CC BY
96
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ BIOLOGICAL SCIENCES
УДК 612.017.1:613.1 ББК 28.903.1 В 62
Водолажский Г.И.
Кандидат биологических наук, доцент кафедры физической культуры Северо-Кавказского федерального университета, Ставрополь, e-mail: [email protected] Водолажская М.Г.
Доктор биологических наук, профессор, проректор по науке частного образовательного учреждения высшего образования «Ставропольский институт непрерывного медицинского и фармацевтического образования», Ставрополь, e-mail: [email protected]
Мозговая метеочувствительность здоровых взрослых людей.
Гендерный аспект
(Рецензирована)
Аннотация. В физиологических условиях чувствительность компонентов РЭГ и ЭЭГ к ординарным погодным факторам (режиму ветра, атмосферному давлению, относительной влажности и температуре) имеет половые различия: является более выраженной у мужчин. Нормальная метеочувствительность мозга у лиц обоего пола субъективно не ощущается, но объективно регистрируется в виде корреляций и аппроксимаций между величинами РЭГ, ЭЭГ и неэкстремальными геофизическими изменениями. Связи параметров ритмов ЭЭГ и метеофакторами усиливаются по мере учащения церебральной ритмики в ряду «Дельта - тета - альфа - бета». Реактивность женских показателей РЭГ и ЭЭГ зависит от стадии овариально-менструального цикла. Большинство случаев мозговой метеореактивности женщин зарегистрированы после овуляции, когда нейродинамические параметры изменяются «по мужскому типу».
Ключевые слова: нормальная метеочувствительность, ординарные погодные факторы, геофизическая обстановка, реоэнцефалограмма, электроэнцефалограмма, половые различия, адаптация, стадия овариально-менструального цикла.
Vodolazhskiy G.I.
Candidate of Biology, Associate Professor of Physical Education Department, North-Caucasus Federal University, Stavropol, e-mail: [email protected]
Vodolazhskaya M.G.
Doctor of Biology, Professor, Vice Rector for Sscience of Private Educational Institution of Higher Education "Stavropol Institute of Continuous Medical and Pharmaceutical Education", Stavropol, e-mail: domabiomed@yandex. ru
Brain meteosensitivity of healthy adults. Gender aspect
Abstract. In physiological conditions, sensitivity of the REG and EEG components to ordinary weather factors (the wind mode, atmospheric pressure, relative humidity and temperature) has sexual distinctions: is more expressed at men. The normal meteosensitivity of a brain at persons of both sexes is not subjectively felt, but objectively is registered in the form of correlations and approximations between REG and EEG values and unextreme geophysical changes. Relationships between parameters of EEG rhythms and meteofactors amplify in process of increase of cerebral rhythmics among "the delta - a theta - an alpha - a beta". Reactivity of female REG and EEG parameters depends on a stage of an ovarian-menstrual cycle. The majority of cases of brain meteoreactivity of women are registered after an ovulation when neurodynamic parameters change "similarly man's type".
Keywords: normal meteosensitivity, ordinary weather factors, geophysical situation, reoencephalogram, electroencephalogram, sexual distinctions, adaptation, stage of an ovarian-menstrual cycle.
* Представлена на Международной научной конференции «Механизмы функционирования нервной, эндокринной и висцеральных систем в процессе онтогенеза», посвященной 75-летию Адыгейского государственного университета, 8-9 октября 2015 г. Адыгейский государственный университет, Майкоп, Республика Адыгея.
Зеркальная противоположность многих физиологических параметров («мужчина - женщина») в общебиологическом смысле продиктована эволюционной потребностью в дифференцировке человеческой популяции с целью повышения эволюционной эффективности и энергетической экономичности [1]. При этом не исключена и довольно выгодная функциональная взаимозаменяемость в масштабах вида Homo Sapiense, когда речь идет не столько об осуществлении генеративных задач, сколько о реализации инстинкта сохранения и выживания вида, тем более, если подобная зеркальность обнаруживается в работе мозга. Важно, что такая противоположность, по сути, представляет собой диалектическое единство, что отчетливо иллюстрируется и на модели феномена физиологической метеочувствительности [2-7].
Неэкстремальная геофизическая обстановка, называемая погодой, способствует развитию адаптивного свойства метеочувствительности [3, 4]. Феномен физиологической метеочувствительности реализуется и на церебральном уровне, что подтверждено детальными изменениями нейродинамических показателей на реоэнцефалограмме (РЭГ) и электроэнцефалограмме (ЭЭГ), синхронными даже небольшим погодным флуктуациям, едва заметными субъективно и не вызывающими метеопатию [4, 5]. Оставалось неясным, по-разному ли реагирует головной мозг женщин и мужчин на ординарные колебания геофизической обстановки? Каковы половые различия метеочувствительности здоровых людей по данным РЭГ и ЭЭГ? В литературе подавляюще большее внимание уделяется изучению чувствительности к атмосферным факторам организма мужчин [8].
Между тем исследование феномена метеочувствительности приобрело особую практическую значимость для многих видов профессиональной деятельности лиц обоего пола [7, 9], включая авиакосмическую область, в которой проблема «женского космоса» остается открытой.
Для земной медицины данное направление может служить стимулом к переходу от нозологического принципа оценки состояния здоровья к донозологическому [10]. Ведь известно, что нормальная метеочувствительность переходит в метеопатию вплоть до проявлений метеопатологии [11, 12]. Эти неполадки могут возникнуть еще до перемены погоды как своего рода упреждающая сигнальная реакция. В связи с вышеизложенным цель настоящего исследования состояла в определении половых различий физиологической метеочувствительности практически здоровых людей по РЭГ и ЭЭГ.
Проводилось РЭГ- и ЭЭГ-обследование 348 здоровых взрослых добровольцев (96 мужчин и 252 женщины), не имеющих объективных неврологических нарушений и ме-теопатических жалоб, в репродуктивном возрасте от 18 до 45 лет. РЭГ и ЭЭГ регистрировались с помощью цифрового 6-канального реоэнцефалографа «Рео-спектр» и 21-канального электроэнцефалографа «Нейрон-Спектр-4/ВП» фирмы «Нейрософт» (г. Иваново). Фоновую запись РЭГ регистрировали в лобных и затылочных отведениях слева и справа.
Кроме визуальной индивидуальной оценки 348-ми РЭГ у каждого испытуемого измерялись следующие реоэнцефалографические показатели (рис. 1), рассчитанные по усредненной волне с фильтрацией и распрямлением [13]: время распространения пульсовой волны от сердца до мозга (Qx); время быстрого кровенаполнения крупных мозговых артерий (а1); время медленного кровенаполнения мелких и средних мозговых артерий (а2); время восходящей части волны (а); реографический индекс (РИ); коэффициент асимметрии РИ (КаРИ); максимальная скорость быстрого кровенаполнения (Vmax), средняя скорость медленного кровенаполнения мелких и средних артерий (Уср.); дикротический индекс (ДИК); диастолический индекс (ДИА); отношение амплитуды венозной компоненты к амплитуде артериальной компоненты (Авен/Аарт); показатель венозного оттока (ПВО). Реоэнцефалограф синхронно регистрировал часто-
ту сердечных сокращений (ЧСС) и базовое сопротивление тела (2баз.). При регистрации ЭЭГ электроды располагались по международной схеме «10-20» с поправкой на 21 отведение. Референтные электроды - на мочках ушей. В режиме фоновой записи регистрировались амплитудные, мощностные, частотные и периодометрические параметры ЭЭГ, оценивались индивидуальные нейрокарты [13].
Рис. 1. Исследуемые параметры РЭГ Примечание: ЧСС - частота сердечных сокращений; Ъ базовое - базовое сопротивление тела;
Рх - время распространения пульсовой волны от сердца до исследуемого участка; Альфа1- время быстрого кровенаполнения; Альфа2 - время медленного кровенаполнения; Альфа - время восходящей части волны; РИ - реографический индекс; КаРи - показывает асимметрию реографического индекса между правой и левой сторонами; Умакс. - максимальная скорость быстрого кровенаполнения крупных артерий; Уср. - средняя скорость медленного кровенаполнения средних и мелких артерий; ДИК - дикротический индекс; ДИА - диастолический индекс
В процессе обследования каждого испытуемого получены 272 нейродинамиче-ских показателя. Каждый параметр РЭГ и/или ЭЭГ всех обследуемых лиц представлял собой единый вариационный ряд, который сопоставлялся с помощью корреляционного анализа и метода наименьших квадратов поочередно с 5 вариационными рядами этих же испытуемых, состоящими из 5 метеорологических показателей, совпадающих по времени с моментом регистрации каждой РЭГ и ЭЭГ. Учитывались следующие метеорологические параметры: направление ветра, в градусах; скорость ветра, м/с; температура окружающей среды, °С; относительная влажность воздуха, %; атмосферное давление, мБар. Всего было произведено 348 синхронных (каждые 30 мин, соответствующих моменту ЭЭГ-обследования каждого человека) замеров 5 погодных факторов, соразмерных общему числу испытуемых. В каждом из 348 случаев оценены 348 естественные и неповторимые природой модели сочетания ординарных погодных факторов. Об их биотропности либо о церебральной метеочувствительности судили по наличию (Р<0,05), степени и характеру связей (R и R2) между метеорологическими величинами и абсолютными значениями исследуемого нейродинамического параметра [3, 4, 6]. Женские параметры, а также их взаимосвязь с метеорологическими показателями, оценивались с учетом (и без учета) стадии овариально-менструального цикла (ОМЦ). Исследования проводились в соответствии с требованиями Конвенции Совета Европы «О
| Альф
правах человека и биомедицине» (1997) и дополнительным протоколом к Конвенции в части биомедицинских исследований (2005).
В результате выявлены различия абсолютных величин РЭГ между представителями полов. Величина а2 в левом и правом затылочных отведениях у женщин была больше, чем у мужчин (Р<0,05). Разница (Р<0,02) а в правом затылочном отведении составляла 0,05 с (0,19±0,003 с у женщин и всего 0,14±0,009 с у мужчин). В правом лобном отведении зарегистрирована большая (Р<0,05) величина РИ у женщин (1,86±0,123 у.е.) по сравнению с мужчинами (1,54±0,101 у.е.). Следовательно, сопротивление кровотоку в венозном русле у представительниц женского пола несколько выше. И, наконец, 2баз. имело отчетливое и статистически значимое (Р<0,001) отличие, проявившееся во всех 4 отведениях: у женщин данная величина явно превышала таковую у лиц мужского пола.
Вместе с тем реактивность реоэнцефалографических компонентов к ординарным погодным факторам в целом обнаруживала противоположную тенденцию - «в пользу сильной половины человечества». Так, у мужчин РЭГ-показатели коррелировали с метеофакторами чаще (29 эпизодов), чем у женщин (6 эпизодов), что соответствует стандартизированному соотношению 54,7%:11,3%. Степень связей между параметрами РЭГ и погодой у лиц мужского пола была более выраженной, чем у женщин. В частности, только у мужчин величины а1, а2, а, РИ, Ушах и ПВО были связаны с направлением ветра, атмосферным давлением, относительной влажностью и температурой (Р<0,05). Так, например, судя по знакам Я, у неврологически здоровых мужчин по мере поворота ветра по часовой стрелке, то есть в соответствии с «Розой ветров» в направлении «Се-вер^-Восток^-Юг^-Запад» тонус церебральных сосудов повышался, сопротивление кровотоку в венозном русле уменьшалось, амплитуда дифференциальной реограммы постепенно падала, венозный отток (в отведении бшб) несколько облегчался.
Для представительниц женского пола специфичной была корреляция единственного РЭГ-показателя (коэффициента асимметрии реографического индекса в обоих затылочных отведениях) с единственным погодным фактором - атмосферным давлением.
Общей для обоих полов тенденцией, демонстрирующей вышеупомянутое диалектическое единство, характеризовались два интегральных параметра: 1) Ох (оно явно сокращалось при подъеме атмосферного давления всего на 4-6 мм рт. ст.) и 2) Уср., которая, наоборот, увеличивалась в ответ на изменение атмосферного давления. Подчеркнем, что именно эти РЭГ-показатели, метеочувствительность которых не обнаруживала гендерных различий, а, наоборот, была сходной у мужчин и женщин, являлись наиболее функционально значимыми для суждения о мозговом кровообращении в целом. Один из них (Ох) характеризовал во времени весь путь крови и распространение пульсовой волны от сердца до головного мозга, то есть, по сути, конечную цель кровообращения - доставку крови к нуждающемуся в ней органу. А второй параметр (Уср.) отражал усредненную скорость медленного кровенаполнения мелких и средних артерий - кранов мозгового кровообращения.
У лиц обоего пола корреляции и аппроксимации параметров ЭЭГ с метеорологическими показателями количественно возрастали и усиливались по мере их учащения в ряду «Дельта - тета - альфа - бета», то есть по направлению «Из глубины мозга к его конвекситальной поверхности»: воспроизведена закономерность, установленная нами ранее [2, 3, 14]. Однако у мужчин эта закономерность проявлялась более отчетливо. Так, амплитуда ритмов ЭЭГ, мощность спектров, частота спектров, величина периодов ЭЭГ неврологически здоровых взрослых мужчин были связаны (Я и Я2 от -0,88 до 0,89; Р<0,05 соответственно) с синхронными изменениями погоды: направлением ветра (24,9% биотропности), атмосферным давлением (24,0%), относительной влажностью (21,5%), температурой (16,6%), скоростью воздушных масс (13%). Отсюда видно, что
наибольшей метеочувствительностью обладает мощность спектров ЭЭГ и частотный диапазон бета. Затем в данном рейтинге следует альфа-ритм, затем - тета-волны. Сколько-нибудь существенных особенностей метеочувствительности медленно-волновой части спектра ЭЭГ в диапазоне дельта установлено не было. Эти данные отличались от аналогичных, но полученных при обследовании лиц женского пола.
У женщин было выявлено, что физиологическая реактивность головного мозга к погоде в принципе регистрируется, хотя имеет несколько ослабленный характер по сравнению с мужчинами. Об этом, прежде всего, свидетельствуют менее выраженные (однако объективно регистрируемые при Р<0,05) связи между параметрами погоды и нейродинамическими величинами у испытуемых женского пола. Такие эпизоды вдвое реже встречаются у женщин, чем у мужчин.
Кроме того, у лиц женского пола зарегистрированы новые особенности церебральной метеочувствительности в зависимости от фазы ОМЦ. Оказалось, что большинство статистически значимых корреляций с погодой проявлялись в постовуляторную фазу, тогда как в преовуляторные дни на ЭЭГ регистрировались лишь единичные эпизоды метеочувствительности.
Далее в плане обсуждения приводим умозаключения, ради которых авторы позволили себе частичное фактологическое воспроизведение материала своей недавней статьи из журнала «Авиационная и космическая медицина» [14]. В упомянутой работе эти весьма важные умозаключения отсутствовали.
Итак, по набору показателей ЭЭГ, чутко реагирующих на изменения погоды, складывалось впечатление, что женский мозг после несостоявшегося зачатия реагирует на изменения в окружающей среде «по мужскому типу», то есть более открыто, с готовностью к активному взаимодействию с экзогенными условиями существования, в том числе, вероятно, с космическими факторами. Тогда как перед овуляцией нейроди-намические процессы почти рефрактерны к флуктуациям в геофизической обстановке, видимо, сосредоточившись на эндогенных регуляторных функциях, направленных на подготовку к потенциально возможному зачатию. Во всяком случае, зарегистрирована [14, 15] аналогичная тенденция связи ЭЭГ женщин с эндогенным фактором - помесячным показателем возраста в пределах репродуктивного периода онтогенеза. Оказалось, что на постовуляторной стадии ОМЦ амплитудные параметры большинства ритмов ЭЭГ тоже изменяются «по мужскому типу», то есть волны ЭЭГ не уплощаются изо дня в день, из месяца в месяц, в течение юношеского периода онтогенеза и несколько позже, а идут «в разнос»: их рост сопровождается учащением колебаний. (Это характерно и для мужской выборки испытуемых от момента завершения юношеского периода до стадии ранней зрелости). И, наоборот, в преовуляторную фазу и вплоть до наступления овуляции наблюдается «женское» уплощение амплитуды колебаний ЭЭГ, компенсаторно сопровождающееся их учащением. Впрочем, такое уплощение амплитуды церебральной микроритмики с возрастом в широком возрастном диапазоне от 3 до 82 лет выявляется у лиц обоего пола без разделения их по половому признаку, лишний раз демонстрируя межполовой синергизм как пример диалектического единства вида.
Таким образом, судя по данным РЭГ и ЭЭГ, мозговая метеочувствительность мужчин в целом превосходит таковую у женщин. Защитно-компенсаторное явление -нормальная метеочувствительность - обеспечивает наряду с иными адаптивными свойствами гармоничное приспособление работы мозга к окружающей среде и создает условия для отсутствия субъективных ощущений погоды у здорового человека, в отличие от метеопатии. Тактический межполовой антагонизм в конечном итоге оборачивается стратегическим функциональным синергизмом на уровне целостной живой системы на видовом и популяционном уровне.
Примечания:
1. Геодакян В.А. Эволюционные теории асиммет-ризации организмов // Успехи физиологических наук. 2005.Т. 36, № 1. С. 30-53.
2. Водолажская М.Г., Водолажский Г.И. Половые различия метеочувствительности здоровых взрослых людей, регистрируемые на РЭГ и ЭЭГ // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014. № 5. С. 27-32.
3. Влияние геофизических факторов на параметры ЭЭГ человека / М.Г. Водолажская, Г.И. Водолажский, М.Д. Найманова, И.М. Рослый // Биофизика. 2010. Т. 55, вып. 3. С. 544-551.
4. Vodolazhskaya M.G, Vodolazhsky G.I., Nai-manova M.D. Influence of Geophysical Factors on the Parameters of the Human Electroencephalogram // Biophysics. 2010. Vol. 5, No. 3. P. 477483.
5. Водолажский Г.И., Водолажская М.Г. Метеочувствительность здорового организма // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. T. 47, № 2. С. 3-8.
6. Водолажская М.Г., Водолажский Г.И., Найманова М.Д. Взаимосвязь ординарных факторов погоды и церебральных функций людей с неврологическими отклонениями // Экология человека. 2012. № 1. С. 51-58.
7. Непронова О.О., Водолажская М.Г. Прогнозирование резервных возможностей юных спортсменов с учетом состояния нормальной метеочувствительности // Кубанский научный медицинский вестник. 2009. Т. 107, № 2. С. 106-111.
8. Чувствительность к атмосферным и геомагнитным факторам функциональных показателей организма здоровых мужчин, жителей Севера России / А.Л. Марков, Т.А. Зенченко, Ю.Г. Солонин, Е.Р. Бойко // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. T. 47, № 2. С. 3-8.
9. Ростовска Э. Влияние внешних температурных условий на занятиях физическими упражнениями на функции терморегуляции // Вопросы физ. воспитания студентов. 1995. № 24. С. 124-127.
10. Концепция здоровья: Космос-Земля / И.Б. Ушаков, О.И. Орлов, Р.М. Баевский, Е.Ю. Берсенев, А.Г. Черникова // Физиология человека. 2013. Т. 39, № 2. С. 5-9.
11. Гамбурцев А.В., Сигачев А.В. Особенности динамики вызовов скорой медицинской помощи в четырех округах Москвы // Пространство и время. 2013. Т. 3, № 3 (13). С. 190-193.
12. Weather temperatures and sudden infant death syndrome / P.J. Schluter, R.P.K. Kord, J. Brown, A.P. Ryan // J. Epidemiol. and Community Health. 1998. No. 1. P. 27-33.
13. Щекутьев Г.А. Нейрофизиологические исследования в клинике, НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. М., 2001. 233 с.
14. Водолажская М.Г., Водолажский Г.И., Чадова И.Н. Подробное исследование онтогенетических изменений параметров ЭЭГ мужчин и женщин в течение репродуктивного периода // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2015. Т. 101, № 5. С. 614-626.
15. Чадова И.Н. Динамика электроэнцефалографии женщин в течение репродуктивного периода онтогенеза // Научное обозрение. 2014. № 1. С. 145-150.
References:
1. Geodakyan V.A. Evolutionary theories of asym-metrization of organisms // Advances in Physiological Sciences. 2005. Vol. 36, No. 1. P. 30-53.
2. Vodolazhskaya M.G., Vodolazhsky G.I. Sex differences in meteo sensitivity of healthy adults, registered by the REG and EEG // Aviation, Space and Environmental Medicine. 2014. No. 5. P. 27-32.
3. Influence of geophysical factors on the parameters of the EEG of a person / M.G. Vodolazhskaya, G.I. Vodolazhsky, M.D. Naimanova, I.M. Rosly // Biophysics. 2010. Vol. 55, Iss. 3. P. 544-551.
4. Vodolazhskaya M.G, Vodolazhsky G.I., Naimanova M.D. Influence of Geophysical Factors on the Parameters of the Human Electroencephalogram // Biophysics. 2010. Vol. 5, No. 3. P. 477483.
5. Vodolazhsky G.I., Vodolazhskaya M.G. Meteo-sensitivity of a healthy organism // Aviation, Space and Environmental Medicine. 2013. Vol. 47, No. 2. P. 3-8.
6. Vodolazhskaya M.G., Vodolazhsky G.I., Naimanova M.D. The interrelation of ordinary weather factors and cerebral functions of people with neurological disabilities // Human Ecology.
2012. No. 1. P. 51-58.
7. Nepronova O.O., Vodolazhskaya M.G. Prediction of reserve capacity of young sportsmen taking into account the state of the normal meteorological sensitivity // Kuban Scientific Medical Bulletin. 2009. Vol. 107, No. 2. P. 106-111.
8. Sensitivity to atmospheric and geomagnetic factors of functional parameters of the organism of healthy men, living in the North of Russia / A.L. Markov, T.A. Zenchenko, Yu.G. Solonin, E.R. Boyko // Aerospace and Environmental Medicine.
2013. Vol. 47, No. 2. P. 3-8.
9. Rostovska E. The influence of external temperature conditions when doing physical exercises on the function of thermoregulation // Problems of Students' Physical Education. 1995. No. 24. P. 124-127.
10. The concept of health: Space-Earth / I.B. Usha-kov, O.I. Orlov, R.M. Baevsky, E.Yu. Bersenev, A.G. Chernikova // Human Physiology. 2013. Vol. 39, No. 2. P. 5-9.
11. Gamburtsev A.V., Sigachev A.V. Features of dynamics of ambulance calls in four districts of Moscow // The Space and Time. 2013. Vol. 3, No. 3 (13). P. 190-193.
12. Weather temperatures and sudden infant death syndrome / P.J. Schluter, R.P.K. Kord, J. Brown, A.P. Ryan // J. Epidemiol. and Community Health. 1998. No. 1. P. 27-33.
13. Shchekutyev G.A. Neurophysiologic studies in the clinic, Research Institute of neurosurgery of N.N. Burdenko. M., 2001. 233 pp.
14. Vodolazhskaya M.G., Vodolazhsky G.I., Chadova I.N. A detailed study of ontogenetic changes of EEG parameters of men and women during the reproductive period // Russian Physiological Journal of I.M. Sechenov. 2015. Vol. 101, No. 5. P. 614-626.
15. Chadova I.N. Dynamics electroencephalography of women during the reproductive period of ontogenesis // Scientific Review. 2014. No. 1. P. 145-150.
