ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2015, том 41, № 2, с. 74-84
УДК 612.821
ЦИРКАДИАННЫЙ РИТМ ТЕМПЕРАТУРЫ КОЖИ У ДЕТЕЙ В ПЕРИОД ПОЛОВОГО СОЗРЕВАНИЯ
© 2015 г. Т. С. Пронина, Н. И. Орлова, В. П. Рыбаков
Институт возрастной физиологии РАО, Москва E-mail: pronina.ts.@mail.ru Поступила в редакцию 12.04.2014 г.
Представлены результаты многолетнего исследования становления циркадианного ритма температуры (ЦРТ) кожи детей в процессе полового созревания. Для этого был проведен 48-часовой мониторинг температуры (Т) кожи плеча у детей, подростков и зрелых молодых людей обоего пола от 8 до 22 лет с применением метода "Термохрон iButton". Возрастная динамика мезора, отражающая процесс становления терморегуляции организма в период полового созревания, носит волновой характер. Первая волна с максимумом Т наблюдалась у детей 10—11 лет, второй максимум Т — у подростков 14—15 лет. Причем у детей мужского и женского пола динамика мезора синхронна, однако у девочек от 8 до 17 лет мезор достоверно выше. У взрослых людей 20—22 лет мезор выше у юношей. Динамика амплитуды ЦРТ не меняется до 12—13 лет, в 14—15 лет у мальчиков величина амплитуды снижается, а у девочек возрастает. В 16—17 лет у детей обоего пола этот хронопоказатель резко увеличивается с последующим значительным снижением к периоду зрелости (20—22 года). У мальчиков, амплитуда ЦРТ достоверно больше, чем у девочек, у взрослых мужчин и женщин этот показатель не отличается. При исследовании цикла сон—бодрствование выявлены периоды, в которых изменяется суточная терморегуляция: у мальчиков в возрасте 10—11 лет, а у девочек в 10—11 и в 16— 17 лет. В эти периоды Т ночью выше, чем днем.
Ключевые слова: циркадианный ритм, температура кожи, мониторинг, дети.
Б01: 10.7868/80131164615020150
Температура тела человека, как один из интегральных показателей общего состояния организма, отражает характер энергетического обмена и уровень его нейроэндокринной регуляции. Температурный баланс достигается при определенном соотношении теплопродукции и теплоотдачи, поэтому отведение тепла через кожу становится важнейшей задачей терморегуляции.
Кожная температура является показателем функционального состояния организма, оценка которого имеет значение в разных ситуациях, связанных с адаптацией к факторам внешней среды, к мышечной деятельности, и отражает интенсивность теплоотдачи, которая, в свою очередь, зависит от теплопродукции, состояния кожных сосудов и активности потоотделения.
Суточный ритм температуры (Т) тела представляет собой совокупный результат изменения температуры ядра (внутренних органов) и температуры кожи. Известно, что супрахиазматические ядра гипоталамуса являются терморегуляторным центром, сигналы от которого инициируют механизмы усиления или потери тепла, создавая, таким образом, циркадианный ритм температуры
(ЦРТ) тела. ЦРТ тела может выступать в качестве регулятора для других осцилляторов, в том числе в регуляции цикла сон—бодрствование [1—4].
В литературе мало целенаправленных исследований ЦРТ в онтогенезе человека, особенно у детей в период полового созревания. В то же время, ряд литературных данных и результаты наших многолетних исследований показывают, что эти ритмы обладают индивидуальными, возрастными и половыми особенностями [5—10].
Известно, что температура внутренних органов (ядра) выше, чем Т поверхности тела. Наиболее распространенный в клинической практике способ измерения Т ядра у детей — это определение ректальной температуры [11]. Однако этот метод достаточно дискомфортен и трудно применим в обычных условиях. Так как глубокие ткани для измерений Т недоступны, врачи используют другие места для измерения Т: подмышечную впадину, подъязычную область и барабанную перепонку. Недавние исследования показали, что Т барабанной перепонки точно отражает Т легочной артерии, даже когда температура тела быстро меняется. Однако метод измерения Т на барабан-
ной перепонке специальным термометром также дискомфортен и не может применяться для ЦРТ у детей в обычных условиях [12, 13].
В настоящее время различные исследователи занимаются разработкой комплексного неинва-зивного метода тестирования Т у людей в различных положениях и в периоды разной активности. Так, Лиао и соавт. [14] определяли уровень Т кожи, рассчитывая дистально-проксимальный градиент кожи на руках и ногах при использовании тепловизора [14]. Другой группой ученых был разработан новый комплексный метод термометрии, в основу которого положен комплексный анализ трех одновременных записей: температуры (Т) кожи запястья, двигательной активности (А) и положения тела (Р) [15]. Авторы назвали его "Суточный индекс функции", так как он представляет собой полезный инструмент для стандартизации состояния циркадианных систем, поскольку он включает в себя не только переменную с большим количеством эндогенных компонентов, но и переменные, которые являются реактивными поведенческими критериями: двигательной активности и положения тела.
ЦРТ считается "ритмом маркера", который используется как ориентир биологических часов человека для определения синхронизации (или десинхронизации) других физиологических ритмов. На практике, в качестве маркера, кроме температуры, для оценки суточных ритмов функций организма широко используются ритмы таких гормонов как мелатонин и кортизол. Исследовательская группа Даффи и соавт. [16] показала, что у людей в условиях постоянного освещения эндогенный период Т тела, мелатонина и кортизола был стабильным.
Как известно, основными показателями, характеризующими любой физиологический ритм (в том числе и циркадианный), являются средний уровень (мезор), амплитуда колебаний и акрофа-за (время максимума функции). Мезор (М) "отражает" так называемую центральную линию, вокруг которой происходят колебания физиологической функции на протяжении суток. Амплитуда циркадианного ритма (разница между максимумом и минимумом) является наиболее пластичным показателем, она одна из первых отвечает на внутренние и внешние влияния, а ее изменение служит показателем развития адаптационного процесса и характеризует "биологический статус организма".
Задачами настоящей работы явились: 1) определение возрастных и половых особенностей циркадианного ритма температуры кожи методом "Термохрон 1ВиИоп" у детей обоего пола в период полового созревания по показателям среднесуточного уровня и амплитуды колебаний, 2) выявление особенностей хронобиологических
показателей температуры в различные периоды суточной активности организма: в период пребывания в школе, в период нахождения дома и в ночной период.
МЕТОДИКА
При исследовании температуры тела у детей разного возраста мы в основу выбора метода включили следующие требования: 1) простота и воспроизводимость; 2) выраженность ритмичности в исследуемый период; 3) возможность периодической регистрации; 4) пригодность для самонаблюдения; 5) минимальные неудобства в проведении исследования без отрыва от режима школьного обучения, домашней работы и сна.
Учитывая эти факторы, для характеристики ЦРТ школьников применялся термометр "Ther-mochron iButton DS-1921" (Dallas Semiconductor Corp.), который является электронным устройством, позволяющим проводить регистрацию Т кожи (в градусах С) через определенные, заранее заданные промежутки времени и сохранять полученную информацию в собственной памяти [17]. Мониторинг Т кожи плеча проводили с 10-минутными интервалами на протяжении 24 или 48 часов в весенний период у учащихся одной из школ г. Москвы и у студентов РГУФиТ, без отрыва их от обычного дневного режима. Всего в эксперименте приняли участие 160 школьников 3—11 классов (8—17 лет) одной из школ г. Москвы и 47 студентов РГУФиТ (20—22 года). Считывание полученных результатов с термометра-таблетки осуществляли с применением специальной компьютерной программы для "Термохрона iButton". Диапазон Т находился в пределах от 27.0°C до 38.5°C. Средний период циркадианного ритма Т кожи плеча был определен с помощью анализа рядов Фурье. Он был равен 24.19 ± 0.09 часа.
На основании полученных результатов были построены индивидуальные графики, рассчитаны средний уровень (мезор) и амплитуда (разница между максимумом и минимумом) циркадианных колебаний, это давало возможность составить индивидуальный "термохронобиологический профиль" организма. Выявление времени акрофазы (максимума Т) определяли по времени максимума графика методом "скользящей средней".
Для исследования особенностей температурной динамики в различные периоды суток, связанных с различной активностью организма детей, был проведен хронобиологический анализ индивидуальных и групповых показателей Т кожи в различные периоды суток: в период пребывания в школе (с 8 ч 30 мин до 15 ч), в период нахождения дома (с 15 ч до 23 ч 30 мин) и в ночное время (с 23 ч 30 мин до 7 часов утра). У студентов, у которых был индивидуальный дневной режим,
ПРОНИНА и др. Девочка (Б.) 15 лет 1 и 2 сутки
°С 37
36
35
34
33
32
31 _I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_1_
8:50 10:50 12:50 14:50 16:50 18:50 20:50 22:50 0:50 2:50 4:50 6:50
Девочка (А.) 15 лет 1 и 2 сутки
°С 37
36
35
34
33
32
31 _I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_1_
8:50 10:50 12:50 14:50 16:50 18:50 20:50 22:50 0:50 2:50 4:50 6:50 8:50
Рис. 1. Образцы суточной динамики температуры кожи (°С) у двух девочек 15 лет в течение двух суток подряд (сплошная линия — 1 сутки, штриховая линия — 2 сутки) (скользящая средняя — 60 мин). По оси абсцисс — часы суток.
сравнивали два периода: дневной и ночной (время сна).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Мониторинг Т кожи плеча у детей на протяжении двух последовательных суток выявил сходство индивидуальной суточной динамики (рис. 1). В то же время, имели место и отличия в индивидуальной динамике Т. Так, время значительного ночного падения Т у первой испытуемой наблюдалось в период 0—2 часов ночи, а у второй — в период 3—5 часов ночи.
Индивидуальное сходство динамики ЦРТ кожи плеча наблюдалось у некоторых детей не только на протяжении двух суток, но и в разные годы исследовани
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.