ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2009, том 35, № 2, с. 96-102
УДК 577.3:613.11
ЭКЗОГЕННЫЕ И ЭНДОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВНУТРЕННЮЮ СИНХРОНИЗАЦИЮ СУТОЧНЫХ РИТМОВ ВЕГЕТАТИВНЫХ ФУНКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА В ОБЫЧНЫХ И СУБЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ СРЕДЫ
© 2009 г. О. И. Федорова, Е. В. Подкорыгтова, Т. А. Бургардт
Алтайский государственный университет, г. Барнаул Поступила в редакцию 28.04.2008 г.
Исследуется хроноструктурная организованность физиологических циклов теплообмена, сердечной деятельности, системного давления, содержания актуальных электролитов в моче и слюне у человека в обычных условиях среды, при воздействии высокогорной гипоксиии и гипертермии. Рассматривается роль внешних и внутренних факторов, влияющих на взаимную согласованность суточных ритмов актуальных физиологических функций - температуры окружающей среды, уровня кортизола и свойств темперамента.
Структура циркадных ритмов в живом организме является относительно устойчивой, она изменяется под влиянием внешних и внутренних факторов. Нарушение хроноструктурной организованности физиологических функций (десинхро-ноз) часто отмечается в состоянии стресса, в экстремальных условиях среды, при патологических процессах [1-4]. Однако и в обычных условиях среды, в состоянии относительного покоя у людей не наблюдается абсолютной регулярности циркадных ритмов от суток к суткам: акрофазы ритмов отдельных вегетативных функций разнонаправленно дрейфуют в зависимости от случайных или систематических причин. Такое явление связано с особенностями биорегуляции циркад-ной ритмичности, а также с внешними периодическими и апериодическими воздействиями и другими обстоятельствами. Это означает, что в обычных условиях среды может изменяться заданное соотношение положения акрофаз отдельных ритмов и степень согласования во времени течения отдельных процессов жизнедеятельности, что и порождает внутреннюю десинхронизацию. При изучении десинхронизирующих эффектов смены временной или природной среды обычно за контрольный уровень берутся значения акрофаз у испытуемых перед внешним воздействием при однократном исследовании [5]. Однако и в этом случае исходные величины акрофаз чаще всего являются лишь вариантом изменчивости. На наш взгляд, меру "фоновой" внутренней десинхрони-зации необходимо использовать как отправную точку для оценки десинхроноза любого генеза. Особенно актуально знание о степени фоновой хроноструктурной организованности при изучении десинхронизирующих воздействий, не связанных с изменением часовых поясов: при стрессах,
периодических и апериодических возмущениях среды, патологических состояниях. В этих случаях у людей возникают разнонаправленные, нерегулярные сдвиги акрофаз, трудно поддающиеся учету и сравнению с исходными (нормативными) значениями акрофаз.
В связи со сказанным, целью настоящей работы явилось изучение и оценка фазовой согласованности циркадных ритмов физиологических функций у человека в обычных и субэкстремальных условиях среды, а также исследование роли внутренних и внешних факторов, влияющих на внутреннюю синхронизацию вегетативных ритмов: уровня кортизола плазмы, типа темперамента и температуры окружающей среды.
МЕТОДИКА
Для решения поставленных в исследовании задач проведено обследование четырех групп здоровых лиц обоего пола в возрасте 20-23 лет. Испытуемые находились на стандартном режиме сна и бодрствования: дневная физическая активность соответствовала умеренной (покой или ходьба в зоне обследования), трехразовое принятие пищи, потребление воды - по потребности, умственная нагрузка была сведена к минимуму.
Первая группа (контроль) обследовалась на равнине в условиях среды, близких к комфорту (среднесуточная температура воздуха составила за период исследования от 17.5 до 22.6°С). В группу вошли 8 человек. У испытуемых этой группы в течение двухнедельного периода с перерывом в одни сутки проводились суточные исследования вегетативных функций: шесть раз в течение суток регистрировались показатели кровообраще-
ния (систолическое - АДС и диастолическое артериальное давление - АДд), рассчитывались сред-нединамическое (СДД), пульсовое (ПД) давление, ударный (УО) и минутный (МОК) объем крови, периферическое сопротивление сосудов (ПСС); показатели вариационной пульсометрии по Баев-скому - средняя длительность кардиоинтервалов (ЯЯ), модальное значение кардиоинтервалов (Мо), амплитуда моды (АМо), индекс напряжения (ИН), дисперсия (а) и размах длительности кардиоинтервалов (АХ), коэффициент монотонности (КМ), вегетативный показатель ритма (ВПР), показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР), теплообмена (температура тела - Тт, кисти - Ткис, стопы - Тст, средневзвешенная температура тела - СВТК, брались пробы слюны для определения содержания электролитов (концентрация натрия - Касл, калия - Ксл и натрий-калиевый коэффициент - Ка/Ксл. Таким образом, были получены динамические ряды изменения 23 прямых и расчетных показателей вегетативных функций в течение 6 суток.
Вторая группа (высокогорье-1) включала 6 человек, находящихся в условиях высокогорья, на высоте 3200 м над уровнем моря (перевал Туя-Ашу), при среднесуточной температуре внешней среды от 2.6 до 12°С. Промежуток между суточными измерениями также составил одни сутки. Режим жизнедеятельности, характер питания, порядок обследования, число регистрируемых параметров были такими же, как и в контроле.
Третья группа (высокогорье-2) включала 6 человек, находящихся в тех же высокогорных условиях; среднесуточная температура воздуха составляла от 10.1 до 15.6°С. В этой серии исследований контролировались суточные ритмы артериального давления, кортизола в плазме, концентрации электролитов в слюне (Касл, Ксл, Ка/Ксл), моче (№м, Км, Ка/Км), их экскреции №экс, Кэкс) и диуреза (Д).
Четвертая группа (пустыня) включала 8 человек, обследованных в условиях пустыни (Приа-ралье) при среднесуточной температуре среды от 28.4 до 34.6°С. Набор учитываемых показателей физиологических функций включал все, контролируемые в предыдущих группах.
У испытуемых всех групп определялись показатели темперамента по Айзенку (уровень экс-травертированности и нейротизма при их возможных вариациях по шкалам от 0 до 24 ед.).
По индивидуальным хронограммам визуально определялось положение акрофаз. Чтобы оценить степень взаимной синхронизации циркадных ритмов физиологических функций в обычных условиях среды в каждые конкретные сутки, необходимо знать, какие значения их акрофаз являются нормативными, соответствуют "заданному значению", состоянию предельно возможной, оптимальной внутренней синхронизации. Данные
литературы для этой цели непригодны, так как: 1) не существует абсолютно точных значений нормативных акрофаз для человека - они всегда колеблются в той или иной мере относительно наиболее вероятного значения [6, 7], что наблюдается даже в постоянных условиях для маркеров фазы центрального пейсмекера - мелатонина и кортизола плазмы [8]; 2) данные разных авторов для циркадианных ритмов хорошо изученных функций часто разнятся более, чем на 4 часа; 3) существуют индивидуальные особенности фазовых паттернов [2, 9, 10]; 4) регион и условия исследования сказываются на положении акрофаз отдельных ритмов [11].
Исходя из всего этого, в нашем исследовании мы выбрали два базовых, условно нормативных фазовых паттерна. Первый конструировался на основании данных о наиболее вероятном расположении акрофаз для отдельных функций во всей выборке (в частности, в контроле - для 8 испытуемых в течение 6 суток из 48 вариантов для каждой функции определялись модальные значения акрофаз). Его мы обозначили как групповой фазовый паттерн контроля (ГФПКОНТ). Этот паттерн расценивается нами как биологическая норма, как то заданное значение, вокруг которого колеблются варианты значений фазы в связи с межиндивидуальной и межсуточной изменчивостью.
Второй выбор стандарта основывался на учете наиболее вероятных значений акрофаз для отдельных индивидуумов. Мы исходили из предположения о том, что существуют индивидуальная биологическая норма, генетически обусловленные механизмы формирования заданных значений акрофаз, то есть наиболее оптимального для каждого организма чередования физиологических процессов. Тогда для каждого индивидуума можно воссоздать его стандарт на основании модальных значений акрофаз в рамках индивидуальной изменчивости (в частности, в контроле у каждого испытуемого для отдельной функции определялась мода акрофазы из 6 вариант). Эталонную фазовую картину, определенную таким образом мы обозначили как индивидуальный фазовый паттерн контроля (ИФПКОНТ).
Для изучения динамики изменения степени взаимной внутренней синхронизации в течение времени применялся корреляционный анализ. Мера сходства фазовых паттернов с базовым (ГФПКОНТ или ИФПКОНТ) в каждые сутки исследования оценивалась с помощью коэффициентов корреляции, которые и отражали относительную меру внутренней синхронизации (коэффициент внутренней синхронизации - КВС) день ото дня. Такие коэффициенты рассчитывались отдельно для каждого испытуемого двумя указанными способами, что давало возможность получить индивидуальные кривые динамики внутренней син-
хронизации. Усреднение значений этих кривых (по числу суток исследования) давало индивидуальные значения КВС внутренней синхронизации за весь период исследования. Путем суммирования индивидуальных динамических рядов определяли групповую динамику коэффициента внутренней синхронизации.
Для установления характера функциональной связи между показателями меры внутренней синхронизации и параметрами факторов внешней и внутренней среды применялся метод построения кривых регрессии.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение синхронизации суточных ритмов в контроле дало следующие результаты. Как видно из рис. 1, уровень КВС, рассчитанный по отношению к индивидуальным стандартам (ИФПКОНТ), выше уровня, рассчитанного по отношению к групповому базовому паттерну (ГФПКОНТ). Несмотря на то, что эти различия недостоверны (судя по доверительным границам, обозначенным на рисунке), можно говорить об определенной, хотя и не определяющей роли гено-фенотипич
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.