Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды

monografia.doc

Т.К.Бреус, С.М. Чибисов, Р.Н.Баевский и К.В.Шебзухов

ХРОНОСТРУКТУРА РИТМОВ СЕРДЦА

И ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

УДК 612.17:577,3+616.12-12-008

Рецензенты: профессор Г.Г. Автандилов

Т.К. Бреус, С.М.Чибисов, Р.Н.Баевский и К.В.Шебзухов

Хроноструктура ритмов сердца и факторы внешней среды:

Монография. – М. Издательство Российского университета дружбы народов; Полиграф сервис, 2002, -232 с.-, ил.

This book describes the experimental studies of various heart rhythm indices in laboratory and in conditions of space (light. The main goal is the study of heart rhythm modification under the action of various environmental factors. The results show that the circadian heart rhythm system is flexible and varies in cycles having periods such as ll-years (the cycle of solar activity), about 28-days, about 14-days and about 7-days. Significant variations of daily rhythm chronostructure depending of the season of the year have been detected. The effects of geomagnetic field perturbations on heart rhythm indices have also been studied. The results obtained from laboratory experiments with animals, and with cosmonauts in flight conditions and confirmed by laboratory’ simulations reveal that geomagnetic storms produce heart rhythm desynchromzation. This corresponds to an adaptive stress reaction, similar to the circadian rhythm violation associated with transcontinental flights. The response of heart chronostructure to various external factors is similar and represents a characteristic adaptive stress reaction. The effects of social phenomena or variations of natural external synchronizers, such as the rhythms of solar radiation and geomagnetic field variations, lead to a similar response in biological systems, namely adaptive stress. Our results allow the underlying mechanisms of morphofunctional modifications of heart activity, controlled by time factor, to be determined. This book is intended for physiologists, pathophysiologists, biophysicists and cardiologists.

Работа посвящена экспериментальному изучению в наземной лаборатории и в условиях космического полета хроноструктуры ритмов различных показателей сердечно-сосудистой системы, а также их изменений под воздействием факторов внешней среды. Приводятся данные, показывающие, что циркадианная система сердца гибко и последовательно изменяется в циклах, имеющих многолетние, инфрадианные и многодневные периоды, например, таких, как одиннадцатилетний цикл солнечной активности, около 28 –дневный, около – 14-дневный, около-недельный ритмы. Выявлены достоверные отличия хроноструктуры суточного ритма, определяемые сменой сезонов года. Показано, что реакция хроноструктуры сердца на различные по характеру внешние раздражители, например, социальные факторы и изменения ритма датчиков времени, таких, как ритмы освещенности и геомагнитного поля, однотипна и представляет собой характерный адаптационный стресс. Обсуждается проблема влияния возмущений геомагнитного поля Земли на хроноструктуру показателей ритма сердца. Результаты, полученные как в лабораторных исследованиях животных, так и при исследованиях космонавтов во время полета, подтвержденные лабораторным моделированием, свидетельствуют, что геомагнитные бури вызывают десинхроноз хроноструктуры ритмов сердца, соответствующий адаптационному стрессу, аналогичному стрессу при нарушении циркадианной ритмики, возникающему при трансконтинентальных перелетах. Приведенный материал позволяет оценить механизмы, лежащие в основе морфофункциональных изменений в деятельности сердца, контролируемых временным фактором. Книга предназначена для физиологов, патофизиологов, биофизиков и кардиологов.

От авторов

В последнее десятилетие получила бурное развитие хронобиология (хрономедицина) — наука о временных закономерностях функционирования организма – о биологических ритмах и временных трендах, их зависимости от состояния биологической системы, о физиологических механизмах, лежащих в их основе. Эта наука изучает также внешние синхронизаторы (или времядатчики) биологических ритмов, их основные свойства и взаимосвязи с организмами.

Биологические объекты, включая человеческий организм, представляют собой сложные открытые нелинейные системы, которые критически зависят от изменяющихся условий среды обитания и могут реагировать макроскопически на микроскопические флуктуации воздействующих факторов. Чтобы выжить и приспособиться к флуктуациям внешних факторов (например, температуры, климата, естественных электромагнитных полей, доступности пищи и т.д.), биологические системы должны были проявлять значительную степень случайности в своем поведении. Причем, слабые внешние сигналы, уровня шума, могли играть значительную роль в их самоорганизации.

Для понимания организации таких сложных систем во времени необходимо иметь данные длительных измерений их физиологических характеристик, что обычно довольно трудно осуществимо. Именно поэтому проблема воздействия факторов внешней среды на биологические системы получила качественно новое освещение, когда стали использоваться данные длительного мониторирования, характерного для методов хронобиологии.

В развитии современной отечественной хронобиологии (или, как ее у нас называют, биоритмологии) первенство принадлежит ученым, которые начали с лабораторных экспериментов и теории, и затем перешли к исследованиям в области космической медицины в начале шестидесятых годов.

В течение более чем 30-и лет на кафедре патологической физиологии Университета дружбы народов под руководством профессора В.А.Фролова велись работы по экспериментальному изучению биологических ритмов сердца. Регистрировались показатели сократительной силы сердца здоровых однотипных животных. Исследовались динамические временные ряды изменений этих показателей, прослеживалась картина их взаимосвязи с циклом солнечной активности, определялись параметры хроноструктуры разно периодичных ритмов и их соотношения с факторами внешней среды. В этом многолетнем исследовании принимал участие практически весь коллектив кафедры. С особой благодарностью хочется отметить неоценимый вклад в эту работу Т.А. Казанской.

С начала восьмидесятых годов в Институте Космических Исследований, совместно с медицинскими клиниками Москвы, Университетом дружбы народов, Институтами Медицинской Академии Наук соавторами этой книги проводились хрономедицинские исследования воздействия гелио-геофизических показателей, на сердечно-сосудистую систему человека. Эти работы велись под руководством академика АМН Ф.И.Комарова и профессора С.И.Рапопорта. В последнее десятилетие существенный вклад в понимание проблемы роли внешних факторов в формировании стрессов сердечно-сосудистой системы человека внесли работы, проводившиеся соавторами книги совместно с лабораторией Института Медико-биологических проблем Минздрава России, руководимой профессором Р.М. Баевским. Авторы данной книги взяли на себя смелость обобщить материалы и подвести итоги некоторых из этих исследований.Дополнительная математическая обработка ряда данных и обсуждение некоторых аспектов работы были любезно осуществлены профессором Н.Л.Асланяном (НИИ кардиологии Армении, Армения) и академиком АН Кыргызстана Э.С Матыевым.

Авторы выражают глубокую благодарность А.А.Конрадову (Институт хим.-физики РАН) за полезное обсуждение эффективности использованных в книге математических методов обработки данных.

Мы также признательны выдающимся специалистам в области хронобиологии и хрономедицины профессору Р.М.Заславской, профессору Миннесотского Университета Францу Халбергу и доктору физ.-мат. наук того же университета Ж.Корнелиссен (США) за неизменную поддержку работ, консультации и полезную критику.

(Институт космических исследований РАН РФ)

Чибисов С.М. (Российский университет дружбы народов)

(Институт медико- биологических проблем МЗ РФ)

(Российский университет дружбы народов)

В настоящее время возникла настоятельная необходимость проведения детальных исследований в области хроноструктуры ритмов и морфологии сердечно-сосудистой системы, а также их изменений под воздействием факторов внешней среды. Фундаментальные экспериментальные исследования явлений десинхроноза сердечно-сосудистой системы и ее морфофункционального состояния весьма ограничены, поэтому предлагаемая книга затрагивает и исследует проблемы значительной актуальности. Специального внимания заслуживает разработка проблемы морфофункционального состояния сердца в период повышения и резких изменений геомагнитной активности в аспекте хронобиологии. Авторам удалось выявить ряд неизвестных раннее характеристик циркадианной ритмики сердечно-сосудистой системы, интересных с теоретической и практической точек зрения. Например, впервые убедительно продемонстрировано наличие феномена изменчивости сократительной функции сердца на протяжении 11-летнего цикла солнечной активности, корреляций популяционных ритмов сердечно-сосудистых катастроф и ритмов солнечной и геомагнитной активности. Выявлены вариации амплитуды и времени акрофаз циркадианного ритма сердца с сезонами года, наличие типовой биоритмологической реакции сердца на воздействие различных внешних факторов, включая геомагнитную активность.

Одним из материалов для исследований послужили экспериментальные наблюдения над кроликами породы “шиншилла”, проводившиеся на протяжении ряда лет на медицинском факультете Российского Университета дружбы народов при идентичных условиях и одними и теми же методами. Последнее обстоятельство имеет ключевое значение для получения убедительных и статистически достоверных результатов в хронобиологии и хрономедицине, когда речь идет о динамике каких-либо показателей под влиянием внешних факторов. Не менее уникальный материал представляют собой архивы данных медицинских наблюдений космонавтов во время экспедиций на космических кораблях “СОЮЗ” и на орбитальной станции МИР. Космонавты, как известно, представляют собой группу здоровых и хорошо тренированных людей, подвергающихся воздействию различных внешних факторов, из которых наиболее значимым для сердечно-сосудистой системы является невесомость. Риск получения стресса под влиянием другого внешнего даже чрезвычайно слабого фактора при неустойчивом состоянии сердечно — сосудистой системы в невесомости особенно велик. Он усугубляется тем в данном случае, что сердечно-сосудистая система является одной из главных мишеней, на которую действуют оба внешних фактора — и невесомость, и возмущения геомагнитного поля.

Авторами использовался широкий спектр современных методических приемов для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы. В лабораторных исследованиях животных проводилась регистрация артериального давления в левой сонной артерии, пикового систолического давления в полостях левого и правого желудочков сердца и, в условиях пятисекундной окклюзии аорты и легочной артерии, максимального внутрижелудочкового давления при изометрическом сокращении камер сердца. Помимо этого, авторы изучали содержание в крови из полостей левого и правого желудочков свободных жирных кислот, а также кислотно-основное состояние крови методом микро-Аструп.

Полученная информация по экспериментам с животными была проанализиров ана современными методами математической физики, включая весьма полезный в случае многофакторных зависимостей метод кластерного анализа. Особенно ценно при этом участие физиков в авторском коллективе, что позволяет надеяться на то, что полученные результаты математической обработки достаточно достоверны и надежны.

Большой и чрезвычайно ценный раздел работы представлен материалом, полученным при трансмиссионной электронной микроскопии, сопровождавшей наблюдения над животными, и позволившей определять показатели, характеризующие состояние митохондриального аппарата в процессе всего цикла исследований.

Особенно полезным для всего проведенного цикла исследований является лабораторное моделирование десинхроноза. Десинхроз у животных вызывался искусственно путем введения 20% раствора алкоголя в течение 11 дней в начальной фазе локомоторной активности (6-8 ч) и в период начала фазы покоя (18-20 ч). Результаты моделирования позволили сформулировать основные признаки десинхроноза, возникающего под воздействием внешних факторов воздействия. С данными моделирования сравнивались затем результаты наблюдений в лаборатории и в космосе функциональных расстройств, вызванных воздействием такого естественного внешнего фактора, как геомагнитные бури. Как уже отмечалось выше, практически параллельные исследования функциональных показателей и ультраструктуры кардиомиоцитов позволили авторам убедительно показать, что в период максимума солнечной активности сократительная способность миокарда значительно ниже, а амплитуда сезонных колебаний выше, чем в фазу спада 11-летнего цикла активности Солнца. Было выявлено, что вне зависимости от сезона года максимум сократительной силы миокарда сопровождается гиперфункцией ультраструктур кардиомиоцитПредставляют интерес результаты авторов, свидетельствующие о том, что характеристики хроноструктуры циркадианных ритмов сердечно-сосудистой системы имеют во многом сходную динамику во все сезоны года, но отличаются в деталях. Весенний и осенний периоды являются переходными. Следует подчеркнуть, что весной и осенью состояние сосудистого тонуса оказывает существенно большее влияние на функцию сердца, нежели в другие сезоны года.Авторами книги впервые показано, что в основе энергообеспечения сократительной деятельности сердца в летнее время лежит гликолиз, в то время как, зимой — липолиз,. При этом миокард использует жирные кислоты из циркулирующей крови.

Выявлено влияние большой геомагнитной бури на морфофункциональное состояние сердечно-сосудистой системы у интактных животных, сходное с тем, которое наблюдалось при моделированом десинхронозе. Воздействие обоих сильных раздражителей – геомагнитной бури и алкоголя — на фоне сезонных изменений в период морфофункциональной гиперфункции приводит к десинхронозу, преобладанию, порой, необратимых процессов в виде деградации и деструкции митохондрий и резкого падения сократительной способности сердца.

Большой интерес представляет собой цикл исследований воздействий геомагнитной возмущенности на человека на примере космонавтов в процессе полетов различной длительности. Использовались данные медицинского контроля космонавтов и данные мониторирования по Холтеру, то есть, традиционные и хорошо отработанные методы исследования сердечного ритма, как в космосе, так и в обычных кардиологических клиниках. Тем ценнее и достовернее полученные результаты, свидетельствующие о том, что геомагнитная буря вызывает неспецифическую реакцию адаптационного стресса у космонавтов и специфическиую реакцию напряжения сосудистого тонуса.

referat911.ru

О НАРУШЕНИЯХ ХРОНОСТРУКТУРЫ РИТМОВ СЕРДЦА КАК О ТИПОВОЙ РЕАКЦИИ НА “ВНЕШНИЙ” СТРЕСС

В настоящей главе обсуждаются некоторые общие закономерности, вытекающие из полученных нами экспериментальных данных, рассмотренных в отдельных главах этой книги.

В процессе проведенных экспериментальных ритмологических исследований было установлено, что хроноструктура сердечно-сосудистой системы представляет интегральную совокупность разнопериодических колебаний с иерархическим подчинением высокочастотных ритмов ритмам с низкой частотой.

В течение суток ритмы частоты сокращения сердца, его сократительная функция, изменяются с циркадианным периодом.

В наших исследованиях было установлено, что в течение 11-летнего цикла солнечной активности изменяются абсолютные значения показателей функции сердца, перестраивается сезонная периодичность функциональной активности сердечно-сосудистой системы, причем эти изменения происходят в направлении вертикально вниз в иерархии ритмов и затрагивают параметры высокочастотных ритмов работы сердца.

В период максимума солнечной активности (1980 г) показатели сократительной функции сердца в среднем на 26% (а зимой на 42%) ниже, чем в период спада солнечной активности. Это означает, что в течение года работоспособность сердца определяется различными физиологическими механизмами, одним из которых в поддержании высокой сократительной функции сердца является синхронизация работы различных отделов миокарда. Очевидно, что подобная синхронизация наиболее выражена на фазе спада солнечной активности.

При анализе сезонных вариаций становится очевидной сезонная перестройка структуры взаимодействия различных функциональных систем организма, как на внутрисистемном, так и на межсистемном уровне. В целом, наблюдается значительное сходство отдельно между весенней и осенней, а также между летней и зимней структурами совокупностей исследованных параметров. Это касается в первую очередь показателей кислотно-основного состояния крови. В летний и зимний сезоны, а также в весенний и осенний сезоны происходит перестройка взаимодействия функциональных систем, отвечающих за рН крови и оптимальные для метаболизма величины дыхательных показателей. Представляется вероятным, что дыхательные механизмы регуляции рН, поддерживающие концентрацию бикарбоната в плазме крови, в весенний и осенний сезоны более активны, чем в летний и зимний сезоны.

Аналогичные сходства имеются также в структуре показателей, характеризующих деятельность сердечно-сосудистой системы. Летом и зимой показатели внутрижелудочкового давления правого и левого желудочков сердца тесно связаны. В весенний и осенний периоды показатель максимального давления в левом желудочке сердца группируется с показателями артериального давления. Следовательно, весной и осенью состояние сосудистого тонуса оказывает существенно большее влияние на функцию сердца, чем в другие сезоны.

Можно заключить, однако, что хроноструктура циркадианных ритмов показателей сердечно-сосудистой функции несколько отличается у “летней” и “зимней” группы животных. Зимой для всех показателей характерен статистически достоверный циркадианный ритм. Летом — только тенденция к циркадианному ритму, но достоверен он для одного показателя из шести. Зимой — самая высокая амплитуда ритма, летом — самая низкая (ниже среднегодовой на 53%).

Исследования морфофункционального состояния сердца в целом подтверждают и обосновывают на клеточном уровне наблюдавшиеся функциональные сезонные изменения, описанные выше.

Анализ кардиомиоцитов животных “зимней” группы показал, что их состояние достоверно изменяется в течение суток. В целом для миоцитов сердца “зимней” группы характерно состояние “пищевой” гиперфункции. В зимний сезон имеется самое большое количество липидных включений, состав которых динамически изменялся в течение суток. Закономерно то, что количество исчерченных липидов находится в обратно пропорциональной зависимости с наличием цитогранул гликогена, а гомогенные липиды сопутствуют увеличению гликогена в клетке.

Можно представить механизм энергетического баланса в зимний сезон следующим образом. Поскольку митохондрии в своем большинстве находятся в сохранном состоянии без явлений разрушения наружной мембраны и с параллельно расположенными кристами, накопление в миокарде фосфолипидов происходит вследствие усиленной селективной адсорбции сердечной мышцей свободных жирных кислот из циркулирующей крови. Этот акт обеспечивается энергией с использованием цитогранул гликогена, который расходуется и исчезает из клетки. По мере накопления и использования исчерченных липидных включений восстанавливается количество гликогена, который находится в миоците вместе с гомогенными липидами и продуктами метаболизма липидных включений первого типа.

В целом, гликогена в клетках сердца “зимней” группы животных меньше, чем в другие сезоны года, и он, видимо, выполняет второстепенную роль в энергообеспечении сократительной функции сердца. Основным энергосубстратом являются липидные включения, которые при перенасыщении могут привести к возникновению внутриклеточной жировой дистрофии. Вероятно, регулятором количества липидных включений являются соединительнотканные муфты, встречающиеся практически на всех электронограммах и в любое время суток зимнего сезона.

В период наступления суточного максимума сократительной функции сердца состояние ультраструктуры миокарда резко изменяется. Митохондрии имеют значительные участки разрушения наружного листка мембраны. Встречаются митохондрии с тотально разрыхленной или разрушенной наружной мембраной. Большинство митохондрий имеет фрагментированные кристы. Площадь всех митохондрий увеличена. Матрикс многих органелл вакуолизирован. Отмечаются явления внутри- и внеклеточного отека. Ядра фрагментированы, хроматин в них расположен маргинально. Развивается фрагментация миофибрилл с явлениями расплавления саркомеров. Естественно, что мы фиксируем состояние нормы, наблюдаемое у интактных животных, но описываемая картина вполне может быть отнесена к типовым компенсаторно-приспособительным реакциям поврежденного миокарда, которая наблюдается при ренопривной сосудистой гипертонии, острой очаговой ишемии миокарда и др.

В отличие от зимнего сезона летом изменения морфофункционального состояния сердца носят несколько иной характер. В течение суток летнего сезона происходит незначительные изменения ультраструктуры кардиомиоцитов с явлениями гиперфункции в раннее утреннее время. Изменения ультраструктуры во время гиперфункции однотипны с вышеописанными для зимнего сезона, за исключением отсутствия липидных включений. В целом, для кардиомиоцитов в летний сезон характерны явления умеренно выраженного межклеточного отека. Клеточные ядра содержат небольшое количество хроматина, который, в основном, расположен маргинально. Часто в ядрах имеется 2-3 ядрышка. Мембрана ядер инвагинирована. В миоцитах много лизосом различных типов. Для митохондрий характерно состояние умеренного набухания, их количество меньше, чем весной и зимой. Ярко выражен полиморфизм митохондрий. Часто встречаются вакуоли с большим количеством мелких митохондрий. Отмечаются явления вакуолизации и гомогенизации матрикса. В клетках миокарда в летний сезон можно отметить определенные признаки гиперфункции, в частности, увеличение площади ядра, маргинация хроматина, наличие 2-3 ядрышек, набухание митохондрий.

Несмотря на то, что летом не работает ни один из механизмов, который зимой поддерживает сократительную функцию миокарда, летом она выше для правого и левого желудочков сердца.

Можно сделать вывод, что зимой в сердце интенсифицируются процессы жирового обмена с включением целого пакета компенсаторно-приспособитель-ных реакций для поддержания сократительной функции сердца.

В первую очередь — это установление строгой высокоамплитудной циркадианной ритмичности с привязкой по времени от суток к суткам часов наступления максимума сократительной функции сердца.

Во вторую очередь — это синхронизация суточных колебаний показателей сократительной функции левого, правого желудочков сердца и показателей сосудистого тонуса. На уровне ультраструктуры это, скорее всего, возникновение коллагеновых муфт, функцией которых, видимо, является препятствие массивному проникновению липидов из циркулирующей крови для предотвращения их токсического действия.

Прямым подтверждением связи описанной выше динамики ультраструктуры кардиомиоцитов с сократительной функцией сердца являются экспериментальные наблюдения, проведенные во время геомагнитной бури. В период геомагнитной бури, однако, возникали существенно более резкие изменения морфологического состояния кардиомиоцитов, отличные от сезонной нормы и свидетельствующие об их гиперфункции.

Характерной чертой состояния сердца в период геомагнитной бури является массированное образование коллагеновых муфт вокруг сосудов, которые препятствуют проникновению в ткань сердца СЖК из циркулирующей крови, что приводит к их резкому увеличению в крови. Свободные жирные кислоты становятся токсическим агентом, в данном случае, из-за уменьшения содержания кислорода в крови и изменения кислотно-щелочного состояния крови в щелочную сторону. По мере усиления магнитной активности увеличивается количество сосудов, окруженных коллагеновыми муфтами, возрастает защитная функция, регулирующая транспорт СЖК из крови в ткани сердца. Снижается количество липидных включений в клетках сердца и одновременно происходит увеличение цитогранул гликогена, т.е. работают гликолиполитические “качели”.

Показательно, что на фазе восстановления бури, когда геомагнитное поле медленно возвращается к своему спокойному уровню, наступает синхронизация между суточными колебаниями всех изучаемых показателей функции сердечно-сосудистой системы.

Это позволяет утверждать, что мобилизация компенсаторно-приспособительной реакции сердца на воздействие любого неблагоприятного внешнего фактора (такого как сезонные климатические условия, геомагнитные возмущения) сопровождается синхронизацией суточных колебаний показателей деятельности сердца. Совместно с синхронизацией устанавливается высокоамплитудный циркадианный ритм, который сопутствует выходу из состояния стресса и поиску нового оптимума ( нормы).

Геомагнитная активность в 70% случаев образует наиболее тесную связь с показателем напряжения кислорода в венозной крови, что говорит о ее существенном влиянии на потребление кислорода в тканях. Помимо этого, индексы геомагнитной активности оказываются связанными с показателями уровня гемоглобина, показателями кислорода в артериальной крови и артерио- венозной разницей по кислороду. Этот факт свидетельствует, по-видимому, об активном влиянии геомагнитной активности на систему транспорта кислорода. Связь геомагнитной активности с показателями сердечной функции проявляется в наибольшей степени с показателем левого желудочка сердца.

Следует подчеркнуть также роль лизосомной активности печени в период роста геомагнитной активности. Это свидетельствует о перестройке характера адаптации организма к внешнему воздействию с использованием лизосомной системы.

Наши исследования космонавтов показали, что магнитная буря, как и в лабораторных экспериментах с животными, сопровождалась неспецифической стресс — реакцией, вызывающей нарушение вегетативного баланса регуляции сердечно-сосудистой системы. Причем направление смещения вегетативного баланса, как и при моделировании десинхроноза у животных под воздействием внешних факторов, зависит от исходного состояния организма. У космонавтов, находившихся в условиях невесомости — другого сильного стрессового фактора — эта неспецифическая реакция завесила от длительности полета. В первый месяц полета наблюдалось смещение вегетативного баланса в сторону усиления активности симпатического звена регуляции (под воздействием бури у всех космонавтов происходили возрастание и стабилизация пульса). В результате шестимесячного полета складывается новый уровень вегетативного гомеостаза под действием невесомости, отличающийся смещением вегетативного баланса в сторону симпатического звена регуляции. Воздействие магнитной бури поэтому приводило к дестабилизации этого нового гомеостаза с относительным усилением парасимпатического звена регуляции (урежением пульса, ростом показателей вариабельности сердечного ритма, увеличением числа случаев возникновения аритмии) . На фоне «накопленного» за время длительного полета стресса наблюдался качественно другой ответ организма.

Помимо неспецифической адаптивной стресс- реакции магнитная буря сопровождалась специфическим изменением регуляции сосудистого тонуса, то есть изменением активности вазомоторного центра. Так, например, в одномесячном полете мощность спектральных составляющих во всех диапазонах длин волн снижалась во время бури, в то время как после шестимесячного полёта во время бури увеличивалось отношение спектральной мощности медленных и дыхательных волн, и происходило снижение периода вазомоторных волн.

Таким образом, очевидно, что магнитная буря приводит к хроноструктурным нарушениям функции сердечно-сосудистой системы, которые сопровождаются уменьшением амплитуды суточной изменчивости показателя сократительной функции сердца. У животных это уменьшение достигает 87%, у человеческих индивидуумов, уже находящихся в состоянии напряжения адаптивной системы — космонавтов в условиях орбитального полета , оно составляет 20%. Магнитная буря приводит также к «стиранию” циркадианной ритмики со сдвигом ее в сторону инфрадианных периодов. Возникает десинхронизация в суточных колебаниях показателей сердечной функции.

Моделирование десинхроноза путем хронической алкоголизации животных приводит к сходным эффектам с эффектами магнитной бури. Введение алкоголя в утреннее время приводит к резкому ослаблению корреляционных связей между показателями сократительной функции сердца и сосудистого тонуса, которые в контрольной группе являются достаточно сильными, достоверными и положительными. Возникают признаки десинхронизации функции миокарда. Исчезает внутрисуточная динамика изменений показателей сократительной функции сердца.

На уровне ультраструктуры кардиомиоцитов утреннее введение алкоголя, так же, как и магнитная буря, вызывает их гиперфункционирование с преобладанием необратимых процессов с деградацией и деструкцией митохондрий. Можно говорить о серьезном нарушении энергообеспечения сократительного акта и белково-пластических процессов. Следствием этого является резкое падение сократительной функции сердца.

Можно констатировать, что нарушение хроноструктуры ритмов является реакцией на любой неспецифический агент, воздействующий на организм (сезонные вариации климата, магнитную бурю, введение алкоголя).

Гиперфункция ультраструктур миокарда является неспецифической реакцией на стресс и в норме возникает лишь 1-2 раза в сутки при повышении сократительной функции сердца во время реализации циркадианного ритма. Гиперфункция ультраструктур миокарда, таким образом, представляет собой характерную реакцию на воздействие стресс- факторов различной природы и приводит к выраженному падению функциональной активности сердца, а именно, его сократительной функции. Мобилизация работы сердца после прекращения воздействия стресса осуществляется за счет синхронизации суточных колебаний отдельных его показателей.

В заключение хотелось бы отметить, что многолетние экспериментальные исследования на животных биологических ритмов сердца и их изменений под воздействием факторов окружающей среды, а также исследования архива данных, полученных во время полетов космонавтов на космических аппаратах и орбитальной станции во время геомагнитных бурь выявили ряд новых и принципиально важных закономерностей функциональной активности и морфологических особенностей хроноструктуры сердца.

В частности, представляются особенно интересными и важными результаты исследования эффектов геомагнитной бури, позволившие, как нам кажется, убедительно продемонстрировать, что магнитная буря является стресс-фактором, и что реакция на ее воздействие биологических организмов представляется адаптационной стресс-реакцией. Этот результат имеет, несомненно, фундаментальное значение для биологии, ибо тем самым включает ритмы геомагнитных полей, индуцированные ритмами солнечной активности, в число времядатчиков биологических организмов, сформировавших их эндогенную хроноструктуру в процессе эволюции. Этот времядатчик до недавнего времени не обсуждался всерьез в биологии (Ж. Корнеллисен, Ф. Халберг и др. 1998, Chibisov S. 2001).

studwood.ru