между ритмическими процессами внутри организма, либо между биоритмами и средовыми задающими ритм факторами существуют установившиеся фазовые соотношения. Рассогласование их получило название десинхроноза [13]. По мнению Алякринского Б.С., (1972), десинхроноз - это нарушение естественного хода биологических ритмов, их взаимной согласованности и обязательный компонент общего адаптационного синдрома. Костенко Е. В. и соавт. (2013) предлагают следующее определение: десинхроноз - патологическое состояние организма, возникающее под действием экстремального фактора и характеризующееся десинхронизацией (нарушением) биоритмов.

Существует несколько классификаций десинхроноза. Согласно наиболее общепринятой классификации он подразделяется на два вида: внутренний (эндогенный) и внешний (экзогенный). Эндогенный возникает при нарушении согласования ритмов внутри организма, как правило, в результате функциональных или органических поражений структур центральной нервной системы, обусловленных заболеваниями (менингит, инсульт, новообразования головного мозга). Экзогенный обусловлен расстройством синхронизации внутренних ритмов с внешними воздействиями [13, 16, 17, 19, 29]. По мнению Костенко Е. В. и соавт. (2013), экзогенные десинхронозы по этиологии можно классифицировать следующим образом:

1) фотодесинхронозы (воздействие постоянного освещения);

2) бародесинхронозы (резкое изменение атмосферного давления);

3) термодесинхронозы (изменение температуры);

4) десинхронозы перемещения (переезды, перелеты, вахтовая работа);

5) гелиодесинхронозы (изменение активности солнца);

6) социальные десинхронозы.

Выделяют также острый и хронический десинхроноз. Острый возникает при внезапном рассогласовании в действии на организм внешних и внутренних водителей ритма. Хронический десинхроноз - результат стабильной, затянувшейся во времени дизритмии. Ряд авторов описывают также явный и скрытый десинхронозы. Явный имеет манифестные соматические и психические нарушения, скрытый протекает бессимптомно, незаметно для пациента [3, 16, 26, 30].

Комаров Ф.И. (1989, 2000) предложил классификацию десинхронозов по механизмам развития:

1) трансмеридианный десинхроноз центрального генеза. В основе его формирования лежит нарушение рецепции и трансмиссии синхронизирующего сигнала центральными осцилляторами - СХЯ и эпифизом. Он носит транзиторный характер, так как отсутствуют структурные нарушения центрального осциллятора;

2) возрастной десинхроноз комплексного генеза. Причины его развития имеют как центральное происхождение - нарушение межнейронных взаимодействий внутри СХЯ и снижение продукции мелатонина эпифизом, так и периферическое - нарушение рецепции тканями и органами сигнальной информации от центральных осцилляторов;

3) индуцированный десинхроноз периферического или комплексного генеза. Его развитие детерминировано воздействием физико-химических факторов или инфекционных агентов, которые нарушают функции эфферентного звена циркадианной системы;

4) патологический десинхроноз периферического генеза. Причина лежит в структурно-функциональных нарушениях на тканевом и органном уровнях. Патологический десинхроноз может быть спровоцирован как хронической, так и острой соматической патологией.

Десинхроноз может быть вызван целым рядом внешних причин, как социальных, так и природных. Бреус Т.К. и соавт. (2002) проанализировали причины возникновения десинхроноза, разделив их структурно на две основные группы - социальные и природные.

Социальные факторы возникновения десинхронозов:

1. Биотропные факторы антропогенного происхождения:

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.;

2. Рассогласование ритма сон-бодрствование при сменной и ночной работе;

3. Рассогласование между суточным стереотипом организма и дискретным временем, возникающим при трансмеридиональных перелетах;

4. Орбитальные и межпланетные космические полеты; Природные внешние факторы возникновения десинхронозов:

5. Экстремальные природные условия;

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

7. Ритмы геомагнитного поля Земли, вызванными вращением Солнца;

8. Апериодические изменения гелио-геофизических факторов, возникающими при солнечных вспышках и геомагнитных бурях.

В научной литературе представлена симптоматика и синдромология десинхроноза, а также описание динамики этого процесса. Некоторые современные классификации стадий и синдромов, в соответствие с исследованиями Костенко Е. В. и соавт. (2013), приводятся ниже:

I - стадия временного рассогласования;

II - стадия регуляторных нарушений;

III - стадия энергетических или биохимических нарушений;

IV - стадия структурных нарушений источника колебаний и периода биоритмов.

1) астеноневротический - нарушение ритмов коры (головная боль, слабость, утомляемость);

2) нервно-дистрофический - нарушение ритмов подкорковых структур и гипоталамуса;

3) вегетативные нарушения - нарушения ритмов вегетативной нервной системы;

4) эндокринные нарушения.

К настоящему времени многие исследователи доказали, что десинхронизация биологических ритмов лежит в основе социально-значимых заболеваний нервной, сердечно-сосудистой, репродуктивной и эндокринной систем [2, 4, 7, 10, 14, 18, 27, 29, 30]. Так, например, эндогенный десинхроноз, по мнению Заславской Р.М. (1991) и Бурдина В.Н. (2008), является одним из этиологических факторов артериальной гипертензии. Исследование Фоминой Н.В. (2008) свидетельствует о наличии причинно-следственной связи между биоритмологическими нарушениями и развитием ишемической болезни сердца. Костенко Е. В. и соавт. (2013) рассматривают десинхроноз как один из важнейших факторов возникновения цереброваскулярных заболеваний [16].

Важно отметить, что к развитию десинхроноза приводит сменный труд. Именно он рассматривается многими авторами как основной фактор, приводящий к нарушениям фазовой архитектоники циркадианной системы организма. Ночное бодрствование не может быть компенсировано ни дополнительным сном в другое время суток, ни усиленным питанием, ни лекарственными средствами [13, 20, 23]. В первую очередь, этот факт касается операторских профессий, имеющих ночные смены. Следует отметить и то, что в настоящее время все большее количество других профессиональных групп вовлекается в сменный характер деятельности. Следовательно, раннее выявление и коррекция десинхроноза является эффективной мерой профилактики возникновения и развития патологии у работающего населения, особенно у лиц со сменным трудом.

По литературным данным, все методы коррекции десинхроноза делятся на две группы: медикаментозные и немедикаментозные. Препаратом выбора, по данным ряда авторов, является мелатонин [17, 21, 27]. Но в связи с полипрагмазией, существующей среди населения, большой интерес представляют именно немедикаментозные методы, к которым относятся фото- и цветотерапия. Кроме того, в последние годы проводятся исследования по применению новых хронотерапевтических методов, в том числе биоритмологическое биоуправление и др. Многочисленные исследования подтвердили, что БОС-тренинги, действующие на основе принципов биоуправления, обусловливают сохранение клинического эффекта не менее чем на 6-12 мес. [5, 6, 13]. Однако механизмы действия и возможности метода изучены недостаточно.

Таким образом, обзор современной научной литературы по теме исследования указывает на необходимость дальнейшего изучения проблемы десинхроноза, особенно у работающих лиц со сменным характером профессиональной деятельности. Считаем, что исследования по обоснованию, разработке и совершенствованию методов коррекции десинхроноза в настоящее время актуальны и своевременны.

Рецензенты:

Медведев Д.С., д.м.н., доцент, заведующий лабораторией восстановительного лечения и реабилитации Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, г. Санкт Петербург;

Грошилин С.М., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф Ростовского государственного медицинского университета, г. Ростов-на-Дону.

Исследования дат рождения и смерти людей в сопоставлении с 11-летним ритмом солнечной активности, показывают, что в большинстве случаев, если рождение человека приходится на период, близкий к максимуму солнечной активности в 11-летнем цикле, то его естественная смерть (в 67% случаев) наступает в период солнечной минимальной активности. И напротив, если человек родился в период, близкий к минимуму солнечной активности, его естественная смерть приходится на период, связанный с максимумом солнечной активности. [1].

Существует такое понятие как космобиосферный импринтинг, т.е. в момент рождения ребенка происходит запечатление конкретного сочетания физических, магнитных и других полей, воздействующих на него. Осуществляется подстройка организма рожденного ребенка к новой среде обитания, к конкретным космобиосферным условиям и устанавливается ход собственных биологических часов. В дальнейшем при изменении солнечной активности в рамках одиннадцатилетнего цикла солнечной активности организм вынужден функционировать с большими затратами и напряжением. Особенно это касается периода противофазы цикла. С возрастом, когда гелиофизические условия значительно отличаются от существовавших в момент рождения эффективность срабатывания механизмов адаптации снижается и возникает некомпенсированное нарушение механизмов внутренней регуляции. Это приводит к нарушению функционирования организма, его отдельных подсистем и органов, что влечет за собой заболевания и, в конечном счете, в одном из циклов приводит к смерти.

Организм упрощенно можно представить как набор функционально и пространственно выделенных осцилляторов; частоты излучения и биоритмы являются собственными частотами системы. Есть основания считать, что высокочастотная область биоэффективных частот (~ГГц) обусловлена преимущественно вынужденным резонансом микромасштабных структур организма (ионы, аминокислоты, мембраны и т.п.), а низкочастотная (ОНЧ-УНЧ диапазон) - параметрическим резонансом крупномасштабных систем (сердце, мозг, кровеносная система и т.п.). Биоэффективные частоты определяются собственными частотами соответствующих систем организма и могут быть вычислены при знании масштабных факторов и характерных скоростей в рассматриваемой системе[2]

При воздействии гелиогеомагнитных флуктуаций среди органов мишеней наиболее часто называют сердце 4.

Проведение анализа влияния на сердечно-сосудистую систему всех возможных видов геомагнитных возмущений, генерированных солнечной активностью, то есть "сбоев биологических часов". Анализ диагнозов, поставленных врачами "Скорой помощи" г. Москвы (всего 6 304 032 случая, включая инфаркты миокарда, гипертонические кризы, внезапную смерть, аритмии, автомобильные аварии) позволил выявить достоверную связь между ритмом среднесуточных чисел случаев инфаркта миокарда и ритмом межпланетного магнитного поля. Полученные клинические результаты были сопоставлены с различными характеристиками геомагнитного поля и межпланетной среды. Результаты анализа свидетельствовали, что во время очень сильных геомагнитных бурь в структуре вызовов "Скорой помощи" в Москве число инфарктов миокарда возрастало на 13%, а инсультов - на 7%.[11].

О.В. Хабарова и Е.А. Редечник [2004] отмечают, что прогноз магнитных бурь - важная задача физики солнечно-земных связей. Между тем, оправдываемость среднесрочных прогнозов до сих пор остается неудовлетворительной, снижаясь до 30% в годы минимума 11-ти летнего цикла солнечной активности. Отчасти это связано с тем, что на данный момент большинство методик среднесрочного прогноза ориентировано на анализ солнечных данных, слежение за активными областями и прогнозирование бурь, являющихся следствием активных процессов на Солнце. Но в годы минимума солнечной активности преобладают рекуррентные потоки и потоки смешанной природы, слежение за которыми затруднено. [12].

Частота является носителем информации, а виды колебаний в организме могут трансформироваться друг в друга. Поэтому можно полагать, что резонансный отклик организма возможен на одних и тех же частотах при различных типах воздействия на него (электромагнитных, акустических и т.п.). Реакция биообъектов на магнитные бури, а также существование эффекта Чижевского-Вельховера могут объясняться параметрическим резонансным откликом важнейших органов и систем организма (мозга и эндокринной системы) на усиление длиннопериодных колебаний магнитного поля Земли, как во время бурь, так и в некоторых случаях - до них. Причиной появления предбуревых длиннопериодных (2-250 мин) осцилляций геомагнитного поля является смена осцилляторного режима солнечного ветра за несколько дней до прихода геоэффективных потоков солнечного ветра к Земле. [2].

Обобщая результаты мониторингового эксперимента М.И.Рагульская (2004) отмечает, что в магнитовозмущенные дни у большинства обследуемых наблюдается: аритмия; 2-3-кратное возрастание коэффициента симметрии Т-зубца после проведения стресс-теста; изменение динамики выхода из состояния недозируемой физической нагрузки; централизация управления организмом.

Наиболее подверженными влиянию магнитных бурь оказываются мужчины, женщины демонстрируют преобладание эндогенных ритмов. [14].

После этого вступления вернемся к нашему вопросу о влиянии магнитных бурь на биологические системы. Конечно, влияют. Продемонстрируем это на наших собственных экспериментальных исследованиях. Изучение биологических ритмов сердечно-сосудистой системы проводилось через каждые три часа в течение многих суток. На 600 кроликах исследовалась динамика изменений сотен показателей, обеспечивающих работу сердца. Математический анализ биоритмов сердца показал, что между суточными изменениями изучаемых показателей существуют определенные временные закономерности. Исключение составляли данные одного эксперимента, когда в течение трех суток биоритмы сердца были резко нарушены. Пытаясь объяснить эти нарушения, мы обратились за помощью к биофизикам, изучающим космическую погоду. Выяснилось, что в период данного эксперимента была зафиксирована большая магнитная буря, которая и явилась причиной нарушений биоритмов сердечно-сосудистой системы. Безусловная ценность наших исследований в том, что эксперименты проводились абсолютно в одинаковых условиях, одними и теми же сотрудниками и их задачей не являлось изучение влияний космобиосферных факторов на животных. Так случай помог определить один из механизмов влияния магнитной бури, который выразился в нарушении биологических ритмов организма, вплоть до их исчезновения.

Методика исследования.

Результаты исследования.

Сравнение спектров КОС в магнитоспокойные сутки показало высокое сходство ритмических структур APH, AHCO₃, ATCO₂, ABEE, ABEIN, ABC, AHB, VHCO₃, VTCO, VBEE, VBEIN, VBC, VHB, САС и ДАД. Все эти показатели имели основные максимумы от 03 до 06 ч в циркадианном диапазоне (длительность периода 22-24 ч.) Выявлены также периоды, близкие ко второй гармонике (10-11 ч). Для многих показателей максимумы спектров, найденные при линейном косинор- анализе, были подтверждены методом нелинейного косинора.

Спектры напряжения кислорода и углекислого газа в артериальной и венозной крови, а также артерио-венозной разности напряжения кислорода, помимо циркадианного пика, имели максимумы в области 16 часов, т.е. ультрадианный ритм.

Рисунок 1.. Результаты косинор-анализа 24-ч ритма САД в магнитоспокойные (а, в)
и в магнитовозмущенные сутки (б, г).

Рисунок 2. Результаты косинор-анализа 24-ч ритма ДАД в магнитоспокойные (а)
и в магнитовозмущенные сутки (б)

Увеличение геомагнитной активности приводит к значительным изменениям ультраструктуры кардиомиоцитов. В период фазы С1 ультраструктура Мх принципиально не отличалась от ультраструктуры Мх кардиомиоцитов, исследованных при нормальных геомагнитных условиях. Мх были равномерно распределены по клетке, иногда наблюдались их скопления в околоядерной зоне. Отмечались явления полиморфизма, небольшого набухания органелл, четкая двухконтурность наружной оболочки большинства Мх. У части Мх было выявлено утолщение наружных мембран с явлениями разрушения. Кристы плотные, частью фрагментированные. Матрикс большинства Мх плотный, но в некоторых органеллах наблюдалось его просветление. Корреляционный анализ между показателями сократительной силы ЛЖ и ПЖ сердца и объемом Мх показывает, что между ними существует положительная достоверная связь (коэффициент корреляции (r) +0,76 и +0,81; р m , где b = 218; m = 0,05 для ЛЖ и b = 24,6; m = 9,55 для ПЖ.

В начальной фазе бури (А2) были отмечены значительные изменения ультраструктуры миокарда. Клеточная мембрана кардиомиоцитов была разрыхлена, имелись явления нарушения целостности ее наружного листка. Появилось большое количество аркад, заполненных Мх. Выражены явления межклеточного отека. В цитоплазме наблюдались единичные исчерченные липидные включения. Мембрана клеточных ядер в подавляющем большинстве инвагинирована. Отмечались явления маргинации хроматина, а в некоторых ядрах очаги его вымывания. Капилляры имели утолщенную стенку, в некоторых случаях окруженную коллагеновой муфтой. Количество лизосом было выше, чем в предыдущие сутки. В миофибриллах наблюдались массированные очаги гомогенизации. Вставочные диски утолщены, границы их расплывчаты. Миофибриллы отечны, волокнисты. Большинство из них имели участки разрывов и расплавления, что является, как и инвагинация ядерной мембраны, характерной чертой именно для этой фазы. Большинство Мх находились в состоянии значительного набухания с явлениями нарушения наружного листка мембраны. В Мх наблюдались явления вакуолизации матрикса. Многие Мх находились в состоянии деструкции и деградации. Кристы сильно фрагментированы, их количество в одной средней Мх или их суммарное количество в средней электронограмме было в 2 раза меньше, чем в фазе восстановления. КЭЭМ_МХ снизился в 2 раза (с 3,9±0,8 до 1,9±0,2). Набухание Мх, фрагментация крист, уменьшение их количества, вакуолизация матрикса, деструкция и деградация Мх - это характерные черты для начальной фазы бури. Объем Мх становится намного больше, чем в С1, и между объемом Мх и показателем сократительной силы ЛЖ и ПЖ сердца характер корреляционной связи резко изменился. Связь стала отрицательной, сохраняя силу и достоверность (r -0,73 и -0,81 соответственно), что свидетельствует о дальнейшем увеличении объема органелл и падении сократительной силы сердца. В эксперименте установлено, что амплитуда суточных колебаний сократительной силы сердца значительно ниже в период геомагнитных возмущений (таблица 1). Из табл. видно, что циркадианная ритмика у кроликов во время бури имеет гораздо меньшую степень выраженности (PR), чем в магнитоспокойные сутки. Более детальный анализ амплитудных изменений в зависимости от фаз геомагнитной бури показал следующее. В период предшествующий большой планетарной магнитной буре (21.09.84.) отмечались наивысшие значения амплитуды циркадианного ритма сократительной силы сердца (2А±SE для SBP-LV=45.6±10.4; для SRV-RV=15.4±4.0), которая прогрессивно снижалась по мере нарастания возмущенности магнитного поля Земли (2А±SE для SBP-LV=7,4±13.7; для SRV-RV=2.6±3.2) (рис.1,2)

Заключение.

Таблица 1 Циркадианные ритмы показателя пикового систолического давления (SVR) в левом (LV) и в правом (RV) желудочках сердца кроликов во время спокойных геомагнитных условий и во время геомагнитных бурь.

Читайте также: