Содержание к диссертации
Введение
1. Патофизиологические механизмы нарушения ритмов при действии кадмия (обзор литературы) 11
1.1. Механизмы действия кадмия как фактора среды на организм 11
1.2. Суточные ритмы как индикаторы доклинического нарушения здоровья 15
1.3. Формирование суточных ритмов в онтогенезе 22
1.4 Меланокортины как естественные регуляторы функционирования
организма в норме и при патологии 28
2. Материал и методы исследования 33
2.1. Выбор территории для организации клинического исследования ...33
2.1.1.Общая характеристика организация клинического исследования 35
2.2. Изучение психофизиологических показателей 36
2.2.1. Методы самооценки состояния сна 36
2.2.2. Методика определения времени зрительно-моторной реакции. 39
2.3. Общая характеристика организации экспериментов на крысах 39
2.3.1. Моделирование инверсии светового режима 41
2.4. Изучение уровня гормонов в биологических жидкостях 42
2.5. Регистрация и оценка вариабельности сердечного ритма 43
2.6. Методы статистической обработки результатов исследований 45
2.7. Методы хронобиологического анализа результатов исследований.46
3. Нарушения организации ритмов в экологически неблагоприятных условиях (результаты клинических исследований) 48
3.1. Изменения психофизиологических показателей на протяжении дневного бодрствования 48
3.1.1. Самооценка состояния сна 49
3.1.2. Изменение времени реакции на зрительный раздражитель на протяжении дневного бодрствования 51
3.1.3. Изменение индекса напряжения на протяжении дневного бодрствования 56
3.2. Колебания уровня гормонов на протяжении дневного бодрствования 58
3.2.1. Колебания уровня кортизола в слюне на протяжении дневного бодрствования 59
3.2.2. Колебания уровня тестостерона в слюне на протяжении дневного бодрствования 63
3.2.3. Колебания уровня пролактина в слюне на протяжении дневного бодрствования 64
4. Организация циркадианных ритмов у крыс при воздействии кадмия (результаты экспериментального исследования) 67
4.1. Циркадианный ритм нейроэндокринных показателей у крыс при действии кадмия 68
4.2. Особенности синхронизации циркадианных ритмов нейроэндок ринных показателей у крыс при действии кадмия 79
4.3. Влияние АКТГ 4-10 (семакс) на циркадианные ритмы нейроэндок ринных показателей у крыс при действии кадмия 91
Обсуждение результатов 106
Выводы 120
Список литературы 122
Приложения
- Суточные ритмы как индикаторы доклинического нарушения здоровья
- Выбор территории для организации клинического исследования
- Изменение времени реакции на зрительный раздражитель на протяжении дневного бодрствования
- Циркадианный ритм нейроэндокринных показателей у крыс при действии кадмия
Введение к работе
К настоящему моменту развития общества состояние окружающей среды во многом определяет здоровье населения, поскольку её загрязнение усиливает нарушение естественных связей человека со средой его обитания и влечет рост экологогенных заболеваний (Фролов В.А., 2005). Изучение экологического аспекта лежит в русле Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации (Приказ Президента РФ №ПР-577 от 30.03.2002). Среди экологически неблагоприятных факторов, которые вызывают развитие патологии, выделяют воздействие тяжелых металлов. Развитие интоксикации химическими ксенобиотиками осложнено тем, что в течение длительного времени они кумулируются в организме и вызывают накопление критических концентраций (Скальный А.В., Рудаков И.А., 2004).
Одним из загрязнителей окружающей среды является кадмий, ставший повсеместным с развитием транспорта, промышленности и энергетики (Ревич Б.А., Авалиани С.Л., Тихонова Г.И., 2004), загрязнение которым снижает функциональные возможности организма и нарушает различные звенья гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и нервной систем, что показано в Ставропольском крае на примере г. Невинномысска (Губарева Л.И., 2001; Ермоленко Г.В., 2007). Сложившаяся ситуация требует поиска способов доклинического обнаружения патологических изменений, возникших в условиях загрязнения окружающей среды, и снижения негативного воздействия кадмия.
В основе динамики различных показателей функционирования организма во времени лежат ритмические колебания параметров на основе принципов синергизма и реципрокности. Наиболее чувствительным индикатором в организме являются биологические ритмы и, в частности, циркадианные ритмы (Федорова О.И. 1997; Березкин М.Б. 2000; Арушанян Э.Б., 2005). Ритмические колебания физиологических функций в организме
составляют единую систему со строго упорядоченной последовательностью процессов, согласованных во времени, между собой и с периодическими изменениями внешней среды (Питтендрих К., 1984; Романов Ю.А., 1990, 1994, 2000; Агаджанян Н.А. 1994, Агаджанян Н.А., Баевский P.M., Вереснева А.П., 2006; Хильдебрант Г., Мозер М., Лехофер М., 2006).
Действие повреждающих факторов приводит к нарушениям регуляции функционирования систем организма, что в первую очередь проявляется в изменении ритмической структуры и принципах синхронизации физиологических показателей. Нарушение связей между отдельными звеньями этой сложной системы приводит к формированию различных видов патологии (Алякринский Б.С., 1979, 1986; Ширинян Л.Г., 1997; Агаджанян Н.А и др., 1998; Такоева З.А. 1999; Арушанян Э.Б., 2000; Хетагурова Л.Г., Салбиев К.Д., 2000; Джандарова Т.И., 2003; Хетагурова Л.Г., 2008), поэтому на доклиническом этапе именно хронобиологические нарушения (дизритмии, десинхронозы) являются первыми проявлениями патологии.
Учитывая изложенные факты можно предположить, что воздействие кадмия влияет на хроноструктуру, модифицируя её, вызывает нарушение функционирования регуляторных систем (нервной, эндокринной), которое выражается в нарушении естественной хроноструктуры данных систем и вызывает рассогласование ритмов. Представлялось целесообразным изучить циркадианную организацию ряда физиологических процессов как в клинических исследованиях жителей химически загрязненного региона, так и при моделировании на животных с проведением экспериментальной терапии пептидом АКТГ4-ю(семакс), обладающим нейропротекторным действием.
Цель и основные задачи исследования
Целью работы было: изучить доклинические изменения и механизмы действия кадмия на некоторые суточные показатели эндокринной и нервной систем среди лиц, проживающих в экологически неблагоприятных условиях с повышенным уровнем кадмия, и в экспериментальной модели на
7 животных, а также предложить подход к патогенетической терапии ранней кадмиевой интоксикации.
В соответствии с этим были определены следующие задачи:
1. Изучить доклинические изменения в организации высшей нервной
деятельности по показателям зрительно-моторной реакции и самооценке
цикла сон-бодрствование у лиц, проживающих в химически загрязненном
районе (в том числе кадмием);
2. Оценить функциональные изменения вегетативной нервной и
эндокринной систем организма по особенностям суточной динамики
индекса напряжения регуляторных систем и уровней пролактина,
кортизола, тестостерона в слюне у лиц, проживающих в химически
загрязненном районе (в том числе кадмием);
В условиях экспериментальной модели выявить влияние кадмия на механизмы суточной организации показателей вариабельности сердечного ритма, а так же пролактина, кортизола, тестостерона и эстрадиола в плазме крови взрослых крыс — самцов;
Исследовать возможность коррекции выявленных нарушений при применении фрагмента АКТГ4-ю(семакс) в условиях модели ранней кадмиевой интоксикации.
Научная новизна
Полученные результаты вносят вклад в методологическую и теоретическую разработку проблемы изучения доклинических проявлений действия токсических веществ с хрономедицинских позиций.
Впервые показано, что проживание в химически загрязненном районе (в том числе кадмием) вызывает доклинические изменения здоровья в виде нарушений цикла сон-бодрствование и суточных ритмов уровней пролактина, кортизола, тестостерона в слюне, а также индекса напряжения регуляторных систем.
Впервые в эксперименте у крыс, получавших хлорид кадмия в дозе 50 ррт с питьевой водой, показано рассогласование циркадианных ритмов
8 тестостерона, эстрадиола, кортизола, пролактина. Выявлено разрушение суточных ритмов показателей вариационной пульсометрии и неспособность их к синхронизации при смещении светового режима.
Впервые при моделировании кадмиевой интоксикации показано, что воздействие АКТГ4-ю(семакс) одновременно с хлоридом кадмия нивелирует действие металла на суточную ритмичность изученных показателей и стабилизирует амплитудно-фазовые показатели пролактина, кортизола и тестостерона.
Научно-практическая значимость
Полученные данные дополняют и углубляют представления о циркадианной системе при воздействии тяжелых металлов, в частности кадмия. Они наглядно демонстрируют механизмы формирования рассогласованности ритмической структуры (дизритмия, десинхроноз).
Полученные данные представляют интерес с позиции современной экологической патофизиологии, поскольку позволяют говорить о доклинических нарушениях здоровья при проживании в химически загрязненном регионе. Впервые показана возможность использования хрономедицинского подхода для выявления данных нарушений.
Результаты экспериментального исследования указывают на стойкие поломки в механизмах ритмической организации у крыс, подвергнутых воздействию кадмия. Параллельное введение семакса на фоне хлорида кадмия не допускает возникновение выявленных повреждений, обусловленных действием металла.
Результаты исследования нашли применение в учебном процессе на кафедрах патологической физиологии и общей гигиены Ставропольской государственной медицинской академии.
Положения, выносимые на защиту 1. Проживание в химически загрязненном районе (в том числе и кадмием) вызывает доклинические нарушения ВНД, нарушение суточной ритмичности показателей вегетативной нервной и эндокринной систем.
В экспериментальной модели употребление хлорида кадмия с питьевой водой в дозе 50 ррт в пубертатный период приводит к нарушениям механизмов ритмической организации (десинхроноз, дизритмия) у взрослых крыс, что проявляется в гиперсинхронизации или/и разрушении суточного ритма.
AKTTYio(ceMaKc) сохраняет суточную ритмичность или/и стабилизирует амплитудно-фазовые характеристики изученных физиологических показателей.
Апробация диссертации
Материалы диссертации доложены на Международной научной конференции «Физиология развития человека» (Москва, 2004), VIII международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке; концепции болезней цивилизации» (Москва, 2007), Третьей международной конференции по когнитивной науке (Москва, 2008), Международной конференции «Физиология и патология иммунной системы» (Москва, 2008), V Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2007), 4-й Российской школы конференции с международным участием «Сон - окно в мир бодрствования» (Москва, 2007), VI Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные проблемы сомнологии» (Санкт-Петербург, 2008), VI Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2008), Всероссийском симпозиуме с международным участием «Гормональные механизмы адаптации» (Санкт-Петербург, 2007), Первом Российском съезде по хронобиологии и хрономедицине с международным участием (Владикавказ, 2008), III Всероссийском форуме «Здоровье нации -основа процветания России» (Москва, 2007), Всероссийской конференции «Научное наследование академика Л.А. Орбели. Структурные и функциональные основы эволюции функций, физиология экстремальных состояний» (Санкт-Петербург, 2008), Межинститутской конференции
10 молодых ученых «Механизмы регуляции и взаимодействия физиологических систем организма человека и животных в процессах приспособления к условиям среды», XV итоговой (межрегиональной) научной конференции студентов и молодых ученых (Ставрополь, 2007). Публикации
По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ. Из них 3 опубликованы в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикаций основных положений диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.
Структура диссертации
Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, двух глав результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и библиографического указателя. Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц, 2 приложения, иллюстрирована 21 рисунком. Список литературы содержит 300 источников, из которых 158 наименований на русском языке и 142 на иностранных. В работе использованы материалы, полученные при выполнении грантов РГНФ № 05-06-18009е; № 06-06-18006е; № 07-06-18014е;№08-06-18001е.
Суточные ритмы как индикаторы доклинического нарушения здоровья
Все процессы жизнедеятельности организма характеризуются временными аспектами. Хрономедицина одна из самых молодых наук. В 1937 году основано международное общество по изучению биологических ритмов, что положило начало развитию науки, изучающей временной фактор жизни (Хильдебрандт Г., Мозер М., Лехофер М., 2006). В самостоятельное научное направление биоритмология (хронобиология) выделилась только в 1960 г., когда был проведен первый международный симпозиум по биологическим часам в Колд-Спринг-Харборе.
Современная хрономедицина рассматривает ритмические процессы в организме во взаимосвязи с явлениями в неживой природе, такими как лунные, земные, солнечные и другие космические циклы, а также со сменой цикла дня и ночи (Степанова СИ., 1971; Моисеева Н.И., 1978; Алякринский Б.С., 1983; Халберг Ф. и др., 2007). Именно суточные колебания функций обеспечивают синхронизацию процессов в организме к ряду гелиофизических процессов. Подавляющее большинство физиологических и биохимических процессов связаны именно с циркадианными ритмами (ЦР). ЦР складывается из двух компонентов: эндогенного (суточные ритмы физиологических функций) и экзогенного (любое воздействие внешней среды). Рассмотрим более подробно роль данных компонентов. 1) Наличие эндогенной ритмики не вызывает сомнений. Прямыми и косвенными методами неоднократно доказывается генетическая детерминация эндогенных суточных ритмов (Ашофф Ю., 1964; Питтендрих К., 1964; Pittendrigh C.S., 1971; Доброхотов В.Н., Кудрявцева А.С., 1973; Ашофф Ю, 1984; Питтендрих К., 1984; Кокрашвили З.Н. и др., 1998; Алпатов А.М., 2000). В литературе рассматриваются идеи эндогенных часов, одна из которых связана с изменением энергии метаболизма (Pittendrigh C.S., 1971; Сельков Е.Е., 1987; Тараненко A.M., 1998). Наиболее интересные исследования по поиску генетических механизмов эндогенной ритмичности были проведены на дрозофилах. Найдено несколько генов, связанных с ЦР, один из которых -PER ген (период-ген). Именно в экспериментах с дрозофилами достигнут наибольший прогресс в генетике циркадианного осциллятора (Bargiello Т.А., Jackson F.R., Young M.W., 1984; Reddy P. et al., 1984; Helfrich-Fwrster Ch., 1996; Plautz J.D. et al., 1997). Последовательности, подобные период-гену дрозофилы, найдены в генетическом материале кур, мышей и человека (Shin Н. S.etal., 1985). Молекулярные механизмы, лежащие в основе ЦР, включают в себя самоподдерживающиеся транскрипционно-трансляционные «петли» обратной связи, основанные на ритмической экспрессии мРНК и белков «биологических часов». Синхронизация СХЯ и светового режима непосредственно ведет к экспрессии группы часовых генов, среди которых PER 1 и PER2 (Albrecht et al., 1997). Вечерняя экспозиция голубым светом стимулирует экспрессию часового гена PER2 у людей (Cajochen С. et al., 2006). 2) Большое число экзогенных факторов постоянно влияет на организм. В частности, описаны данные о том, что периодичность внешних стимулов может ускорить или замедлить становление ЦР (Anderson V.N., Smith G., 1987; Honma K.I., Hiroshige Т., 1987; Агаджанян H.A. и др., 1998). Одной из наиболее важных характеристик среды является чередование свет - темнота (СТ), что играет важнейшую роль в организации ЦР взрослого организма, роль данного фактора в онтогенезе не однозначна и обсуждается в хронобиологической литературе (Ашофф Ю., 1984; Мур-Ид М., Салзмен Ф., 1984; Kubota Т. et al., 1998; Martin S.K., Eastman C.L, 1998; Jarmak A., Zawilska J.B., Nowak J.Z., 1998; Яковлев B.A., Бобров B.M., Ващенков B.M., 2000). Показано, что крысы, выросшие при постоянном освещении, попадая затем в условия чередования света и темноты, обнаруживают ЦР с нормальными фазами, т.е. с активностью в ночные часы (Ramaley J. А., 1975). Температурный ритм у ягнят, навязанный чередованием СТ, формируется на 18 день, а до этого времени является свободнотекущим (Davidson T.L., Fewell J.E., 1993). С другой точки зрения, световой режим играет важную роль в становлении ритма. Так показано, что у мышей чередование СТ эффективно еще до момента открытия глаз. В дальнейшем значимость этого фактора все более возрастает. В 2-хнедельном возрасте мыши достигают такой степени развития, что они начинают самостоятельно питаться. Глаза у них уже открыты, они осваивают новую для них окружающую среду, поэтому другие периодичности также приобретают экологическую значимость, но чередование света и темноты становится главным датчиком времени (Vanecek J., IllnerovaH., 1985). Следовательно, организацию ЦР можно расценивать как индикатор возможностей организма (Агаджанян Н.А., Губин Г.Д., Губин Д.Г., Радыш И.В., 1998). Тогда нарушение согласования суточных ритмов функций можно рассматривать как показатель патологии (Хетагурова Л.Г., Салбиев К.Д., 2000).
Ритмичность, как неотъемлемо присущее живой природе свойство и одна из фундаментальных особенностей функционирования организма, непосредственно связана с механизмами обратной связи и саморегуляции. Поэтому основное назначение ритмичности заключается в поддержании гомеостаза при постоянных воздействиях факторов внешней среды (Алякринский Б.С., 1977, 1979; Ашофф Ю., 1984; Путилов А.А., 1987; Агаджанян Н.А. и др., 1998; Романов Ю.А., 2000). При этом гомеостаз понимается не как устойчивость внутренней среды, а как колебательный периодический процесс - ритмостаз (Асланян Н.Л. и др., 1978; Агаджанян Н.А. и др., 1998).
В современной биоритмологии сложилось представление о ритмостазе как лабильном соотношении ритмов различных частот для каждого показателя жизнедеятельности (Баевский P.M., 1976; Путилов А.А., 1987; Чиркова Э.Н., Егоров В.А., Никитин Ю.М., 1990; Султанов Г.В., Никитина В.В., 1997; Агаджанян Н.А., и др., 1998; Алпатов A.M., 2000).
Гармоничное согласование в живых системах достигается благодаря замечательной особенности колебательных процессов - стремлению к синхронизации, которая является оптимальным условием для существования организма. Биоритмы синхронизированы как между собой, так и подвержены влиянию периодических колебаний внешней среды. Рассогласование ритмов между собой или с внешними датчиками времени может рассматриваться как десинхроноз (дизритмия) и характеризуется как состояние поиска адаптации (Халберг Ф., 1964; Алякринский Б.С., 1975, 1977; Степанова СИ., 1986; Доскин В.А., Куинджи Н.Н., 1989; Ярославцев В.Л., 1993; Ширинян Л.Г., 1997; Агаджанян Н.А. и др., 1998; Степанова СИ., Галичий В.А., 2000; Арушанян Э.Б., 2000).
Выбор территории для организации клинического исследования
Клинические исследования проводили в условиях естественного воздействия химического загрязнения окружающей среды на организацию суточных ритмов подростков и взрослых. Для проведения исследования был выбран г. Невинномысск как наиболее загрязненный район с высоким уровнем накопления химических веществ.
Еще в 70-е гг. XX века при кафедре гигиены и экологии человека Ставропольской государственной медицинской академии была создана одна из первых в СССР научная санитарно-гигиеническая лаборатория, которая занималась изучением условий труда в промышленности. В этой лаборатории впервые было изучено действие светосоставов (люминофоров) на организм работающих. Под руководством А.Г. Гудзовского проведены исследования по изучению содержания тяжелых металлов на территории Ставропольского края. При этом показано превышение содержания кадмия в почве и воде и его токсическое действие на организм человека и животных в г. Невинномысске (Гудзовский Г.Н. 1990).
В настоящее время на основании официальных документов (Экологический паспорт г. Ставрополя; Экологический паспорт г. Невинномысска; Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в ставропольском крае в 2005, 2006 годах») подтверждается экологически неблагоприятная ситуация в г. Невинномысске. В городе функционируют ОАО «Невинномысская ГРЭС», полигон по утилизации промышленных токсических отходов, принадлежащий ОАО «Невинномысский Азот», шламонакопитель ОАО «Невинномысского шерстяного комбината». В г. Невинномысске находится единственная в крае установка по обезвреживанию ртутьсодержащих люминесцентных ламп УРС-2М, эксплуатируемая с 1996 года и обслуживающая территорию всего края. Острой экологической проблемой стоит утилизация отходов промышленного производства ОАО «Невинномысский Внештрейдинвест», объем которых достигает около 5 млн. т. в год. Со сточными водами ежегодно сбрасывается около 300 тыс. т. загрязняющих веществ, из них 23% приходится на г. Невинномысск, 18,4% на г. Ставрополь. Загрязнение водных объектов по кадмию и другим тяжелым металлам в 2006 г. обнаружено в 1,0-50,0%. Грунтовые воды в осенний период содержат загрязнители, превышая предельно допустимые концентрации, что естественно служит причиной накопления их в почве. Отмечается высокий уровень химической загрязненности атмосферного воздуха в г. Невинномысске и прилегающих к нему территориях, что превышает в 3-5 раз соответствующие значения в г. Ставрополе. Согласно исследованиям последних лет Губаревой Л.И. (2001) и Ермоленко Г.В. (2007) г. Невинномысск химически наиболее загрязненный район. Уровень загрязнения вредными химическими веществами в г. Невинномысске повышен, в том числе и по уровню кадмия. Учитывая его способность накапливаться, выявлено, что концентрация кадмия в волосах у школьников 13 лет в г. Невинномысске превышает в 1,9 раз по сравнению со школьниками г. Ставрополя с более высокой степенью кумуляции кадмия в мужском организме (Ермоленко Г.В., 2007). Следовательно, г. Невинномысск химически наиболее загрязненный район, а г. Ставрополь считался относительно чистым районом. В исследованиях участвовали только лица мужского пола - 300 человек. Выделяли контрольную и опытную группы. В контрольную группу входили 114 человек - курсанты и студенты ставропольских вузов, и 67 школьники учащиеся средней общеобразовательной школы (СОШ № 9 г.Ставрополя). В опытной группе 57 человек — студенты, проживающие в г. Невинномысске и 62 школьники учащиеся средних общеобразовательных школы (СОШ № 8, 10 г. Невинномысска). В исследованиях, из генеральной совокупности обследованных, формировались группы с учетом уровня здоровья и социальных условий жизни. Психологическое анкетирование для оценки сна проводилось у всех участников исследования. Регистрация физиологических показателей осуществлялась с использованием поперечного исследования на протяжении дневного бодрствования в два временных периода с 7 до 11 часов и с 16 до 20 часов. Исследовали психофизиологические показатели: простую зрительно-моторную реакцию (ПЗМР), сложную зрительно-моторную реакцию (СЗМР) и индекс напряжения (ИН) как показатель централизации. Самооценка состояния цикла «сон-бодрствование» производилась с использованием протоколов в соответствии с материалами Сомнологического Центра Минздравсоцразвития РФ (http://www.sleepmed.ru). Использовались следующие анкеты: «Качество сна», «Качество гигиены сна» и «Сонливость» (Epworth). Нами предложен индекс «Самооценки сна». Оценивали ритмическую активности гормональной регуляции по уровню гормонов в слюне: кортизола (К), пролактина (П), тестостерона (Т) и эстрадиола (Э). Уровень гормонов определяли иммуноферментным методом с использованием набора реактивов фирмы DRG (Германия). Доставка слюны в лабораторию проводилась в боксах с сухим льдом. С помощью психофизиологических методов исследовали патологические изменения функционального состояния центральной нервной системы. Для оценки изменений во время дневного бодрствования функционального состояния ЦНС нами были выбраны адекватные методы ее исследования: «Простая зрительно-моторная реакция», «Сложная зрительно-моторная реакция». Обследование проводилось с помощью компьютерного прибора «Психофизиолог» («Медиком МТД», г. Таганрог). Для оценки централизации управления сердечным ритмом использовался ИН. Состояние цикла «сон-бодрствование» определяли путем самооценки состояния сна.
Изменение времени реакции на зрительный раздражитель на протяжении дневного бодрствования
При оценке времени реакции на световой стимул в группе подростков, проживающих в относительно благоприятных экологических условиях, среднее время ПЗМР за период дневного бодрствования составляло 227,9 мс (от 204,3 мс до 247,2 мс). Результаты представлены в таблице 2. В утренние часы этот показатель принимал значения равные 213,8 мс (202,0 мс до 225,9 мс), а вечером отмечалось его выраженное повышение (р 0,02) (рис. 1) до 243,4 мс (от 229,9 мс до 263,7 мс). Средние значения времени СЗМР в контрольной группе составляли 347,6 мс (от 333,3 мс до 362,7 мс). Паттерн колебаний величины СЗМР совпадал с полученными данными при проведении ПЗМР. Так, в утренние часы его значения достигали 338,7 мс (от 322,1 мс до 354,0 мс). В вечернее же время отмечалось статистически значимое увеличение времени СЗМР до 357,0 мс (от 345,4 мс до 370,0 мс).
Таким образом, в контрольной группе наблюдается закономерное повышение времени простой и сложной зрительно — моторной реакции в вечерние часы, что свидетельствует о снижении скоростных качеств в вечерние часы, что может быть обусловлено закономерным ухудшением функционального состояния ЦНС.
Подростки загрязненного района показали несколько другие результаты времени реакции на световой раздражитель. Средние показатели времени ПЗМР в этой группе были статистически значимо повышены. Также увеличивались как утренние (р 0,001), так и вечерние значения (р 0,01) и исчезали колебания показателей на протяжении дневного бодрствования, выявляемые в контрольной группе. При проведении СЗМР выявили повышение средних значений за светлое время суток (р 0,001). Также пропадали утренне-вечерние колебания во времени реакции на световой стимул и отмечалось статистически значимое снижение скорости реакции как в период с 7-11 ч, так и в 16-20 ч.
Таким образом, в группе подростков, проживающих в экологически неблагоприятных условиях, выявлено увеличение времени реакции при проведении как простой, так и сложной ЗМР и исчезновение колебаний показателя в течение периода дневного бодрствования.
В контрольной группе взрослых мужчин средние значения ПЗМР за период дневного бодрствования достигали 241,8 мс (от 225,0 мс до 256,3 мс). Время реакции на световой раздражитель в утренние часы составляло 230,0 мс (от 220,0 мс до 246,3 мс). Вечером отмечалось значимое повышение показателя до 256,3 мс (от 233,2 мс до 282,7 мс ) (р 0,01). Значения СЗМР у взрослых в среднем было 264,9 мс (от 260,0 мс до 300,0 мс) за период дневного бодрствования. Значения времени реакции в утренние часы достигали 260,0 мс (от 260,0 мс до 274,0 мс). К вечеру отмечалось увеличение времени СЗМР до 279,1 мс (от 264,2 мс до 300,0 мс), что статистически значимо отличалось от утренних значений.
Следовательно, у взрослых лиц мужского пола, проживающих в экологически относительно благоприятных условиях наблюдается значимая ритмическая структура утренне-вечерних изменений за период бодрствования, проявляющаяся в виде увеличения времени реакции на простой и сложный зрительный раздражители в вечерние часы.
В опытной группе наблюдалось повышение средних значений ПЗМР за период дневного бодрствования до 269,5 мс (от 255,0 мс до 296,0 мс) по сравнению с контролем (р 0,001). Это было обусловлено значимым возрастанием утренних и вечерних показателей и исчезновением колебаний во времени реакции в течение дня. Подобные тенденции наблюдались и при проведении СЗМР. Так, уменьшалась скорость реакции в среднем, а так же наблюдался достоверный рост времени реакции и утром и вечером. Однако сохранялись дневные колебания значений СЗМР, выявленные в контрольной группе.
Таким образом, у взрослых, действие факторов экологически неблагоприятно приводит к нарушению в суточной динамике скорости реакции на простой раздражитель, сопровождающийся ростом средних значений. Время реакции на сложный раздражитель, в среднем за сутки, увеличилась с сохранением суточных колебаний. Это может указывать на снижение функциональных возможностей ЦНС при реализации простых стереотипных действий и вовлечение лобных отделов коры в реакцию на сложный раздражитель с компенсаторным восстановлением суточной динамики.
Циркадианный ритм нейроэндокринных показателей у крыс при действии кадмия
Колебания плазменного уровня эстрадиола в контрольной группе характеризовались суточной ритмикой. Наиболее высокие значения отмечались в дневные и ранние вечерние часы с максимумом в 10 ч, что составило 10,40 пг/мл (от 9,85 до 10,75 пг/мл). Снижение показателей наблюдалось в темное время суток, причем наименьшие значение были в 6 ч. Косинор-анализ обнаружил ЦР с акрофазой в 14,3 ч с амплитудой 0,9 пг/мл.
Суточная динамика концентрации пролактина у экспериментальных крыс характеризовалась максимальным повышением в 14 ч до 10,35 мМЕл/л (от 10,20 до 20,60 мМЕл/л.) и минимумом в 2 ч. Сравнительный анализ выявил отличия на хронограммах: уровень пролактина в 10 ч, 14 ч, 18 ч находился в противофазе с контрольной группой и статистически значимо отличался от контроля. Отмечается запаздывание максимального повышения и более раннее появление низких значений гормона в опытной группе. Косинор-анализ выявил акрофазу в 12,9 ч с амплитудой 0,47 мМЕл/л, что указывает на запаздывание ритма на 1 ч в экспериментальной группе.
У животных подвергнутых воздействию кадмия наблюдалось повышение уровня кортизола в утренние и ранние вечерние часы, что соответствовало двум пиками (6 ч и 18 ч). Максимальное значение отмечено в 6 ч и составило 45,47 нмоль/л (от 44,22 до 46,61 нмоль/л), а минимальное в 2 ч. По данным хронограмм формируется двухвершинная кривая, а в 14, 2, 6 ч кортизол находился в противофазе по сравнению с контролем. Косинор-анализ регистрировал акрофазу в 14,9 ч с амплитудой 2,3 нмоль/л. В сравнении с контролем смещение акрофазы указывало на ранние повышение кортизола, что составило 7 ч, а амплитуда была снижена в 2 раза.
Суточная динамика тестостерона у крыс, получавших хлорид кадмия, характеризовалась иной ритмикой. Так на хронограммах максимальная концентрация тестостерона в плазме крови приходилась на 10 ч и достигала 15,44 нмоль/л (от 14,68 до 16,34 нмоль/л). Снижение уровня гормона наблюдалось в 6 ч утра. Сравнительный анализ выявил статистически значимые отличия ЦР, так в опытной группе животных: тестостерон в 10 ч, 18 ч, 2 ч и 6 ч находился в противофазе в сравнении с контролем. Суточное повышение уровня тестостерона у экспериментальных животных опережает максимальное значение у контроля. Аналогичное опережение наблюдалось с дополнительной флуктуацией, что указывает на смещение времени подъема уровня тестостерона на более ранние часы. По данным косинор-анализа выявлялась акрофаза в 11,9 ч с амплитудой 3,02 нмоль/л и подтверждалось иное время акрофазы ЦР тестостерона в экспериментальной группе животных с опережением контроля на 5,5 ч и снижением амплитуды ритма.
В экспериментальной группе пик концентрации эстрадиола был отмечен в 14 ч и достигал 9,58 пг/мл (от 9,35 до 10,25 пг/мл), что статистически значимо не отличалось от значений в контрольной группе в данное время суток. Минимальные показатели уровня эстрадиола наблюдались в 2 ч ночи. Статистически значимые отличия в содержании гормонов выявлены в 10 ч и 18 ч, причем во все временные периоды обнаружено снижение уровня эстрадиола в плазме крови по сравнению с контрольной группой. По данным косинор-анализа ЦР эстрадиола у животных обнаруживался в 11,9 ч с амплитудой 0,56 пг/мл. Это указывает на отличия в ЦР: акрофаза отмечалась на 2,5 часа раньше со снижением амплитуды в сравнении с контролем.
Следовательно, у интактных животных выявлены суточные ритмы различных уровней регуляции гуморального гомеостаза. Центральный -гипофизарный и периферический — надпочечники и половые железы.
Суточная динамика концентрации гормонов у крыс, получавших в пубертатный период хлорид кадмия, характеризовалась иными ЦР. В экспериментальной группе отмечались изменения на хронограммах в форме зеркальных кривых в сравнении с контролем. ЦР тестостерона, эстрадиола и кортизола характеризовались смещением акрофаз на более раннее время. Так кортизол опережал показатели контроля на 7 ч, тестостерон на 5,5, эстрадиол на 2,5 ч. Пролактин характеризовался иной тенденцией: акрофаза наступала позже на 1 ч. Амплитуды тестостерона, эстрадиола и кортизола были снижены. Следует отметить в опытной группе совпадение акрофаз тестостерона и эстрадиола и смещение максимального уровня всех гормонов на светлое время суток. Все изменения указывают на нарушения ЦР и формирование дизритмии в уровне изученных гормонов.
Изменения ритма сердца - универсальная адаптивная реакция целостного организма в ответ на любое воздействие внешней или внутренней среды. Это позволяет судить об адаптации к факторам внешней среды. В то же время деятельность сердечно-сосудистой системы является ритмической, и сердечный ритм - один из показателей функционирования циркадианной системы. В наших исследованиях ВСР используется для оценки приспособительных реакций организма крыс при воздействии хлорида кадмия. Оценивались показатели Мо, ВР, АМо, ЧСС и вторичные показатели ИВР и ИН. Учитывая, что вариабельность сердечного ритма указывает на особенность вегетативной регуляции и позволяет использовать эти показатели как индикаторы вегетативной регуляции, в дальнейшем показатели оценивались в соответствии с их физиологической интерпретацией. ЧСС отражает совместное влияние отделов вегетативной нервной системы, а направленность изменений не зависит от степени доминирования одного из отделов (Макаров Л.М., 1998).
![Коррекция патогенетических механизмов болезни Паркинсона в комплексной терапии с применением фитоадаптогена (клинико-экспериментальное исследование) [Электронный ресурс]](/i/i/4264/185481.png "Коррекция патогенетических механизмов болезни Паркинсона в комплексной терапии с применением фитоадаптогена (клинико-экспериментальное исследование) [Электронный ресурс] Бочаров Евгений Валериянович")
