CC BY
70
УДК 577.7:612.67-019
П. Е. Григорьев, М. В. Рагульская, Ю. П. Горго, И. Б. Куцевол, А. М. Вайсерман
ПРОСТЫЕ И СИСТЕМНЫЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ НА КВАЗИПЕРИОДИЧЕСКИЕ ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ
По результатам многолетнего мониторинга артериального давления и пульса у пожилых людей без установленных острых сердечно-сосудистых заболеваний выявлены индивидуальные паттерны вегетативных реакций на выделенные квазипериодические гелиогеофизические события - геомагнитные возмущения, геомагнитные штили, смену знака межпланетного магнитного поля с «+» на «-» и с «-» на «+».
Все больше серьезных исследовательских работ посвящаются гелио-биологической тематике. Экспериментально доказано, что биологические системы [1, 2] чувствительны к слабым электромагнитным полям искусственного и природного происхождения, зависящим от вариаций космической погоды. Организмы используют эти квазипериодические колебания в качестве датчиков времени для синхронизации собственной ритмики в широком диапазоне периодов - от минут до лет [3, 4], причем наибольшую чувствительность к факторам космической погоды имеют сердечно-сосудистая, нервная и гуморальная системы [5, 6]. Особый практический интерес представляет установление связей системных реакций организма с вариациями гелиогеофизических факторов.
Целью представленного исследования было определение зависимости индивидуальных реакций сердечно-сосудистой и нервной систем от изменений гелиогеофизических факторов в инфрадианном (с периодом более 24 ч) диапазоне.
Наиболее биотропными квазипериодическими прогнозируемыми событиями космической погоды в инфрадианном диапазоне являются магнитные возмущения, магнитные штили, смена знака (полярности) радиальной компоненты межпланетного магнитного поля (ММП). Исходные гелиогеофизиче-ские данные по этим параметрам были получены из Мирового центра данных (http://wdcb.ru/).
Доступными для ежедневного мониторинга интегральными показателями состояния сердечно-сосудистой и вегетативной нервной системы являются систолическое давление (СД), мм. рт. ст., и диастолическое давление (ДД), мм. рт. ст., частота пульса (П), уд./мин, а также индекс Кердо (ИК), отн. ед., отражающий преобладание активности симпатического (ИК > 0) или парасимпатического звена (ИК < 0) вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы:
Материал и методы
где ЧСС - частота сердечных сокращений, уд./мин.
Эти показатели измеряли у испытуемых - добровольцев в возрасте 50-65 лет (9 женщин и 11 мужчин) без диагностированных острых заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых. Для анализа были взяты измерения, которые проводили в рабочие дни во время обеденного перерыва в период с февраля 1999 г. по январь 2007 г. включительно в городе Троицке Московской области.
Основным методом статистического анализа является метод наложения эпох с реперными точками (нулевым днем) - выделенными гелиогеофизиче-скими событиями; интервал для анализа - ±10 суток относительно их дат. Достоверность тенденций в изменении показателей определяли с помощью критериев Стьюдента и Вилкоксона для парных выборок. Установленные тенденции классифицировали на простые и сложные (системные реакции). В первом случае показатель изменялся на первые-вторые сутки и возвращался к исходным значениям. В случае сложной реакции наблюдали длительные (>2 суток) изменения показателя следующих типов: градиент; переход показателя на другой уровень; изменения показателя, состоящие из нескольких фаз. Кроме того, по совокупной динамике СД, ДД, ЧСС и ИК выявляли устойчивые типы вегетативных реакций у испытуемых на каждый гелиогеофи-зический фактор, независимо от сезонности и фазы околоодиннадцатилетнего цикла солнечной активности.
Результаты и их обсуждение
В табл. 1 представлены средние значения и стандартные отклонения измеренных показателей за время мониторинга. Примеры динамики изученных физиологических показателей при различных гелиогеофизических событиях представлены на рис. 1 и 2. Так, в случае, приведенном на рис. 1, начиная со дня начала магнитного возмущения происходит постепенный рост симпатической активности, которая достигает максимальных значений в +2 и +3 сутки после начала магнитного возмущения. Во втором случае (рис. 2) скачок диастолического давления приходится на +1 сутки после смены знака ММП с «-» на «+», уже на следующие сутки давление возвращается к значению, близкому к среднему.
Всего были проанализированы 320 подобных графиков и выделены значимые тенденции динамики всех физиологических показателей по каждому испытуемому, которые вносили в сводную таблицу результатов. Затем было подсчитано количество достоверных изменений в динамике индексов и определена суммарная доля испытуемых, у которых как минимум один физиологический показатель достоверно изменялся за время ±3 суток относительно события (табл. 2). Из табл. 2 следует, что у 100 % испытуемых наблюдаются те или иные сдвиги в физиологических показателях в окрестности геомагнитных возмущений и смены знака ММП с «-» на «+», что соответствует данным о наибольшей биотропности этих гелиогеофизических событий [1]. Примерно 50 % всех наблюдаемых изменений имеют характер «простых» кратковременных реакций (изменение показателя на первые-вторые сутки с последующим возвратом к исходному значению), и 50 % - характер длительных или сложных реакций, связанных с переходом вегетативной нервной системы в другой режим функционирования. Именно такие реакции в первую очередь могут привести к срыву адаптационных возможностей организма и
развитию обратимых или необратимых патологических изменений со стороны сердечно-сосудистой системы.
Таблица 1
Средние арифметические и стандартные отклонения измеренных физиологических показателей
Испытуемый Пол СД ДД ЧСС ИК
1 А-а Ж 135,25 ± 8,35 85,54 ± 6,53 85,26 ± 4,95 -0,70 ± 10,12
2 Б-в М 133,15 ± 9,51 87,66 ± 6,15 68,33 ± 5,58 -28,99 ± 12,68
3 Е-о Ж 146,68 ± 12,54 84,01 ± 8,94 67,59 ± 7,03 -25,23 ± 15,82
4 Г-а Ж 120,23 ± 11,69 81,28 ± 6,79 63,86 ± 6,61 -28,38 ± 15,44
5 Х-в М 115,41 ± 8,01 70,36 ± 5,82 61,16 ± 5,66 -16,09 ± 14,94
6 Иг-а Ж 105,03 ± 7,16 66,30 ± 4,94 60,10 ± 7,64 -13,63 ± 54,05
7 И-а Ж 123,94 ± 10,81 73,67 ± 5,94 75,53 ± 8,79 1,40 ± 12,04
8 И-й М 112,95 ± 7,69 77,17 ± 5,29 59,73 ± 5,25 -30,14 ± 14,07
9 К-а Ж 143,75 ± 10,71 95,12 ± 20,45 65,95 ± 10,44 -47,65 ± 38,01
10 Л-в М 134,66 ± 9,78 85,85 ± 6,91 71,09 ± 6,66 -21,63 ± 13,57
11 Л-о М 129,86 ± 11,31 88,23 ± 10,01 54,64 ± 10,03 -64,06 ± 26,09
12 М-в М 139,86 ± 7,40 96,15 ± 6,27 77,52 ± 7,44 -25,13 ± 14,07
13 М-о М 128,07 ± 7,25 68,33 ± 4,14 55,87 ± 5,12 -23,19 ± 12,21
14 М-й М 126,02 ± 11,48 70,96 ± 8,04 72,60 ± 9,93 0,53 ± 16,98
15 Н-я Ж 114,37 ± 6,69 71,20 ± 5,76 55,80 ± 13,46 -30,35 ± 28,53
16 Н-о Ж 125,74 ± 8,50 77,93 ± 4,24 60,92 ± 5,09 -28,93 ± 14,07
17 П-я Ж 113,17 ± 6,41 75,05 ± 4,99 69,32 ± 6,97 -9,30 ± 12,59
18 Р-а М 112,40 ± 7,48 76,22 ± 5,52 65,66 ± 8,62 -17,69 ± 14,93
19 У-н М 130,76 ± 10,55 82,98 ± 6,48 55,46 ± 8,70 -52,73 ± 43,76
20 Я-е М 126,90 ± 9,86 81,41 ± 7,15 69,79 ± 10,10 -18,85 ± 18,74
ИК, отн.ед.
Сутки относительно магнитных возмущений
Рис. 1 Пример длительной реакции (испытуемая А-а). Динамика индекса Кердо (ИК) относительно дат магнитных возмущений
ДД, мм рт. ст.
Сутки относительно смен знака ММП с «-» на «+»
Рис. 2 Пример кратковременной реакции (испытуемая Е-о). Динамика диастолического давления (ДД) относительно дат смены знака ММП с «-» на «+»
В табл. 3 представлены индивидуальные вегетативные реакции на каждое из гелиогеофизических событий. Лишь у двух лиц на все факторы наблюдали реакции одинаковой направленности - рост симпатической активности. У большинства же испытуемых наблюдали разнообразие вегетативных реакций в зависимости от действующего гелиогеофизического фактора. При этом возрастание симпатической активности наблюдали чаще в связи с геомагнитными штилями (63 %) и возмущениями (50 %), а двухфазные реакции, состоящие из последовательных стадий, - в связи со сменой знака ММП с «-» на «+» (50 %). Следует отметить и существенную долю парасимпатических реакций в связи с магнитными возмущениями и сменой знака ММП с «-» на «+» (30 % и 25 % соответственно). Следует отметить, что среди здоровых лиц молодого возраста (18-25 лет) в связи с геомагнитными возмущениями наблюдали почти исключительно симпатические реакции, тогда как на смену знака ММП - преимущественно парасимпатические.
В табл. 4 представлены частоты встречаемости вегетативных реакций в диапазоне ±3 суток относительно гелиогеофизических событий. Наибольшее количество реакций отмечается в день события, а также за сутки до него и на первые-вторые сутки после его начала.
Следует отметить, что выявленные вегетативные реакции отличаются постоянством и не зависят от сезона. Выделенные гелиогеофизические события имеют, с одной стороны, четко выраженную собственную ритмику, с другой - высокую биоэффективность. Таким образом, выделенные гелиогео-физические события, по крайней мере, отчасти могут определять характер ритмики вегетативных реакций в инфрадианном диапазоне. Естественно, существенный вклад в данные показатели вносят и колебания атмосферного давления [7], вариации скорости ветра и другие метеофакторы [2, 8]. Однако особенности действия большинства метеофакторов зависят от сезона и климата региона.
-&■
к>
Таблица 2
Доли испытуемых с установленными тенденциями в изменении физиологических показателей в период ±3 суток
относительно выделенных гелиогеофизических событий
Магнитные возмущения Магнитные штили ММП +/- ММП -/+
СД дд п ик СД ДД П ИК СД ДД П ИК СД ДД П ИК
Доля значимых изменений показателя 65 % 13/20 40 % 8/20 65 % 13/20 65 % 13/20 75 % 15/20 55 % 11/20 40% 8/20 70 % 14/20 80% 16/20 50 % 10/20 60 % 12/20 60% 12/20 80% 16/20 55 % 11/20 65 % 13/20 75 % 15/20
Из них доля «простых» кратковременных реакций 46% 6/13 38 % 3/8 54% 7/13 54% 7/13 60% 9/15 64% 7/11 63 % 5/8 38 % 6/14 38 % 6/16 50 % 5/10 42 % 5/12 58 % 7/12 75 % 12/16 44 % 5/11 38 % 5/13 33 % 5/15
Из них доля длительных или сложных реакций 54% 7/13 63 % 5/8 46% 6/13 46 % 6/13 40% 6/15 36% 4/11 38 % 3/8 62 % 8/14 62% 10/16 50 % 5/10 58 % 7/12 42 % 5/12 25 % 4/16 56 % 6/11 62% 8/13 67 % 10/15
Доля чувствительных испытуемых 100% 20/20 95 % 19/20 90% 18/20 100% 20/20
Примечание. ММП +/--------смена знака межпланетного магнитного поля с «+» на «-»; ММП -/+ - смена знака межпланетного
магнитного поля с «-» на «+».
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион
Таблица 3
Индивидуальные типичные вегетативные реакции испытуемых на гелиогеофизические события
Испытуемый Пол Магнитные возмущения Магнитные штили ММП +/— ММП -/+
1. А-а Ж ТБ ТБ - ТР
2. Б-в М ТР ТБ ТР ТР ^ ТБ
3. Е-о Ж ТБ ^ ТР ТБ |Б ТБ ^ ТР
4. Г-а Ж ТР ТБ ^ ТР ТР ^ ТБ ТР
5. Х-в М ТБ ТБ ТБ ^ ТР ТБ
6. Иг-а Ж ТБ ТБ ТБ ТБ ^ ТР
7. И-а Ж ТБ ^ ТР ТБ ТБ ^ ТР ТБ ^ ТР
8. И-й М ТР ТР ТБ ТР
9. К-а Ж ТБ ТР ТБ ТБ
10. Л-в М ТБ ТБ ТБ ТР ^ ТБ
11. Л-о М ТБ ТБ ТБ ТБ
12. М-в М ТБ ТБ ТБ ТБ
13. М-о М ТР ТБ ТБ ^ТР ТР
14. М-й М ТР - ТБ ТР
15. Н-я Ж ТР ^ ТБ ТР ^ ТБ ТР ТБ ^ ТР
16. Н-о Ж ТБ ^ ТР ТБ ^ ТР — ТР ^ ТБ
17. П-я Ж ТБ ТР ТБ ТР ^ ТБ
18. Р-а М ТБ ТБ ТР ТБ
19. У-н М ТБ ТБ ^ ТР ТБ ^ ТР ТБ ^ ТР
20. Я-е М ТР ТБ ТБ ^ ІБ ТБ ^ ТР
Доля роста симпатической или спада парасимпатической активности, % 50 % 10/20 63 % 12/19 44 % 8/18 25 % 5/20
Доля роста парасимпатической или спада симпатической активности, % 30 % 6/20 16 % 3/19 22 % 4/18 25 % 5/20
Доля составных реакций, % 20 % 4/20 21 % 4/19 39 % 10/18 50 % 10/20
Примечания. ТБ - рост симпатической активности; ТР - рост парасимпатической активности; ^ - последовательность вегетативных реакций.
Таблица 4
Абсолютные частоты встречаемости эффектов в динамике измеренных физиологических показателей в диапазоне ±3 суток относительно выделенных гелиогеофизических событий
События Сутки относительно гелиогеофизического события
—3 —2 —1 0 1 2 3
Магнитные возмущения 5 5 16 27 26 21 15
Магнитные штили 4 13 19 23 21 21 7
Смена знака ММП +/- 6 14 19 28 19 24 16
Смена знака ММП -/+ 4 13 26 31 25 26 10
Таким образом, есть основания полагать, что именно гелиогеофизиче-ские факторы являются универсальными датчиками времени в инфрадианном диапазоне для системных реакций организма, обладающих индивидуальным своеобразием. По сравнению с молодыми испытуемыми [4, 9], доля чувствительных к гелиогеофизическим факторам пожилых людей выше, а также выше разнообразие вегетативных реакций. Это может быть связано с общим снижением адаптивных возможностей организма и согласуется с экспериментальными данными о том, что наиболее чувствительны к сверхслабым электромагнитным полям юные и стареющие организмы [2].
Выводы
1. По данным мониторинга артериального давления и пульса у подавляющего большинства испытуемых пожилого возраста установлено наличие вегетативных реакций, связанных с гелиогеофизическими событиями - геомагнитными возмущениями и штилями, сменами полярности межпланетного магнитного поля.
2. Для каждого испытуемого выявлены своеобразные устойчивые паттерны вегетативных реакций относительно каждого из выделенных гелиогео-физических событий.
3. Квазирегулярные гелиогеофизические события, связанные с изменениями электромагнитного фона среды обитания, могут являться основными датчиками времени для динамики состояния сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем.
Список литературы
1. Моисеева, Н. И. Воздействие гелиогеофизических факторов на организм человека / Н. И. Моисеева, Р. Е. Любицкий. - Л. : Наука, 1986. - Т. 53. - 136 с. -(Проблемы косм. биологии).
2. Никберг, И. И. Гелиометеотропные реакции человека / И. И. Никберг, Е. Л. Ре-вуцкий, Л. И. Сакали. - К. : Здоров'я, 1986. - 144 с.
3. Владимирский, Б. М. Космические ритмы: в магнитосфере-ионосфере, в атмосфере, в среде обитания; в биосфере-ноосфере, в земной коре / Б. М. Владимирский, В. Я. Нарманский, Н. А. Темурьянц. - Симферополь : Гелиоритм, 1994. - 173 с.
4. Григорьев, П. Е. Индивидуальные особенности связей динамики вегетативных регуляторных процессов с гелиометеофакторами / П. Е. Григорьев, Л. В. Поско-тинова // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. - 2007. - 20 (59). - № 1. - С. 47-57. - (Биология, химия).
5. Темурьянц, Н. А. Сверхнизкочастотные электромагнитные сигналы в биологическом мире / Н. А. Темурьянц, Б. М. Владимирский, О. Г. Тишкин. - К. : Наук. думка, 1992. - 188 с.
6. Бреус, Т. К. Магнитные бури: медико-биологические и геофизические аспекты / Т. К. Бреус, С. И. Раппопорт. - М. : Советский спорт, 2003. - 192 с.
7. Делюков, А. А. Флуктуации атмосферного давления инфранизких частот и метеочувствительность людей разного возраста / А. А. Делюков, Ю. П. Горго // Проблемы старения и долголетия. - 2000. - № 9 (4). - С. 348-357.
8. Бокша, В. Г. Медицинская климатология и климатотерапия / В. Г. Бокша, Б. В. Богуцкий. - К. : Здоров'я, 1980. - 264 с.
9. Zenchenko, T. A. Effects of geo-magnetic and meteorological activity in cardiological patients / T. A. Zenchenko, E. V. Tsagareishvili, A. N. Rogoza [et al.] // Proceedings of an Intern. Sci. Workshop. - M., 2005. - Р. 132.
