CC BY
27
УДК 612.06+612.01+617.7
БОТ: 10.36361/2307-4698-2019-21-1-41-44
Рагозин О. Н., 1Шаламова Е. Ю., 2 Татаринцев П. Б., 3 Петров И. М.
1 БУ «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия», г. Ханты-Мансийск
2 ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет», г. Ханты-Мансийск
3 ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава России, г. Тюмень
ФОТОПЕРИОДИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ХРОНОТИПА
Цель. Разработка и оценка индекса фотопериодической устойчивости хронотипа человека в условиях северного региона.
Результаты. Предложена модель оценки сезонной динамики биоритмического стереотипа. В летний сезон выявляется смещение максимальных суммарных баллов в сторону снижения, минимальных - в сторону увеличения. При этом промежуточные значения не флюктуируют.
Заключение. Результаты исследования позволяют рекомендовать определение индекса фотопериодической устойчивости хронотипа для оценки физиологических флюктуаций индивидуальных хронотипологических свойств.
Ключевые слова: фотопериод, хронотип, устойчивость.
Актуальность. Впервые об индивидуальных различиях, связанных с суточным ритмом, упоминается в работах Э. Крепелина [8], А. Эрна [15], Э. Михель-сона [13], где предпринимаются попытки объективизировать разделение людей на утренний, промежуточный и вечерний типы. В 1900 г. М. О'Ши [14] и Н. Марш [11] в психологических опросниках использовали вопросы об утренних и вечерних предпочтениях в образе жизни, включая субъективную оценку сна [7, 10, 24]. Термины «сова» и «жаворонок» впервые введены Г. Лампертом [9], а опросник по определению индивидуального суточного ритма - О. Оквистом [17]. На основании исследований О. Оквиста, учеными Д. Хорном и О. Остбергом в 1976 г. был создан опросник, который до сих пор остается одним из основных инструментов хроно-типологического анкетирования [18]. Достаточной популярностью пользуется также Мюнхенский опросник [23], где главные вопросы нацелены на конкретные часы суточной шкалы, на которые приходится время начала или окончания сна в рабочие и свободные дни.
Существуют опросники многомерной оценки хронобиологических различий [6], где при анализе используются термины «жесткость-эластичность» и «вялость-энергичность». Х. Огинска составила анкету, включавшую шкалу, названную «отчетливость суточного ритма активации» [16]. Группой исследователей [22] создан опросник, одна из трех шкал которого нацелена на измерение амплитуды/стабильности суточного ритма. Нельзя не отметить многолетнюю работу российского исследователя Путилова А. А. по составлению и валидизации хронобиологических опросников [19-21]. В настоящее время некоторые исследователи используют подходы моношкального оценивания утренне-вечернего предпочтения и/ или характеристик цикла сон-бодрствование, другие предпочитают многошкальное оценивание либо выделяют и используют так называемый, бимодаль-
ный хронотип, для которого характерно одновременное присутствие признаков экстремально утреннего и экстремально вечернего типов без доминирования какого-либо из них [1, 4, 12].
В нашем исследовании предлагается оценивать флюктуации индивидуальных хронотипологических свойств в зависимости от сезонных изменений фотопериода, а значит целью исследования является вычисление и оценка фотопериодической устойчивости хронотипа в условиях северного региона.
Объекты и методы исследования. Проверка гипотезы и оценка фотопериодической устойчивости хронотипа осуществлена на выборке студентов медицинского вуза северного региона (г. Ханты-Мансийск) в количестве 250 человек, из них мужчин - 77, женщин - 173.
Для субъективной оценки биоритмологического стереотипа использовался тест Хорн-Остберга (1976) [18], где испытуемому предлагается ответить на 19 вопросов утренне-дневных различий в двух вариантах, а именно: зимние и летние предпочтения психологических, физиологических и поведенческих компонентов хронотипа. В связи с географическим расположением города Ханты-Мансийска на 61о северной широты, в течение года наблюдаются выраженные изменения фотопериода, когда продолжительность светового дня 22 декабря достигает 5 часов 32 минуты, а во время «белых» ночей (лето) - 19 часов 17 минут.
Математические методы исследования.
Имеющиеся результаты опроса в виде двух сумм баллов ZW и могут рассматриваться как следствие действия некоторых латентных факторов. В таком случае стандартные методы исследования зависимостей здесь не применимы, поскольку невозможно установить, какая из величин зависимая, а какая независимая. Корректным способом изучения данных служит метод главных компонент (МГК) [3], который позволяет собрать вариацию, распределенную между переменными, и сопоставить ее с действием латентных
факторов, тем самым определяя их. Однако важную деталь зависимости, такую, как угол поворота построенной новой системы координат, затруднительно исследовать на предмет его статистической значимости в рамках МГК. Поэтому детальный анализ проведен на основе уравнения линейной регрессии [2], при этом нас интересовала лишь статистическая значимость, но не содержательная интерпретация полученных коэффициентов. Оценка доверительных границ индекса фотопериодической устойчивости проведена путем рандомизации [5] ответов теста при фиксированном количестве пар вопросов с различающимися ответами.
Результаты и их обсуждение. Были подсчитаны суммарные баллы зимних и летних утренне-вечерних предпочтений. При летней оценке хронотипа общегрупповой балл значимо меньше (p < 0,025), что свидетельствует о нарастании вечерних предпочтений. При построении регрессионной модели между зимними и летними предпочтениями определен поправочный коэффициент зима-лето (y = 0,86x, где y - летние значения; x - зимние).
Для индивидуальной фотопериодической устойчивости хронотипа (Photoperiodic Stability of the Chronotype, PSC) предлагается формула:
(S\Si-Wi\)-(SWi-SSi)
PSC =-, где:
2 '
Zw. - сумма баллов при ответах на 19 вопросов опросника Хорн-Остберга на утренне-вечерние предпочтения в зимний период;
Zs. - сумма баллов при ответах на 19 вопросов опросника Хорн-Остберга на утренне-вечерние предпочтения в летний период;
di - разности баллов летом и зимой по i вопроса; Z|d,| - сумма абсолютных разностей летом и зимой по всем вопросам.
В таблице 1 приведена схема расчетов компонентов формулы, где в качестве составных частей используются суммы ответов на вопросы утренне-вечернего предпочтения в периоды крайних изменений фотопериода (зима-лето).
Таблица 1
Показатели формулы фотопериодической устойчивости хронотипа (PSC)
Таблица 2
Варианты случаев числа пар ответов на вопросы утренне-вечерних предпочтений по тесту Хорн-Остберга
№ W S d |d|
1 w, s. d1 = V w. idj
2 W2 S2 d2 = S2- w2 ld2l
19 W.9 S19 d19 = S19- w.9 |dj
Z Zw. Zs. d. = s. - w. Z|dJ
Для получения референсных значений применено статистическое моделирование (априори выдвинуто предположение об осмысленном выборе варианта ответа на вопрос). Проблема выбора подходящей модели решена за счет рассмотрения 20 различных случаев, различающихся числом различных пар ответов на вопросы (табл. 2).
Число вопросов Доверительный интервал (90%)
от до
0 0 0
1 0 0
2 0 1
3 0 2
4 0 3
5 0 4
6 0 6
7 1 7
8 1 7
9 2 9
10 2 9
11 3 10
12 3 11
13 4 12
14 4 13
15 5 14
16 6 15
17 7 16
18 7 17
19 8 18
Соответственно, их может быть от 0 до 19 (20 случаев). Для каждого случая было проведено статистическое моделирование поведения индекса. Сделали предположение, что в соответствующем вопросе возможно п-ное количество сочетаний различных вариантов ответов на вопрос. Определены минимальная и максимальная доверительная граница от 5% до 95%, гарантия наибольшей встречаемости (вероятности) результата 90%. По результатамстатистических испытаний для дальнейших исследований можно принять значения фотопериодической устойчивости хроноти-па от 4 (5% вероятности) до 16 усл. ед. (95% вероятности) (рис. 1).
16
* * - ж
^ Л
(J 5 10 15 21
Рис. 1. Доверительные границы индекса фотопериодической устойчивости хронотипа при рандомизационном тестировании результатов.
Ось абсцисс -количество вопросов, ответы на которые между сезонами различаются; ось ординат - величина индекса.
---нижняя граница;
— верхняя граница.
Проведена оценка вариации двух сумм баллов (зима/лето) методом главных компонент на основе матрицы ковариаций. Собственные числа в абсолютных единицах равны 110 и 13, что составляет 89% и 11% объяснённой вариации соответственно. Первая главная компонента, обладающая высокой долей объясненной вариации - 89%, характеризует хронотип испытуемого. Высокие факторные нагрузки (0,94;0,95) первого фактора на обе исследуемые суммы дают нам основание сделать вывод о независимости хронотипа от сезона в исследуемой группе. Вторая главная компонента с 11% вариации определяет сезонные флуктуации. Исследование методом парной линейной регрессии позволяет выявить дополнительные детали имеющейся взаимосвязи между суммами баллов (рис. 2).
Рис. 2. Диаграмма рассеяния суммарных баллов и оценка линейной регрессии
При высоком уровне статистической значимости коэффициентов (р < 0,001), модель выявляет смещение летних суммарных баллов ярко выраженных хро-нотипов (вечернего и утреннего) в противоположные стороны от их собственных типов. То есть вечерний хронотип летом является примерно в среднем на 3 балла более утренним, а утренний хронотип смещается в среднем на 3 балла в сторону вечернего. При этом невыраженные (промежуточные) хронотипы таким смещением не обладают.
Заключение. В большинстве биоритмологических и психологических исследований производится разовая оценка хронотипа без учета продолжительности дневного и ночного компонентов фотопериода, характерного для данного сезона года, географической широты и долготы.
Так же не учитывается географическое место рождения и стаж адаптации обследуемого к новым экологическим условиям, в том числе и продолжительности фотопериода. Все эти переменные комплексно так или иначе влияют на психологические, физиологические и социально-поведенческие компоненты работоспособности человека.
Учитывая результаты нашего исследования, использование предложенной методики расчета индекса фотопериодической устойчивости хронотипа позволяет оценивать физиологические флюктуации индивидуальных хронотипологических свойств в условиях воздействия дестабилизирующих факторов природной и социальной среды.
Литература
1. Горохова С. Г., Атьков О. Ю., Сериков В. В., Мурасее-ва Е. В., Пфаф В. Ф. Бимодальный хронотип у работающих с ночными сменами. Медицина труда и промышленная экология. 2018; (12):59-63. https://doi. org/10.31089/1026-9428-2018-12-59-63.
2. Гржибовский А. М., Иванов С. В., Горбатова М. А. Од-нофакторный линейный регрессионный анализ с использованием программного обеспечения STATISTICA и SPSS. Наука и здравоохранение. 2017. № 2. С. 5-33.
3. Микшина В. С., Павлов С. И. Снижение размерности пространства состояний пациента в кардиологии с применением факторного анализа методом главных компонент. Северный регион: наука, образование, культура. 2015. Т. 3. № 2 (32). С. 90-96.
4. Сурнина О. Е. Утренне-вечерние колебания работоспособности у лиц с разным хронотипом. Вестник Уральской академической науки. 2009. № 2. С. 161-162.
5. Шитиков В. К., Розенберг Г. С. Рандомизация и бут-стреп: статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. Тольятти, 2013. (Исправленная и дополненная интернет-версия от 15.11.2013)
6. Folkard S., Monk T. H. and Lobban M. C. Towards a predictive test of adjustment to shift work. Ergonomics. 1979.22: 79-91.
7. Kleitman N. Sleep and wakefulness. 1939. Chicago: University of Chicago Press.
8. Kraepelin E. Psychiatrie. EinLehrbuchfürStudierende und Ärzte. Siebente, vielfachumgearbeiteteAuflage. Leipzig. 1903: Barth Verlag. AllgemeinePsychiatrie.
9. Lampert H. Reaktionstypenlehre. Deutsche Zahn-, Mund-u. Kieferheilk. 1939. 6:745-750.
10. Léopold-Lévi M. Le lever matinualprécoce. Bulletinetmémoires de la Societé de Médecine de Paris. 1932. 117-21.
11. Marsh H. D. The diurnal course of efficiency. Contrib. Philosophy.Psychol.Univ. Columbia. 1906. 14 (3).
12. Martynhak B. J., Louzada F. M., Pedrazzoli M., Araujo J. F. Does the chronotype classification need to be updated? Preliminary findings. Chronobiol Int. 2010;27 (6):1329-34.
13. Michelson E. R. Untersuchungen über die Tiefe des Schlafes [Dissertation]. 1891. Dorpat (Tartu, Estonia): Schnakenburg'sBuchdruckerei.
14. O'Shea M. V. Aspects of mental economy. Bull UnivWisconsin. 1900. 2:33-198.
15. Oehrn A. ExperimentelleStudienzurIndividualpsychologie. [Dissertation]. 1889. Tartu: Dorpa.
16. OginskaH. Can you feel the rhythm? A short questionnaire to describe two dimensions of chronotype. Pers.Ind. Differ. 2011. 50:1039-43.
17. ÖquistO. Kartläiggningavindividualladygnsrytmer.Thesis at the Department of Psychology. 1970. University of Goteborg, Sweden.
18. Östberg O. Zur Typologie der circadianenPhasenlage: Ans ätzezueinerpraktischenChronohygiene.In Hildebrandt G., ed. BiologischeRhythmen und Arbeit.Wien-New York: Springer-Verlag, 1976. pp. 117-137.
19. PutilovA.A. A questionnaire for self-assessment ofindividual traits of sleep-wake cycle. Bull Siberian BranchUSSRAcad. Med. Sci. 1990. 1:22-25.
20. Putilov A. A. Introduction of the tetra-circumplexcriterion for comparison of the actual and theoreticalstructures of the sleep-wake adaptability. Biol.Rhythm. Res.2007. 38:654.
21. Putilov A. A. Three-dimensional structural representation of the sleep-wake adaptability. Chronobiol. Int. 2016. 33 (2):169-80.
22. Randler C., Diaz-Morales J.F., Rahafar A., Vollmer C. Morningness-Eveningness and amplitude-developmentand validation of an improved composite scale to measurecircadian preference and stability (MESSi). Chronobiol Int. 2016. 33:832-48.
23. Roenneberg T., Wirz-Justice A. and Merrow M. Life between clocks: Daily temporal patterns of human chronotypes. Journal of Biological Rhythms. 2003. 18:8090.
24. Wuth O. Klinik und Therapie der Schlafstonmgen [Clinic and therapy for sleep disorders]. SchweizMed. Wochenschr. 1931. 61:833-837.
Сведения об авторах
Рагозин О. Н., БУ «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия», г. Ханты-Мансийск. Шаламова Е. Ю., БУ «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия», г. Ханты-Мансийск. Татаринцев П. Б., ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет», г. Ханты-Мансийск. Петров И. М., ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава России, г. Тюмень.
Адрес для переписки: e-mail: oragozin@mail.ru.
1Ragozin O. N., 1Shalamova E. Yu., 2Tatarintsev M. Yu., 3Petrov I. M.
1 Khanty-Mansiysk State Medical Academy», Khanty-Mansiysk, Russia
2 Ugra State University, Khanty-Mansiysk, Russia
3 Tyumen State Medical University, Tyumen, Russia PHOTOPERIODIC STABILITY OF CHRONOTYPE
Aim. Development and evaluation of the photoperiodic stability index of the human chronotype in the conditions of the northern region.
Results. A model for assessing the seasonal dynamics of the biorhythmic stereotype is proposed. In the summer season, the shift of the maximum total points towards a decrease, the minimum - towards an increase, is revealed. In this case, intermediate values do not fluctuate.
Conclusion. The results of the study allow us to recommend the determination of the index of photoperiodic stability of the chronotype for the assessment of physiological fluctuations of individual chronotypological properties. Keywords: photoperiod, chronotype, resistance.
УДК 612.823
Б01: 10.36361/2307-4698-2019-21-1-44-49 Бонь Е. И., Зиматкин С. М.
УО «Гродненский государственный медицинский университет», Гродно, Беларусь
ПОСТНАТАЛЬНЫЙ МОРФОГЕНЕЗ ВНУТРЕННИХ ПИРАМИДНЫХ НЕЙРОНОВ НЕОКОРТЕКСА КРЫСЫ
В настоящей работе впервые представлены результаты комплексного количественного анализа динамики постнатального морфогенеза внутренних пирамидных нейронов неокортекса крысы. Происходит прогрессивный рост и дифференцировка перикарионов и нейропиля внутренних пирамидных нейронах неокортекса крысы, становление структурных и метаболических характеристик их органелл, сопровождающихся нарастанием иммунореактивности молекулярных маркёров созревания этих нейронов. Ключевые слова: морфогенез, нейроны, крысы, головной мозг.
Актуальность. Неокортекс, или новая кора, является в филогенетическом плане новейшей структурой коры больших полушарий головного мозга. Именно в неокортексе происходит сложный анализ и синтез поступившей в мозг информации, а также реализация условных рефлексов. Неокортекс является мате-
риальной основой когнитивных функций центральной нервной системы. Неокортекс крыс образован такими формациями, как лобная, теменная, височная и затылочная кора [2].
Нейроны внутреннего пирамидного слоя неокор-текса, или, как еще их называют, большие пирами-
