CC BY
82
МЕДИЦИНА
УДК 616 053 32 с. К. ПОДДУБНЫЙ
А. К. ЧЕРНЫШЕВ
Омская государственная медицинская академия
ФОРМИРОВАНИЕ РИТМОВ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ
Обзор освещает вопросы формирования биологических ритмов у детей раннего возраста. Большое внимание уделяется не только детям, у которых постнатальный период протекает относительно благополучно, но и детям недоношенным и/или имеющим различную патологию. Указывается на возможность использования закономерностей становления ритмов физиологических функций для оценки процесса адаптации, выявления групп риска, прогнозирования заболеваний в дальнейшей жизни.
1. Введение
Важным фактором, который обеспечивает инте-гративный и адекватный ответ организма на внешние стимулы, является согласованная во времени деятельность его функциональных систем. Все показатели жизнедеятельности организма (биохимические, физиологические и поведенческие) обнаруживают ритмичность, и прежде всего циркадианные (циркадиан-ный — околосуточный; относящийся к биоритмам с частотой один цикл за 24 ±4 часа) ритмы.
Несмотря на то что изучение биологических ритмов (биоритм представляет собой колебания, насту-
пающие через приблизительно равные промежутки времени, интенсивности или скорости какого-либо биологического процесса [5]) физиологических функций детей проводится уже довольно давно, процесс развития ритмичности в раннем постнатальном периоде у человека до настоящего времени еще мало изучен. Кроме того, основное внимание исследователей уделялось изучению циркадианных ритмов [29, 51,6]. Между тем, вопрос становления биоритмов у новорожденных детей является очень важным. Нарушения их структуры отражают не только степень зрелости ребенка, но и являются патогенетической основой для дизадаптации в периоде новорожденное™.
В последние десятилетия во многих научных центрах и учебных заведениях у нас в стране и за рубежом занимаются изучением биоритмов у детей: изменением в онтогенезе временной организации различных функций и состояний организма, разработкой критериев биоритмологической адаптации, влиянием на них внешних условий. Технический прогресс, появление мониторов, осуществляющих неинвазивную регистрацию различных параметров гомеостаза, разработка математических методов анализа полученных данных, широкое распространение компьютеров создали возможность регулярного сбора информации о состоянии организма ребенка в любом возрасте, начиная с самых ранних сроков постнаталь-ного развития. Все это способствовало быстрому развитию хронофизиологии и хрононеонатологии (термин предложен Ю.А.Князевым [4]).
2. Ритмы физиологических функций
в периоде новорожденности в норме
В настоящее время считается общепризнанным, что мультичастотный спектр ритмов в организме человека генетически детерминирован. Он не является результатом научения, не представляет собой условный рефлекс или иную реакцию организма на изменение окружающей среды [27].
Ряд исследователей полагают, что БР являются проявлением деятельности собственных «биологических часов» новорожденного ребенка, но, вместе с тем, и отражают влияние окружающей среды. В основе этого предположения лежат данные гистологического исследования, показывающие, что супра-хиазматические ядра, которые считаются основным компонентом «биологическихчасов», функционируют уже в перинатальном периоде [35, 50]. Подтверждением этого также является исследование, выявившее в центральной нервной системе новорожденных детей рецепторы Mel 1 а, имеющие высокое сродство к гормону шишковидной железы — мелатонину [58,60]. Это согласуется с данными о том, что у детей в возрасте 27 дней отмечается статистически достоверный цир-кадианный ритм концентрации мелатонина в моче. Самые высокие показатели концентрации мелатонина всегда определялись между 24.00 и 8.00 часами [14].
Одни исследователи указывают, что увеличение амплитуды циркадианных ритмов и стабилизация их фазы у новорожденных детей с возрастом происходит в результате влияния на эндогенный ритм экзогенных факторов [59]. Другие авторы отмечают слабое влияние экзогенной периодичности (изменений освещения, ритма кормления) на биоритмы температуры тела и частоты сердечных сокращенийу недоношенных новорожденных детей [57]. Ими указывается, что в данном случае незрелость супрахиазмати-ческих ядер обусловливает разобщение эндогенных ритмов с внешними осцилляторами.
На основании собственных исследований Е.В. Сют-кина и соавт. показали, что циркадианные ритмы у новорожденных детей возникают раньше, чем происходит их захват внешними периодическими процессами [11]. Предпосылкой для этого заключения послужили данные о созревании к моменту рождения соответствующих механизмов регуляции биоритмов, включающих в Себя рецепторы внешних датчиков времени и проводящие нервные пути.
Изучение функционального состояния организма человека при воздействии гелиокосмических факторов позволяет раскрыть адаптивные приспособительные механизмы различных функциональных
систем [7]. Вместе с тем, вопрос о влиянии внешних факторов (суточных колебаний освещенности, температуры и влажности, режима кормления и т.д.) на становление биологических ритмов у детей остается открытым. До настоящего времени остается также невыясненным вопрос, облегчает ли их становление у детей в периоде новорожденности наличие внешних циркадианных стимуляторов. Если это так, то таким детям необходимо иметь ритмически меняющиеся внешние факторы (регулярный режим питания и ухода, фотопериодизм и др.).
В пользу такого предположения свидетельствуют результаты ряда исследований [41,42]. В них показано, что создание близко к естественному светового режима (уменьшение освещенности в период с 19.00 до 07.00) сопровождалось увеличением общей продолжительности сна детей (ночной сон был более продолжителен), массы тела (по отношению к долженствующей рассчитанной по дате рождения). Основываясь на собственном опыте работы, авторы утверждают, что течение патологических процессов у новорожденных детей с искусственным фотопериодизмом протекает более благоприятно, чем у детей, выхаживание которых было неструктурировано во времени. Так, освещение в современных палатах интенсивной терапии хотя и облегчает проведение наблюдения за больными, выполнение лечебных мероприятий, но, вместе с тем оказывает неблагоприятное влияние на развитие биоритмов у детей.
При исследовании влияния k-индекса геомагнитной активности на биологические ритмы новорожденных детей было установлено, что их эндогенные циркасептанные (циркасептанный — околонедельный; относящийся к биоритмам с периодом около 7 суток) и циркасемисептанные (циркасемисептанный относящийся к БР с периодом около 3,5 суток) компоненты синхронизируются не только внешнесредо-выми ритмами, но и могут моделироваться геофизическими факторами. Основываясь на результатах десятилетних исследований ритмической структуры артериального давления в периоде новорожденности, Е.В.Сюткина и соавт. показали, что 9,5-летний цикл солнечной активности модулирует мезор циркадианных ритмов систолического и диастолического артериального давления и не оказывает влияния на амплитуду этого ритма. При этом колебания меэоров (мезор - (Midline Estimating Statistic of Rhythm) среднее значение аппроксимирующей функции) за этот период составили 7,4 мм рт.ст. для систолического и 4,2 мм рт.ст. для диастолического артериального давления [55].
Таким образом, заключения различных авторов в отношении влияния внешних факторов на степень выраженности ритмической организации физиологических функций организма новорожденных детей имеют противоречивый характер. Вероятно, это можно объяснить не только различием методических подходов в изучении этой проблемы, но и разной степенью зрелости обследованных детей и тяжестью их состояния. Очевидно также и то, что проведение исследований биоритмов у новорожденных детей без «маскирующего эффекта» факторов окружающей среды невозможно. Учитывая тот факт, что указанные выше исследования касались относительно небольшой группы новорожденных детей, Важно отметить, что для решения вопроса о влиянии факторов внешней среды на развитие БР необходимы дальнейшие исследования в этом направлении.
При проведении биоритмологических исследований у новорожденных детей наиболее часто изучаются
такие показатели физиологических ритмов (физиологические ритмы — рабочие циклы функционирования клеток, органов, и систем организма с разными периодами — ритм дыхания и др. [ 5]), как ритмы сна-бодрствования, двигательной активности, температуры тела и частоты сердечных сокращений [15, 19,21,22,41]. Объясняется это тем, что эти показатели наиболее доступны для длительного мониториро-вания.
Исследование развития биоритмов сна-бодрствования у здоровых детей показало, что сразу после рождения у них отмечался ультрадианный ритм. Постепенно к возрасту 8 недель он трансформировался в «свободно-текущий» 25-часовой ритм, а циркадиан-ная ритмичность отмечалась в возрасте 16 недель [37]. Эти данные согласуются с результатами исследований других авторов [22,43], обнаруживших цир-кадианную ритмичность двигательной активности у доношенных и недоношенных новорожденных детей. Напротив, в исследовании C.Faienza et al. [19] показано, что ритмы двигательной активности и цикла сон-бодрствование у новорожденных детей выражены слабо и являются нестабильными от недели к неделе.
Представляют интерес данные, полученные в исследовании I.C. McMillan et al. [41]. Было показано, что становление циркадианной ритмичности сна-бодрствования в условиях нормальной смены освещения на протяжении суток у недоношенных новорожденных детей происходит за такое же время, как и у доношенных. Это дало авторам возможность предположить, что для развития циркадианной ритмичности большее значение имеет длительность воздействия внешних синхронизаторов, чем зрелость центральной нервной системы.
Таким образом, на основании приведенных данных нельзя утверждать, что у недоношенных детей развитие циркадианной ритмичности сна-бодрствования запаздывает по сравнению с доношенными детьми.
В многочисленных исследованиях [18, 22, 43, 45, 57] было показано наличие у детей после рождения циркадианной ритмичности температуры тела. Так, этапы созревания циркадианных ритмов температуры у 19 здоровых доношенных детей были исследованы . L.Bollani et al. [ 15]. Установлено, что у всех детей имелась четкая ультрадианная периодичность ректальной температуры. Также были зарегистрированы периоды снижения температуры каждые 3-4 часа. Вместе с тем, у 17 детей отмечались и циркадианные ритмы температуры. Авторы сделали вывод, что становление циркадианной системы у новорожденных детей завершается в первые дни после рождения, однако ее приспособление к новым условиям существования происходит постепенно.
Имеются сведения, что у глубоко недоношенных детей (гестационный возраст 24-29 недель) уже в первые дни жизни отмечалась ультрадианная, циркадиа-нная и инфрадианная ритмичность температуры тела [61]. Однако она была слабо выражена и в последующем отличалась нестабильностью. В работе было показано, что циркадианная ритмичность температуры тела у таких детей не исчезала, если при проведении математической обработки хронобиологичес-ких данных производилась определенная коррекция на состояние ребенка (сон, возбуждение, плач). По мнению авторов исследования, эту ритмичность можно рассматривать как проявление функционирования биологических часов ребенка.
Аналогичные данные были получены в отношении циркадианного ритма температуры тела у приматов с гестационным возрастом в пределах от 167 до 193
дней. Данный ритм отмечался на второй недели жизни, а амплитуда его увеличивалась с возрастом. Последний факт дал основания связать становление циркадианной ритмичности с созреванием мозга [44].
На основании приведенных выше данных можно сделать предположение, что биоритмы температуры тела являются одними из наиболее рано формирующихся в онтогенезе человека ритмов, причем появление ритмичности температуры тела всегда предшествует установлению устойчивого периода дневного сна [23]. В этой связи необходимо указать работу [46], в которой показано, что ректальная температура, измеренная в первые 5 суток жизни, у здоровых мальчиков знаменательно ниже (37,068°С), чем таковая у девочек (37,168°С).
Проведено исследование биологических ритмов частоты сердечных сокращений у здоровых доношенных новорожденных детей [10, 22]. Показано, что данные циркадианные ритмы отмечаются в возрасте до одного месяца, и они становятся более выраженными в возрасте 3 месяцев. Полученные авторами данные согласуются с результатами другого исследования [43]. При изучении биоритмов частоты сердечных сокращений у здоровых доношенных новорожденных детей в возрасте от 1 до 90 дней регистрировали показатели ЭКГ на протяжении 24 часов с 30-минутными интервалами. Косинор-анализ выявилналичие 3-часового ритма в возрасте 1,7 и 30 дней и 12-часового ритма в возрасте 90 дней, а также подтвердил существование циркадианного ритма в возрасте 30, 60 и 90 дней. В данном случае авторы полагают, что отмечаемый вскоре после рождения 3-часовой ритм частоты сердечных сокращений является эндогенным [13].
Ультрадианная периодичность (ультрадианный относящимся к биоритмам с частотой выше, чем циркадианная, то есть с периодом короче 20 часов) частоты сердечных сокращений и двигательной активности у недоношенных детей иллюстрируется данными З.И.а^гЬасЬ е! а1. [21]. Показано, что частота данных БР совпадала с частотой кормления детей. Авторы этого исследования указывают на то, что изучение особенностей циркадианных ритмов у этих детей облегчает оценку состояния, улучшает лечебный эффект и исход заболевания.
В последнее время стали появляться сообщения о результатах исследований БР показателей гемодинамики, кислород-транспортной системы организма и др.
Так, в работе Е.В.Сюткиной и соавт. [54] проведено исследование чрезкожным методом напряжения кислорода крови у 98 недоношенных детей первого месяцажизни. Показано, что циркадианная ритмичность этого показателя была хорошо выражена у всех детей. С увеличением степени зрелости детей повышалась амплитуда его 24-часового ритма. Кроме этого, было установлено, что на характер данной циркадианной ритмичности влияли и другие факторы. Так, например, амплитуда циркадианного ритма была выше у детей тех женщин, у которых беременность протекала с повышением артериального давления. Ме-зор 24-часового ритма был тем выше, чем больше была масса тела ребенка при рождении. В своей работе авторы указывают на то, что определение параметров суточного ритма напряжения кислорода крови позволяет определить те периоды суток, когда ребенок нуждается в проведении кислородной терапии.
Впервые наличие циркадианных ритмов артериального давления у новорожденных детей было установлено с помощью косинор-анализа Е.КеИегоуа в 1981 году [36]. Позже были проведены исследования циркадианной ритмичности показателей артериаль-
ного давления и частоты сердечных сокращений у недоношенных детей первых 1,5 месяцев жизни [10, 39, 48,53]. У них проводилось мониторирование показателей систолического, диастолического, среднего артериального давления осциллометрическим методом и частоты сердечных сокращений. Результаты исследований показали, что в большинстве случаев у недоношенных детей циркадианные ритмы артериального давления отмечались уже на первой недели жизни. Авторы указывают, что степень зрелости ребенка к моменту рождения сказывалась на амплитуде показателей данного циркадианного ритма, особенно в первую неделю жизни. Так, значения амплитуд среднего и диастолического артериального давления были достоверно выше у детей с гестационным возрастом 37 недель, чему детей с гестационным возрастом менее 25 недель. В частности, прирост среднесуточных значений артериального давления у новорожденных детей был особенно заметным на 2-й неделе жизни. Отмечено также изменение фазовых отношений между 24-ч ритмами систолического и диастолического артериального давления по мере увеличения постнатального и гестационного возрастов. Наряду со сдвигом акрофазы (акрофаза — фаза, в которой достигается максимальное или минимальное значение колеблющейся величины) систолического артериального давления на более позднее время суток наблюдалась тенденция к смещению акрофазы диастолического артериального давления на более ранние часы суток. В результате всех этих процессов происходила нормализация фазовых отношений этих 24-часовых ритмов, то есть возникало такое состояние, когда достижение максимума диастолического артериального давления опережало пик систолического.
В ряде исследований [16,20, 30] было установлено, что в периоде новорожденности более выражены циркасептанные ритмы артериального давления, чем циркадианные. Причем синхронизация этого цирка-септанного ритма у здоровых доношенных детей определялась временем рождения [ 16]. В этот период отношение амплитуды циркасептанного ритма к амплитуде циркадианного ритма показателей артериального давления было больше единицы. Здесь необходимо указать, что у взрослых людей доминирует цир-кадианный ритм артериального давления (отношение амплитуд указанных ритмов меньше единицы) [3].
Были изучены околосуточные ритмы различных гемодинамических показателей в периоде новорожденности. Так, в исследовании Х.Бип е1 а1. [51] методом доплерографии было исследовано 43 здоровых доношенных и 9 недоношенных новорожденных детей с неотягощенным семейным анамнезом. Выявлен циркадианный ритм линейной скорости кровотока и ускорения крови в аорте в группе доношенных детей. У недоношенных детей, наоборот, данный ритм не выявлялся. Причем мезор колебаний линейной скорости кровотока и ускорения крови в аорте были значительно ниже, чем у более зрелых детей.
Анализ данных литературы свидетельствует, что функциональная асинхронность на ранних этапах онтогенеза существует не только между ритмами разных физиологических систем организма, но и в рамках одного и того же органа. Так, Т.НеИЬгидде показал, что у новорожденных детей ритм выделения мочи, характеризующий деятельность клубочков почек, развивается уже с 2-3-й недели, тогда как ритм выделения калия и натрия с мочой, отражающий функцию канальцев, наблюдается только с 3-го месяца постнатальной жизни. Такие отличия во времени ста-
новления суточного ритма между отдельными функ-циямиудетейТ.НеИЬгидде назвал "физиологической дисхронией". Тем самым было показано, что в данном случае имеет место не какое-то патологическое состояние, а хронобиологическая норма, соответствующая возрасту [32].
Установлено, что уровень билирубина крови у новорожденных детей с желтухой, измеренный на протяжении трех суток жизни, имеет циркадианную ритмичность. По утрам уровень билирубина был значительно выше, чем по вечерам [47]. Были также показаны циркадианные ритмы содержания 5-гидрок-сииндолуксусной кислоты, гомованилиновой кислоты и З-метокси-4-гидроксифенилгликоля в ликворе новорожденных детей [17].
При определении кортизола в слюне было установлено, что у 5 из 9 здоровых новорожденных детей циркадианный ритм его содержания имеется на 2-й неделе жизни. У остальных 4 детей циркадианный ритм устанавливался с 12-й недели. Авторы данного исследования пришли к заключению, что развитие цирка-дианной организации гипоталамо-гипофизарно-над-почечниковой оси наблюдается на более ранних стадиях развития, чем это предполагалось ранее [49]. Здесь необходимо отметить, что при определении в слюне здоровых новорожденных детей (первые двое суток жизни) кортизола и 17-гидроксипрогестерона не выявлен циркадианный ритм [38].
Существуют единичные исследования ритмов суточной прибавки массы тела. Так, например, хроно-биологический анализ данных о суточной прибавке массы тела у 615 детей (409 доношенных и 206 недоношенных) на первом месяце жизни показал, что у всех детей был хорошо выраженный ритм колебаний этого показателя в циркасептанном и особенно в цирка-семисептанном диапазонах. Амплитуды циркасеп-танных ритмов составляли от 4,5 до 48,5 г, а циркасе-мисептаных ритмов — от 6,6 до 60,8 г. У 14% детей относительная амплитуда ритмов составляла более 100%, а у 47% детей — более 50% от мезора. Установлено, что у детей с большей массой при рождении было выше не только мезор суточной прибавки массы тела, но и амплитуда колебаний этого показателя [ 12].
Заканчивая данный раздел, еще раз следует подчеркнуть, что у новорожденных детей уже имеется определенный спектр биологических ритмов. Однако, как уже отмечалось ранее, процесс становления, синхронизация их с факторами внешней среды до настоящего времени недостаточно изучены.
3. Ритмы физиологических функций
в периоде новорожденности при патологии
В литературе имеется ряд фактов, свидетельствующих в пользу влияния внешних синхронизаторов на биоритмы незрелых новорожденных детей с патологией. Так, у находившихся в отделении интенсивной терапии недоношенных новорожденных детей (гестационный возраст 27-35 недель, масса тела при рождении 1200-2430 г) создание близкого к естественному светового режима (уменьшение освещенности в периоде с 19.00 до 7.00 часов) приводило к увеличению суммарной продолжительности сна в течение суток (в среднем на 2 часа), уменьшению времени, необходимого для кормлений (на 1 час в сутки) и повышало прибавку массы тела на 0,5 кг к возрасту 3 месяцев (по отношению к расчетной массе тела, определенной по дате рождения) [40].
В работе исследователей Б.Р.СкЛгЬасЬ е1 а1. [21], проведенном в условиях отделения интенсивной те-
рапии, у недоношенных новорожденных детей в возрасте 35 недель от зачатия были выявлены очень низкоамплитудные циркадианные ритмы ректальной и кожной температур. Максимальные колебания температуры составили от 36,8 до 37,0 градусов.
Изучению ультрадианных и циркадианных ритмов температуры тела и частоты сердечных сокращений у глубоко недоношенных новорожденных детей (гестационный возраст 24-29 недель, масса тела при рождении 621 -1600 г) в условиях отделения интенсивной терапии посвящена работа S.Tenreiro et al. [57]. Состояние детей было тяжелым (оценка по шкале Апгар на 1-й минуте 2-6, на 5-й минуте 2-9 баллов; у 19 из 20 детей отмечался синдром дыхательных расстройств, у 2 пневмония, у 4 пневмоторакс, у 13 кровоизлияния в желудочки мозга, у 2 открытый артериальный проток, у 19 сепсис и у всех детей желтуха). На протяжении 6-17 недель дети находились в условиях постоянного яркого освещения (1300 лк), постоянной температуры и влажности. Питание осуществлялось путем непрерывного внутривенного введения глюкозы, электролитов, аминокислот и липидов. Фототерапия проводилась в непрерывном режиме. При улучшении состояния детей переводили в обычное неонатологическое отделение, в котором кормление проводилось с интервалом 2,3 или 4 часа, а освещение составляло 150-200 лк в дневное время и менее 10 лк в ночное. Авторы исследования отметили, что экзогенная периодичность (изменение освещения, ритм кормлений) слабо влиял на биоритмы температуры тела и частоты сердечных сокращений. Указывается, что характер ритмичности, который они наблюдали у исследованных детей (колебания длительности периода и положения акрофазы) , сходен с таковым у взрослых людей при длительной изоляции в пещере, или у грызунов после удаления супрахиазма-тических ядер, или у насекомых в условиях постоянного освещения.
В исследовании [21 ] проводилось мониторирова-ние температуры тела и частоты сердечных сокращений у новорожденных детей с патологией в первые сутки жизни. Для выявления периодов длительностью 2-40 часов применялись методы автокорреляции и спектрального анализа. Было найдено, что ультради-анные, циркадианные и инфрадианные ритмы (ин-фрадианный — относящийся к биоритмам с частотой меньше, чем циркадианная, то есть с периодом длиннее 20 часов) слабо развиты, и проявлялась их нестабильность. Это согласуется с данными других авторов о том, что у детей в возрасте от зачатия до 36 недель наблюдаются лишь очень низкоамплутидные циркадианные ритмы ректальной и кожной температур и не выявляется популяционный ритм частоты сердечных сокращений и двигательной активности; у них доминировала ультрадианная периодичность, частота которой совпадала с частотой кормлений [24].
В настоящее время доказано, что ведущую роль в патогенезе перинатальной энцефалопатии играют нарушения системы кислородного снабжения [1,6]. В своих исследованиях Г.В.Яцык и соавт. [11] провели суточный мониторинг насыщения гемоглобина кислородом у 59 недоношенных детей с перинатальной энцефалопатией различной степени тяжести. Было установлено, что суточные колебания этого параметра имели циркадианный ритм с амплитудой до 10,0 %. По мере нарастания тяжести состояния амплитуда данного ритма уменьшалась. Регистрация насыщения гемоглобина кислородом в течение 8 суток выявила также ультрадианную и циркасептанную ритмичность (с амплитудой ритма до 1,6%) этого показателя.
В работе [56] проведен анализ результатов 96 суточных мониторингов чрезкожного напряжения углекислого газа крови у недоношенных детей с перинатальной энцефалопатией первого месяца жизни. У всех детей были выявлены статистически достоверные циркадианные ритмы данного показателя, амплитуда которых составляла до 9,4 мм рт.ст. С увеличением постнатального возраста выраженность ритмов повышалась, в то же время по мере нарастания тяжести перинатальной энцефалопатии их амплитуда уменьшалась.
В литературе имеются сообщения [53] о том, что у детей с перинатальной энцефалопатией на первой неделе жизни регистрируются циркадианные ритмы артериального давления. У новорожденных детей с легкой степенью энцефалопатии мезоры систолического, диастолического и среднего артериального давления повышались по мере увеличения гестаци-онного и постнатального возрастов. Однако у детей со средне-тяжелой и тяжелой перинатальной энцефалопатией данная закономерность (прироста среднесуточного значений артериального давления) не отмечалась. В работе подчеркивается, что у детей с перинатальной энцефалопатией легкой степени быстрее происходила нормализация фазовых отношений циркадианных ритмов систолического и диастолического артериального давления, как это характерно для здоровых взрослых людей [3].
Таким образом, существует большой фактический материал, свидетельствующий о значительных изменениях в хронопериодической системе новорожденных детей с различной патологией. Эти изменения проявляются рассинхронизацией физиологических ритмов отдельных органов.
4. Биоритмологические подходы в прогнозировании ближайшего исхода и заболеваний у новорожденных детей
Хронобиологический анализ результатов мониторинга показателей гомеостазау новорожденных детей не только позволяет врачу адекватно оценивать состояние ребенка в динамике, но и дает возможность прогнозировать развитие ряда заболеваний в дальнейшей жизни [2, 8, 33].
Так, была показана возможность путем анализа структуры биоритмов в раннем постнатальном периоде прогнозировать развитие синдрома внезапной смерти детей в возрасте 3-4 месяцев. Основанием для изучения этого синдрома с точки зрения хронобиологии явилась статистически достоверная разница (более 2 месяцев) между возрастом, на который приходится максимум смертности от синдрома внезапной смерти детей, и тем, когда отмечается пик смертности от других причин. Эти данные свидетельствуют о том, что возраст наибольшей чувствительности к данному синдрому может быть запрограммирован генетически. Ансамбль временных характеристик, приводящих к внезапной смерти детей, может представлять собой неблагоприятный набор амплитудно-временных соотношений генетически запрограммированных мультичастотных ритмов и возрастных трендов, а не обязательно какое-либо крупное отклонение среднего значения одного из физиологических показателей. Если это так, то хронобиологические методы могут быть незаменимыми для прогнозирования синдрома внезапной смерти детей и, следовательно, для его рациональной профилактики [11]. Вышесказанное предположение открыло путь для поиска ритмов - маркеров этой патологии, определение которых
могло бы стать основанием для раннего прогнозирования синдрома внезапной смерти детей. Так, было найдено, что отношение амплитуд циркасептанных и циркадианных ритмов частоты дыхания значительно снижено, а для ритмов насыщения крови кислородом отношение этих амплитуд значительно повышено в первые 3 недели жизни у детей, позднее умерших от синдрома внезапной смерти [34].
В исследованиях Г.В.Яцык и соавт. [11] была обнаружена возможность прогнозирования исходов некоторых патологических состояний у новорожденных детей на основе хронобиологического анализа артериального давления. У 25 новорожденных детей, находившихся в критическом состоянии, с тяжелой патологией легких и центральной нервной системы, каждый час регистрировались показатели артериального давления. Гестационный возраст детей варьировал от 26 до 40 недель, масса тела при рождении -от 870 до 3800 г. Из общего количества детей 14 пережили острый период и 11 умерли на 3-8-е сутки. В первые сутки жизни среднее значение относительной циркадианной амплитуды систолического артериального давления (в процентах от мезора) было значительно ниже у выживших, чем у умерших впоследствии детей. Все дети, кроме трех, с амплитудами циркадиэнного ритма систолического артериального давления менее 7% пережили период новорожденное™. И все дети, кроме двух, с амплитудами больше 7% умерли в возрасте 3-8 дней. Авторы указывают, что у части новорожденных детей, находившихся в критическом состоянии в первую неделю жизни, на 2-е или 3-е сутки развились внутрижелудочковые кровоизлияния. Значения циркадианной амплитуды среднего артериального давления в первые сутки жизни были значительно выше у детей, у которых в дальнейшем развились кровоизлияния, чем у детей без кровоизлияний. Амплитуда 8-часового ритма, параметры которого были рассчитаны с использованием данных о среднем артериальном давлении в первые 12 часов после рождения, была несколько повышена у детей, у которых развились кровоизлияния на 2-3-и сутки жизни. У этих детей было отмечено также небольшое повышение мезора.
По мнению авторов [11, 53], наиболее информативным параметром с точки зрения прогнозирования внутрижелудочковых кровоизлияний явился акро-метрон (сумма мезора и амплитуды) 8-часового ритма среднего артериального давления. Этот показатель был значительно выше у детей, у которых в дальнейшем развились кровоизлияния, чем у детей без кровоизлияний. Авторами подчеркивается, что изучение ритмической структуры артериального давления может помочь прогнозировать уже в первые часы жизни исход острого периода критических состояниях у новорожденных детей (возможность развития внутрижелудочковых кровоизлияний или смерть новорожденных детей), дает возможность своевременно провести необходимые лечебные мероприятия.
Таким образом, полученные данные позволяют приблизится к пониманию закономерностей формирования десинхроноза у новорожденных детей при различных патологических процессах и наметить подходы к прогнозированию ближайшего исхода и заболеваний в дальнейшей жизни.
5. Заключение
Итак, итоги исследований хронопериодической системы новорожденных детей в норме и при патологии можно выразить следующими положениями:
1. Ребенок рождается с определенным набором параметров физиологических процессов, их изменения носят фазовый (ритмический) характер. Ритмические изменения физиологических функций у новорожденных детей проявляются разнопериодическими биологическими ритмами, но, вместе с тем, и отражают влияние окружающей среды. Биологические ритмы новорожденных детей отражают общие свойства функциональных систем организма, обеспечивают механизмы их регуляции и адаптации.
2. Проявление циркадианных ритмов зависит от достигнутой степени зрелости ребенка. В процессе онтогенеза происходит не только становление и развитие циркадианных ритмов по определенной генетической программе, но и развитие циркадианной архитектоники биоритмов, становление фазовых соотношений в определенный циркадианный ансамбль, синхронизация биологических ритмов с ритмами окружающей среды.
3. Циркасептанный ритм задается моментом рождения ребенка, а не является результатом влияния социального недельного цикла на временную организацию биологической системы. У недоношенных детей недельный и полунедельный ритмы проявляются раньше суточного. Кроме того, обнаруживается связь между характеристиками циркасептанных ритмов физиологических параметров у новорожденных детей и показателями геомагнитной активности.
4. Хронобиологические аспекты ранней диагностики и первичной профилактики неблагоприятных изменений функционального состояния организма новорожденных детей могут найти реальное применение в определении наиболее целесообразных временных схем терапевтических мероприятий.
5. Вопрос о формировании ритмов физиологических функций в раннем постнатальном периоде интенсивно изучается. Однако есть проблемы, которые еще не выяснены или остаются спорными. Так, например, остается недостаточно понятным влияние многопараметрической естественной космогелио-физической среды на становление биоритмов у новорожденных детей, в частности, вариации солнечной активности, космических излучений и флуктуаций ионосферы Земли. У новорожденных детей не изучены высокочастотные ритмы физиологических функций, атакже функционирование фотопериодической системы головного мозга. Это определяется, с одной стороны, относительной сложностью регистрации данных ритмов у новорожденных детей, а с другой — недостаточной разработкой математического аппарата для их анализа. Не определена и хронобиологи-ческая норма показателей гомеостаза для детей раннего постнатального периода. Крайне недостаточно разработана хронобиологическая адаптация новорожденных детей к условиям обитания и, в частности, к действию чрезвычайных повреждающих факторов. Так, не исследованы биоритмы у детей разного гестационного возраста при операционной травме, агрессивных вмешательствах в отделении реанимации и интенсивной терапии (интубация трахеи для искусственной вентиляции легких, катетеризация сосудов, диагностические инвазивные вмешательства и др.). Эти вопросы имеют насущный характер, так как показатели перинатальной смертности при хирургической патологии остаются высокими. И несмотря на убедительные доказательства обязательного развития десинхроноза при различных видах патологии, до сих пор не разработаны хронобиологические способы прогнозирования течения послеопера-
ционного периода у новорожденных детей различных гестационных групп.
Все изложенное подчеркивает необходимость проведения дальнейших исследований роли отдельных биоритмов и организации всей хронопериоди-ческой системы у новорожденных детей.
Библиографический список
1. БокерияЕ.Л. Нарушения ритма сердца у новорожденных детей при гипоксически-ишемической энцефалопатии // Рос. вестн. перинатологии и педиатрии. — 2001. — № 1. — С. 19-21.
2. Евсеенко Д.А, Панова Л.Н., Цирельников Н.И. Оценка постнатальной адаптации новорожденных с различной патологией методом компьютерного анализа ритма сердца //Акушерство и гинекология. - 2002. - № 1. - С. 31 -35.
3. ЗаславскаяР.М.Хронодиагностикаихронотерапиязаболеваний сердечно-сосудистой системы. — М.: Медицина, 1991. — 317 с.
4. Князев Ю.А., Беспалова В.А. Хронобиологические аспекты эндокринологии //В кн.: Хронобиология и хрономедицина (под ред. Ф.И.Комарова). -М.: Медицина, 1989. - С. 308-323.
5. КомаровФ.И., РапопортС.И.Хронобиологияихрономеди-цина: руководство для врачей. — М.: Триада-Х, 2000. — 488 с.
6. ПальчикА.Б., ШабаловН.П. Гипоксически-ишемическая энцефалопатия новорожденных1, руководство д ля врачей. — СПб: Питер, 2000.-224 с.
7. Сороко С.И., Лушков М .С. Влияние многолетних вариаций космических ритмов на биохимические параметры человека // Фиэиологиячеловека.—2004. - т.ЗО. - №1. - С. 82-94.
8. Хронопатофизиологиядоклиническихнарушений здоровья/ Под ред. Л.Г. Хетагуровой, К.Д., Салбиева. — Владикавказ, 2000. -176 с.
9. ЯцыкГ.В. Руководствопо неонатологии. — М.: Медицинское информационное агентство, 1998. — 400 с.
10. ЯцыкГ.В., СюткинаЕ.В. Формирование ритмичной структуры артериального давления и сердечного ригмау новррожденных детей // Российский журнал педиатрии. — 2003. — №4. — С. 11..
11. Яцык Г.В., Сюткина Е.В. Неонатальная хронобиология. -М.: Информ-Знание, 1999.—120 с.
12. Яцык Г.В., Фалеев А.В., Сюткина Е.В., Талалаев А.Г. Ритмическая структура прибавки массы тела у детей первых месяцев жизни //Вопросы современной педиатрии. — 2002, — т, 1. — №3. -
C. 23-26.
13. Ardura J., Andres J., Aldana J., Revjlla M.A., Aragon M.P. Heart rate biorhythm changes during the first three months of life // Biol.Neonate., 1997.-V.72,- P.94-101.
14. Ardura J., Gutierrez R., Andres J., Agapito T. Emergence and evolution of the circadian rhythm of melatonin in children //Horm. Res. - 2003. - V. 59(2). - P. 66-72.
15. Bollani L.r DolciC., GerolaO. etal. The early maturation of the circadian system in newborns //Chronobiologia. - 1994.-V. 21(1-2). —P. 105-108.
16. ComelissenG., Halberg J., Johnson D. etal. About-weekly (circaseptan) versus about-daily (circadian) prominence in prematures and adults //Abstr., Perspectives in Immunology and Medicine 19441994: A Symposium in Honor of Robert A.Good, St. Petersburg, Florida, May 20-21,1994.
17. Constantino J.N., Murphy D.L. Monoamine metabolitesin leftover newborn human cerebrospinal fluid - a potential resource for biobehavioral research //Psychiatry Res.. -1996. - V. 65. - P. 129-142.
18. D'Souza S., Tenreiro S., Minors D. et al. Skin temperature and heart rate rhythms in infants of extreme prematurity //Arch, of Dis. Child. -1992. - V. 67. - P. 784-788.
19. Faienza С., Capone C., Cossu G. et al. Spontaneous motor activity and sleep-wake cycles in low-risk preterm infants //In:
D.K.Hayes, J.E.Pauly, R.J.Reiter (Eds). Chronobiology: its role in clinical medicine, general biology and agriculture. Part A. Wlley-Uss, Newyork.— 1990. —P.655-672.
20. FiserB., SiegelovaJ.,TurtiT. etal. Neonatal blood pressure and heart rate rhythm: multiseptan over circadian prominence //
Abstr., International Workshop and Teaching Course, Spontaneous Motor Activity as a Diagnostic Tool, Karl-Franzens-Universitaet, Graz, Austria,September 11-18,1996.-P.64.
21. Glotzbach S.F., Edgar D.M., Ariagno R.L. Biological rhythmicity in preterm infants prior to discharge from neonatal intensive care //Pediatrics. -1995. - V. 95(2). - P. 231 -237.
22. Glotzbach S.F., Rowlett E.A., Edgar D.M. et al. Ligh variability in the modem neonatal nursery: chronobiologic issues //Med. Hypotheses. - 1993. -V. 41 (3). - P. 217-224.
23. Guilleminault C., Leger D„ Pelayo R., Gould S„ Hayes B., Miles L. Development of circadian rhythmicity of temperature in full-term normal infants //Neurophysiol. Clin., 1996, v.26, p. 21-29.
24. GuilleminaultC„ McCann C.C., Ouera-Salva M. etal. Light therapy as treatment of dyschronosis in brain impaired children // Eur. J. Pediatr. - 1993. - V. 152. - P. 754-759.
25. Halberg F. Chronobiology//Ann. Rev. Physiol. -1969. -V. 31. -P.675-725.
26. Halberg F., Bakken E., Cornelissen G. et al. Blood pressure assessment with a cardiovascular summary, the sphygmochron, in broad chronobiologic perspective //In: Heart and Brain, Brain and Heart. Eds. Refsum H„ Sulg J.A., Rasmussen K. - Springer Verlag, Berlin, 1989.-P. 142-162.
27. Halberg F., Cornelissen G. International Womb-to-Tomb Chronom Initiative Group: Resolution from a meeting of the International Society for Research on Civilization Diseases and the Environment (New SIRMCE Confederation), Brussels, Belgium, March 17-18,1995: Fairy tale or realitya? Medtronic Chronobiology Seminar.--№8.-April 1995,- 12p.
28. Halberg F., Comelissen G., Bakken E. Caregiving merged with chronobiologic outcome assessment, research and education in health maintenance organizations (HMOs) //Prog. Clin. Biol. Res. — 1990. - V. 341B. — P. 491-549.
29. Halberg F., Cornelissen G„ Bingham C., et al. Neonatal monitoring to assess risk for hypertension //Postgrad. Med. - 1986. — V. 79,-P. 44-46.
. 30. Halberg F„ Cornelissen G., WrbskyP. etal. About 3,5-day (circasemiseptan) and about 7-day (circaseptan) blood pressure features in human prematurity //Chronobiologia. — 1994. — V. 21. — P. 146-151.
31. Halberg F„ Sitka U., Weinert D. et al. Chronobiologic blood pressure monitoring in early extrauterine life: more on maternal-neonatal acrophase difference//Chronobiologia. - 1990.-V. 17.— P. 169.
32. Hellbrugge T. The development of circadian rhythms in infan ts //Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. - 1960. - V. 25. - P. 311 -323.
33. HermidaR.C., AguadoF., Fernandez J.R. etal. Estimation of a neonatal cardiovascular risk score by biomedical discriminant ananlysis //Biological Rhythms and Medications. First International Conference of Chronobiology. Amelia Island, Florida. July 12-16. 1992.-P. 1-10.
34. Hillman D.C., Wang Z., Rigatuso J. Circadian-circaseptan rations for vital sings and ventilation in human premturity //Biochim. Clin.- 1992,-V. 115. —P. 151-155.
35. Kolata G. Finding biological clocks in fetuses // Science. — 1985. - V. 25. - P. 929-930.
36. Kellerova E. Physiological responses of blood pressure and heart rate in neonates and infants //Adv. Physiol. Sci. - 1981. - V. 9. - P. 367-375,
37. Kleitman N., Engelman T.G. Sleep characteristics of infant / /J. Appl. Physiol. - 1953. - V.6. - P. 269-282.
38. Klug I., Dressendurfer R., Strasburger C. et al. Cortisol and 17-hydroxyprogesterone levels in saliva of healthy neonates: normative data and relation to body mass index, arterial cord blood, ph and time of sampling after birth//Biol. Neonate. - 2000. - Jul. - V. 78(1). - P. 22-26,
39. Mainardi G., Wu J., Cornelissen G. et al. Gender differences in neonatal rhythm characteristics of blood pressure and heart rate // In: Otsuka K., Comelissen G., Halberg F. (eds.) Chonocardiology and chronomedicine. Humans in Time and Cosmos. — Life Science Publishing, Tokyo, 1993.-P. 59-70.
40. Mann N.P., Haddow R., Stokes L. et al. Effect of night and day on preterm infants in a newborn nursery: randomised trial //Brit. Med. J. - 1986. - V. 293. - P. 1265-1267.
41. McMillan I.C., Kok J.S.M., Adamson T.M. et al. Development of circadian sleep-wake rhythms in preterm and full-term infants // Pediatr. Res. - 1991. - V. 29 (4 Pt 1). - P. 381 -384.
42. Miller C.L., White R„ Whitman T.L. etal. The effect of cycled versus non-cycled lighting on the growth and development of preterm infants //Infant. Behav. Dev. - 1995. - V. 18. - P. 87-95.
43. Mirmiran M., Kok J.H. Circadian rhythms in early human development //Early Hum. Dev. - 1991. - V. 26. - P. 121 -128.
44. Mirmiran M., Bernardo L., Jenkins S.L. et al. Growth, neu-robehavioral and circadian rhythm development in newborn baboons // Pediatr. Res. - 2001. - May. - V. 49(5). - p. 673-677.
45. Mirmiran M„ Kok J.H., De Kleine M.J. et al. Circadian rhythms in preterm infants: a preliminary study//Early Hum, Dev. — 1990.-V. 23.-P. 139-146.
46. Nagy E. Gender-related differences in rectal temperature in human neonates //Early Hum. Dev. - 2001. - Aug. - V. 64 (1). - P. 37-43.
47. ReifS., Belson A., Villa Y., MilbauerB. etal. Diurnal variation in serum bilirubin concentrations in infants with neonatal jaundice //J. Pediatr.- 1995 -V. 127.-P. 801-803.
48. Rigatuso J., Cornelissen G., Wang Z.R. etal. Time structure of neonatal physiologic variation, notably of blood pressure, in prematurity and at term //Chronobiologia. - 1991.-V. 18.-P. 120.
49. Santiago L.В., Jorge S.M., Morelra AC. Longitudinal evaluation of the development of salivary Cortisol circadian rhythm in infancy //Clin. Endocrinol. (Oxf). - 1996. - V. 44. - P. 157-161.
50. Stark R.I., Daniel S.S. Circadian rhythm of vasopressin levels in cerebrospinal fluid of the fetus: effect of continuous light //Endocrinology.- 1989. — V. 124.-P. 3095-3101.
51. Sun X., Wang Z„ Wu J. etal. Circadian variation in cardiac function of neonates at term, preterm and small for gestational age / /Abstr., International Meeting on Chronobiology, Chengdu, People's Republic of China, October 2-8, 1988. - P. 98.
52. Syutkina E.V., Comelissen G., HalbergF. etal. Effects lasting into adolescence of exposure to betamimetics in utero //Clin. Drug Invest. - 1995. -V. 9. - P. 354-362.
53. Syutkina E.V., Safin S.R., Grigoriev A.E. etal. Chronobiolog-ical aspects of adaptation during early postnatal period in premature
infants//Abstr. 11.2.24. Constituent Congress of International Society of Pathophysiology, May 28 -June 1, 1991.
54. Syutkina E.V., Safin S.R., Mitish M.D. et al. Rhythms of hemoglobin oxygen affinity in preterm infants //Abstr. XXI Conference of the International Society for Chronobiology, Quebec City, July 11-15,1993.
55. Syutkina E.V., Comelissen G., Halberg F. et al, Could the blood pressure of newborns track the solar cycle? //Abstr., 4 Con-vengno Nazionale, Societa Italiana di Cronobiologia, Gubbio, 1-2 giugno, 1996.-P. 62.
56. Syutkina E.V., SafinS.R., Mitish M.D. etal. Circadian chro-nome components of transcutaneous p02 and pC02 in premature infants //Toward phase zero preclinical trials: chronobiologic designs and illustrative applications, University of Minnesota, Medtronic Chronobiology Seminar Series, Extended Edition. — 1992. —V. 6. — P. 276-283.
57. TenreiroS., DowseH.B., D'SouzaS. etal.Thedevelopmentof ultradian and circadian rhythms in premature babies maintained in constant conditions //Early Hum. Dev. - 1991. -V. 27. - P. 33-52.
58. Von Gall C., Stehle J.H., Weaver D.R. Mammalian melatonin receptors: molecular biology and signal transduction //Cell. Tissue Res. - 2002. - V. 309. - № 1. - P. 151 -162.
59. Waterhouse J.M., Minors D.S. Circadian rhythms in the neonate and in old age: what do they tell us about the development and the decay of the body clock in humans? //Braz. J. Med. Res. —1996.— V. 29.-P. 87-94.
60. Weaver D.A., Reppert S.M. The Mella melatonin receptor gene is expressed in human suprachiasmatic nuclei //Neuroreport. — I996.-V.8.-P. 109-112.
61. Weinert D„ Sitka U„ Minors D.S. et al. The development of circadian rhythmicity in neonates //Early Hum. Dev. — 1994. -V. 36.- P. 117-126,
ПОДДУБНЫЙ Сергей Константинович, кандидат биологических наук, ассистент кафедры нормальной физиологии.
ЧЕРНЫШЕВ Андрей Кириллович, доктор медицинских наук, профессор кафедры детской хирургии.
Книжная полка
Профилактическая иммунология / A.A. Михайленко, Г.А. Базанов, В.И. Покровский, В.И. Коненков — М.: Триада, 2004.
Суворов А.П. Атеросклероз: диагностика, профилактика и методы лечения/ А.П. Суворов, С.А. Суворов. — М.: Центрполиграф, 2003. — (Рекомендации ведущих специалистов).
Внутренние болезни. В 2 т. Т. 1: Учебник / Под ред. А.И. Мартынова, H.A. Мухина, B.C. Моиссееваидр. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - (XIX век)
Внутренние болезни. В 2 т. Т. 2: Учебник / Под ред. А.И. Мартынова, H.A. Мухина, B.C. Моиссееваидр. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - (XIXвек)
Судебная медицина: Учеб. для юридических вузов / Под общ. ред. В.Н. Крюкова. - М.: НОРМА, 2004.
Аляутдин Р.Н. Фармакология: Учебник для вузов / Р.Н, Аляутдин. -М.: ГЭОТАР Медицина, 2004
