Изменение биоритмов в экстремальных условиях

Виды рабочих органов резательных машин

ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

По мере развития хронобиологии и хрономедицины все отчетливее тенденция к использованию биоритмологических представлений, подходов и терминов для описания и анализа широкого круга состояний человека, возникающих в ответ на
разнообразные экстремальные воздействия стрессы. Изучение тех сдвигов в
организме, за счет которых достигается адаптация к неблагоприятным условиям,
давно привлекало внимание исследователей. Теория стресса, разработанная Г.Селье, определила направление тысяч последующих работ. Однако концепция
общего адаптационного синдрома породила много споров и возражений. Сам Г.
Белье (1960) неоднократно отмечал несводимость проблемы стресса к ее
эндокринологическому аспекту, который имел специальное значение на раннем
этапе в силу лишь методических причин. «Ограничена ли реакция
стресссекецией гипофизарных и адренокортикотропных гормонов? - Конечно,
нет. Это чисто искусственное ограничение», — писал основоположник учения о
стрессе. «Какие системы, помимо гипофизарно-адреналовой оси, участвуют в
общем адаптационном синдроме». Эту проблему Г. Селье назвал в числе
наиболее ключевых и перспективных, имеющихся в науке о стрессе. М. Г.
Таирбеков (1976) отметил, что биологический смысл явления «стресс» можно
понять только в том случае, если рассматривать все известные на сегодняшний
день механизмы адаптации. К важнейшим из таких механизмов, несомненно,
принадлежат те, которые ответственны за приспособительную перестройку
биоритмов.

В этой связи существенной представляется следующая особенность открытия стресса: решающим обстоятельством для формулировки концепции общего адаптационного синдрома послужило сугубо биоритмологическое наблюдение. Первые представления о «неспецифическом стрессе» возникли у Г. Селье при анализе аномалий полового цикла экспериментальных животных. Именно факт нарушения биоритма менструального цикла послужил последним звеном в цепи рассуждений об общем адаптационном синдроме и привел к выводу о широкой распространенности этого синдрома. Вероятно, Г. Селье прав в том, что стресс начал изучаться в эндокринологическом аспекте случайно и в силу лишь методических причин. Однако не случайно, а закономерно, и не по методическим, а по методологическим причинам становление концепции стресса произошло, основываясь на биоритмологическом материале.

Многочисленные факты, свидетельствующие о том, что самые разные патологические и стрессовые состояния сопровождаются нарушениями фазовой архитектоники циркадианных ритмов, послужили В. С. Алякринскому (1973, 1983) основой для разработки положения о десинхронозе как обязательном компоненте общего адаптационного синдрома. Считается, что в процессе
биоритмической адаптации находят свое выражение все основные особенности
общего адаптационного синдрома, причем интегральным показателем
биоритмологической адаптации служит, по Б. С. Алякринскому, динамика
циркадианных ритмов организма. При этом подчеркивается ведущая роль
циркадианных ритмов в комплексе всех присущих организму периодичностей.
Характеризуя стадию резистентности, обращают внимание неустойчивую
согласованность циркадианных ритмов организма друг с другом, а всего их
ансамбля - с датчиками времени. Указывается на то, что при нарушении
синхронизации ритмов организма и датчиков времени (внешний десинхроноз)
процесс адаптации переходит в стадию тревоги (внутренний десинхроноз).
Ввиду того что любое «наличное» состояние организма может быть
представлено как сочетание двух начал - защиты и повреждения, стадия
адаптационного процесса определяется конкретным соотношением этих начал.

Выделяя причины десинхроноза, обычно отмечают: рассогласование датчиков времени и ритмов организма (эта ситуация типична при трансмеридиональных полетах и жизни при необычных режимах труда и отдыха); исключение или «ослабление» геофизических и социальных датчиков времени (полярные день и ночь, космические полеты, глубоководные погружения, спелеологические эксперименты и др.); воздействие стрессорных факторов.

Обозначая термином «стресс» состояние неспецифического напряжения живой материи, следует помнить о возможном коренном различии природы агентов, приводящих к стрессу (а значит, и к десинхронозу): холод, тепло, ионизирующие излучения, биологически активные вещества, патогенные вирусы и бактерии, мышечное и психическое напряжение. Один из основных факторов, действующих на организм в космическом полете, невесомость, также относится к стрессорам, десинхронизирующим биоритмы. Как справедливо подчеркивает Ю. А. Романов (1980), изучение механизмов, закономерностей и условий возникновения десинхроноза наряду с. теоретической ценностью имеет большое значение в экспериментальной и клинической медицине, для организации режимов труда и отдыха людей разных профессий, проведения профилактических мероприятий с целью сохранения здоровья человека. Отмечая, что разработка всех этих вопросов тесно связана с выяснением механизмов изменчивости и устойчивости биоритмов, Ю, А. Романов указывает на применимость для решения этой проблемы сформулированного им представления об общей структуре временной организации биосистем. При этом Ю. А. Романов выделяет 4 следующих важных момента.

Во-первых, механизмы изменчивости и устойчивости биоритмов могут локализоваться в различных частях временной организации и в зависимости от этого могут отличаться друг от друга, а их нарушения приводить к различным последствиям.

Во вторых, степень нарушений изменчивости и устойчивости биоритмов в целом будет зависеть от их распространенности в общей структуре временной организации, т. е. происходят ли они в одной или в нескольких частях этой организации.

В-третьих, при различных повреждениях временной организации нарушения указанных механизмов в какой-то одной ее части могут оказаться главными, тогда как в других частях - подчиненными, вы званными первыми.

В-четвертых, выделяются случаи развития десинхроноза в части, регулирующей временную организацию биосистем. При этом десинхроноз может возникнуть как первично, так и в результате изменений в других частях временной организации. Указанные моменты имеют принципиальное значение для правильной оценки феноменов, отражающих перестройку хода биоритмов организма в экстремальных условиях.

Признание ритма универсальным свойством живых систем побудило С. И.
Степанову (1982) к глубокому теоретическому исследованию проблемы стресса
и биоритмов с позиций общебиологического закона волнообразности
адаптационного процесса. Сущность последнего состоит в том, что этот процесс
в любой его фазе (тревоги, резистентности, истощения) реализуется в
колебательном режиме. Автор указывает, что стресс является постоянным
спутником жизни, ее неотъемлемой принадлежностью, по этому целесообразно
различать стресс покоя (т. е. стресс, не вы ходящий за рамки обычного,
повседневного уровня) и стресс, который обусловлен действием
экстраординарных по силе и характеру раздражителей. Когда речь идет о стрессе,
чаще имеется в виду напряжение биологической системы вследствие
воздействий, необычных по силе и характеру. Вспоминая выражение Н. А.
Бернштейна «повторение без повторения», С. И. Степанова привлекает к анализу
биоритмической динамики представления Н. Я. Пэрна (1925) о том, что всякий
периодический процесс - это процесс прогрессивный и поэтому каждый
следующий период не является полным повторением предыдущих, но
наслаивается на эти предыдущие периоды в качестве новой ступени. Такое
понимание следует распространять не только на ситуацию спокойного течения
адаптационного процесса, когда состояние организма от цикла к циклу меняется
не очень замет но, но и тем более на ситуации, сопряженные с искажениями
биоритма, с трансформацией его в непериодические колебания. В этом
последнем случае, как правило, имеется резкое обострение внутренних
противоречий адаптационного процесса.

Одним из вероятных и часто встречающихся феноменов перестройки биоритмов при стрессе является увеличение амплитуды исходных колебаний. Пытаясь вскрыть механизмы этого явления, обычно говорят о взаимообусловленной активации обеих сторон обмена веществ - катаболизма и анаболизма. Отмечается и удлинение периода ритма при стрессе. В этом отношении показательно высказывание Г. Спенсера (1897): «За превосходящим обыкновенный размер превращением молекулярного движения в заметное движение скоро следует большее обыкновенного потребление пищи, служащей источником молекулярного движения, и соответственно предшествовавшему долгому расходованию запасного капитала системы возникает влечение к долгому отдыху, во время которого запасный капитал пополняется».

Далее, при стрессе следует учитывать закон о перемежающейся активности функциональных структур. Комментируя этот закон с биоритмологических

позиций, указывают на то, что в состоянии относительного покоя органы
функционируют частями, каждая из которых представляет собой констелляцию
(объединение) клеток с общим ритмом работы и отдыха. Синхронизация ритмов
отдельных функционирующих частей в состоянии относительного покоя
отсутствует. Попеременное функционирование клеточных констелляций
обеспечивает непрерывную работу целостного органа. Воздействие стрессорного
фактора приводит к мобилизации резервов, что обеспечивается взаимной
синхронизацией ритмов отдельных функциональных структур. Естественными
следствиями такого варианта биоритмической перестройки становятся уже
рассмотренные выше увеличение амплитуды и уменьшение частоты колебаний.
Последняя снижается из-за необходимости вовлечения в единый ритмический
процесс большей, чем в состоянии относительного покоя, массы рабочих единиц.
Случае, когда колебательный процесс носит интегральный характер и
определяется взаимодействием нескольких составляющих (низкочастотной,
промежуточной и высокочастотной), описанная картина может существенно
усложняться. «Что касается реакции на длительное воздействие стрессагента, то
изобразить ее в виде единой, пусть даже приблизительной схемы чрезвычайно
трудно».

Рассматривая патологический процесс как частный случай неспецифического
напряжения организма, представляется возможным оценить характер
биоритмических изменений при стрессе, обусловленном заболеванием.
Утверждение о связи нормальной жизнедеятельности организма с сохранностью
присущей ему суточной ритмики многочисленных функций подкреплено
наблюдениями физиологов и клиницистов. Как правило, отмечалось следующее
совпадение: нарушению «благополучия» организма обычно сопутствует
повреждение фазовой архитектоники системы циркадианных ритмов.
Циркадианные ритмы различных функций находятся в сложных
взаимоотношениях, определяющихся прежде всего расположением акрофаз на оси
времени. Нарушения фазовой архитектоники циркадианной системы,
заключающиеся в сдвигах по фазе ритмов различных функций, постоянно
выявляются при заболеваниях и патологических процессах.

У больных гипертонической болезнью возникают резкие нарушения суточной периодики высших зрительных центров. При динамическом наблюдении у таких больных наибольшие показатели адекватной оптической хронаксии обнаруживались утром, после пробуждения, в отличие от здоровых людей, у которых эти показатели максимальны около 02 - 03 ч. По данным Ф. И. Комарова и соавт., при гипертонии значительно извращен суточный ритм гемодинамики. В начальной стадии болезни «гемодинамические сдвиги ночью характеризуются, в отличие от здоровых людей, увеличением систолического и минутного объема крови, повышением тонуса артерий мышечного типа».

У больных гипертонической болезнью II стадии обнаруживается инверсия суточного ритма экскреции 17-кетостероидов (17-КС). То же самое наблюдается и по отношению к 17-ОКС [Алекперов М. А., 1965]. По данным Ф. И. Комарова и соавт. (1966), у больных язвенной болезнью ночью отсутствует снижение

артериального давления, свойственное здоровым людям, У отдельных больных ночью все показатели артериального давления возрастали. Наиболее часто и в значительной степени увеличивалось боковое диастолическое давление. Извращение суточного ритма отмечалось и при электрокардиографическом обследовании этих больных. Вольтаж зубцов ночью был увеличен, что для здоровых людей не характерно. При язвенной болезни отчетливо выявлялось нарушение суточной ритмики моторики желудка и желудочной секреции.

Еще в 1936 г. С. Б. Розовская описала отклонения от нормы суточного ритма внутриглазного давления при глаукоме: «Уровень кривых здоровых глаз однообразен... Уровень глаукомных кривых гораздо выше уровня здоровых и отличается большим разнообразием... Кроме того, в одной и той же кривой день ото дня наблюдается большая разница в высоте внутриглазного давления».

При заболевании сахарным диабетом обычная форма суточного ритма
экскреции 17-ОКС, катехоламинов, натрия и калия утрачивается.
Беспорядочность и глубина расстройств суточного ритма выделения 17-ОКС
зависят от длительности заболевания и степени повреждения сосудов. С
увеличением выраженности ангиопатий нарушение суточного ритма выделения
катехоламинов и электролитов усиливается. При почечной патологии с никтурией
изменяется суточный ритм выведения стероидов [Ноcenegger М., 1966]. У
больных эмфиземов Р. М. Заславская и Ф. А. Муниц (1971) наблюдали
нарушения суточного ритма объемной скорости кровотока в скелетных мышцах.
При диффузном гломерулонефрите и его гематурической форме у детей в
активную фазу отмечается уменьшение по амплитуде суточных колебаний
концентрации 17-ОКС. При нефротической форме диффузного
гломерулонефрита выявлены еще более значительные изменения: ритм выведения
17-ОКС становится моно тонным со снижением ночью [Калмыкова И. Н., 1972].
При первичном ревмокардите у детей нарушается суточный ритм выделения
кортикостероидов, что выражается в преобладании глюкокортикоидов над
минералокортикоидами утром и особенно во второй половине дня. Возвратный
ревмокардит с подострым и затяжным течением у больных, получавших
преднизолон, вызывал уменьшение амплитуды суточных колебаний выделения
кортикостероидов, смещение максимума экскреции с утра на вечер.

При кишечном токсикозе у детей нарушения суточной периодичности работы надпочечников не исчезают даже в период реконвалесценции. «...Физиологический суточный ритм экскреции кортикостероидов с мочой при кишечных токсикозах у детей раннего возраста изменяется в зависимости от выраженности заболевания» [Шейбак М. П., Гресь Н. А., 1972]. При острой белково-калорийной недостаточности питания суточный ритм концентрации кортизола в плазме крови больных детей был выражен слабо, а иногда отсутствовал [Аlleyn 6., Joung Ч. Н., 1967]. Травматическая «перерезка» спинного мозга, наблюдавшаяся 5. Claus – Welker и соавт. (1969) у 6 мужчин, привела к резкому угнетению суточного ритма экскреции калия и натрия в первые месяцы после повреждения. Маниакально-депрессивный психоз, по наблюдениям М. С.

Осиповой (1970), сопровождался нарушениями суточного ритма экскреции - катехоламинов и их предшественников.

Количество примеров сочетаний нарушений циркадианных ритмов организма и различных заболеваний можно было бы значительно увеличить. В результате анализа таких случаев можно сделать следующие выводы:

1. Сдвиг фазы ритма тех или иных функциональных показателей
(десинхроноз) или другие (амплитудные) нарушения циркадианной ритмики, как
правило, являются составной частью патологического состояния.

2. Выраженность десинхроноза пропорциональна тяжести патологического процесса или состояния.

3. Десинхронизация суточных ритмов является наиболее ранним симптомом «неблагополучия» организма, его отдельных органов и систем. К последнему выводу пришли многие авторы на основании экспериментов и клинических наблюдений. А. А. Вирюкович (1972) называет нарушение суточных колебаний физиологических процессов одним из первых признаков патологических состояний. В. П. Лебедев и соавт. (1972) считают, что «...исследование суточных биоритмов открывает большие возможности в плане ранней диагностики нарушений деятельности того или иного органа еще до развития недостаточности его функции и структурных изменений». М. В. Березкин и соавт. (1986) доказывают, что вследствие десинхроноза могут развиться изменения хронорезистентности и хроночувствительности организма.

Накоплен обширный экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что нарушения суточной ритмики организма сопровождают не только патологические, но и стрессовые со стояния. «Крайне ошибочно думать, что стресс представляет собой сугубо патологическое явление». Нарушения суточной ритмики непременно входят в неспецифический стереотипный ответ организма на воздействие стрессоров любой природы. Утомление в результате физической или умственной работы приводит к изменениям суточных ритмов физиологических процессов [Слоним А. Д., 1960]. Чрезмерная тренировочная нагрузка спортсменов, недостаточный отдых, спортивные состязания, усиленная подготовка к экзаменам вызывают нарушения суточного ритма температуры тела вплоть до полного его извращения. Другие авторы также описывали нарушения суточного ритма температуры тела при физическом и умственном утомлении. Непрерывное бодрствование в течение 72 ч, по данным А. А. Корешкова (1972), сопровождается снижением суммарного напряжения альфа-волн, сдвигом фазы и уменьшением амплитуды суточного ритма этого напряжения. Суточный ритм содержания железа в плазме крови, по мнению Е.Кuhn и соавт. (1967), принадлежит к числу наиболее чувствительных и лабильных ритмов в организме человека. Этот ритм нарушается в большей степени при длительной депривации сна.

Ритмическая активность функционирования внутренних органов и отдельных структур нарушается под влиянием мелатонина, норадреналина, вазопрессина, окситоцина, гонадотропинов, кортикостерона и других соединений, а также при стрессовых состояниях другой этиологии [Rensing L., 1969]. Циркадианные ритмы физиологических функций нарушаются при гипокинезии. Постельный режим длительностью 56 сут., по данным С. Winget и соавт. (1975), при отсутствии физической нагрузки и неизменном фотопериоде приводит к рассогласованию циркадианных ритмов частоты пульса и температуры тела вследствие существенных сдвигов фаз этих ритмов. В состоянии гипокинезии у человека изменяется обычный суточный ритм температуры тела, частоты пульса, артериального давления [Панферова Н. Е. 1964]. Умеренная степень гипоксии вызывает изменение характера суточной кривой биогенных аминов [Вайсфельд И. Л. и др., 1974). Сильные и длительные нервно-психические напряжения при различных видах операторской деятельности сопровождаются нарушением суточного ритма экскреции катехоламинов [Васильев В. Н., Чугунов В. С., 1985] Чрезмерная физическая нагрузка, как и ограничение двигательной активности, приводит к десинхронозу. Это было показано и в опытах на животных. При плавании крыс в бассейне и утренние часы возникало рассогласование по фазе ритмов содержания 11-ОКС в крови и надпочечниках на протяжении 18 ч наблюдения [Колпаков М. Г. и др., 1973]. Показано, что по мере нарастания суточного объема физической нагрузки от оптимальной к чрезмерной повышенная ритмичность циркадианных ритмов человека переходит в выраженный десинхроноз [Макаров В. И., 1977].

Факторы космического полета, прежде всего невесомость, являются несомненными стрессорами. При полете спутника «Биосателлит-3» у подопытной обезьяны было зарегистрировано нарушение фазового соотношения суточных ритмов артериального давления, с одной стороны, и парциального давления углекислого газа в выдыхаемом воздухе, температуры тела и мозга, а так же частоты пульса - с другой. Изменения, выявленные во время 8-дневного полета, не наблюдались в наземных экспериментах ни у одного животного, у которого имитировали космический полет на протяжении 10 - 30 сут. Изменении напряженности гравитационного поля приводят к изменению параметров суточных ритмов. При однократном вращении обследуемых на центрифуге нарушается суточный ритм соотношения биогенных аминов в крови. Полного восстановления исходного соотношения не было даже через 4 мес. после воздействия [Вайсфельд И. Л., Ильичева Р. И., 1972].

Изучая состояние циркадианной ритмики при стрессовых воздействиях,
некоторые авторы обращали внимание не только на изменения уровня, акрофазы,
амплитуды ритмов отдельных функций, но и на состояние внутренней
синхронизации между ритмами этих функций [Баевский Р.М. и др., 1969]. Р.М.
Баевский и соавт. исследовали, в частности, внутреннюю синхронизацию
суточных ритмов частоты пульса, температуры тела и содержания натрия в слюне
при 64-часовой умственной работе с лишением сна. Т. Д. Семенова (1976)
использовала суточные ритмы физиологических функций для оценки
функционального состояния организма при экстремальных воздействиях. Она
получила данные об изменении суточных ритмов концентрации натрия в слюне в
процессе адаптации организма человека к условиям длительной изоляции, гипокинезии, 64-часового лишения сна, а также в процессе перестройки к сдвигу суточного цикла.

Как отмечает К. М. Смирнов (1980), изменения биоритмов различных процессов в организме и работоспособности человека все больше становятся важными диагностическими показателями для суждения о тяжести и напряженности труда, о наличии и степени утомления. Говоря о преимуществах такого подхода, подчеркивают, во-первых, то, что изменения ритмов отражают состояние регуляторного аппарата и возникают как один из самых ранних признаков влияния изучаемого труда, и, во-вторых, то, что в частности, при изучении суточных и низко частотных ритмов обнаруживается эффект сочетанного влияния на человека и труда, и всех остальных факторов режима жизни. Указывается, что появление у некоторых лиц десинхроноза как патологического состояния определяет целесообразность включения изучения устойчивости человека к перестройке ритмов и определения границ доступных перестроек ритма в круг вопросов профессионального отбора и профессиональной консультации.

Аспекты биоритмологической диагностики стрессовых состояний интенсивно разрабатываются в космической медицине. В настоящее время используются биоритмологические подходы к оценке состояния не только космонавтов, но и операторов наземных служб при управлении длительными полетами [Макаров В. И., 19836]. Для обоснования таких подходов сопоставлялись общепринятые и биоритмические проявления стресса. При этом стресс в традиционном понимании характеризовало изменение величины некоторых функциональных показателей, а представление о биоритмической компоненте стресса давали фазовые и амплитудные сдвиги циркадианного ритма тех же показателей; учитывались и изменения внутренней синхронизации ритмов отдельных функций. Для выявления количественного соответствия между выраженностью традиционных и биоритмических компонент стресса применялся, в частности, метод корреляционного анализа.

Таким образом, при стрессовых воздействиях отмечены различные типы перестройки суточных ритмов: изменения величины, сдвиги акрофаз на оси времени, изменения амплитуды суточных колебаний, внутренней синхронизации ритмов отдельных функций. Существует ли определенная взаимосвязь между упомянутыми типами перестройки циркадианных ритмов? Другими словами, что известно о взаимосвязи параметров циркадианных ритмов? Здесь целесообразно обратиться к исследованиям 3. Aschoff, E. Buhning и W. Menzel.

J. Aschoff (1964) установил, что у растений существует зависимость между
уровнем активности и частотой ритма активность - покой, т. е. уровень и
положение фазы ритма активность - покой на суточной шкале
взаимообусловлены. Е. Buhning (1961) сообщил о смещении фаз, происходящем
при снижении активности; это явление было описано как для растений, так и
животных. Однако способ уменьшения активности был довольно
«специфическим» - охлаждение организмов до О ± - 5°С. Что касается взаимосвязи между параметрами циркадианного ритма в человеческом организме,
то этот вопрос имеет непосредственное отношение к биоритмологической
диагностике стрессовых состояний. W. Menzel (1968) писал, что на положение
фазы суточного ритма влияет уровень суточной кривой. При этом он ссылался
на данные Т. Hildebrandt о циркадианном ритме частоты дыхания и А. Fhedering
о циркадианном ритме концентрации железа в крови. В этих случаях при высоком
уровне кривой минимум на шкале времени занимал положение, в котором при
низком уровне располагался максимум. Происходила инверсия суточного ритма.
В той же работе была констатирована «зависимость между среднесуточными
величинами и амплитудой суточного ритма диастолического артериального
давления в 95 длительных наблюдениях над 88 гипертониками, подвергавшимися в покое измерениям через каждые 2ч. Коэффициент корреляции был довольно высоким (0,349)».

Нарушения амплитуды часто сочетаются с другими формами изменений суточного ритма при стрессе: со смещением акрофаз и сдвигами уровня. Поэтому отмечается, что нет оснований исключать из числа симптомов десинхроноза нарушения амплитуды [Степанова С. И., 1977].

Таким образом, приспособительная перестройка циркадианных ритмов при стрессе включает в себя некоторым образом координированные изменения нескольких параметров: уровня, акрофаз, амплитуды и степени внутренней синхронизации ритмов отдельных функций.

В проведенных нами исследованиях состояния циркадианных ритмов организма человека в экстремальных условиях стрессорами служили следующие воздействия: физическая нагрузка мощностью до 1200 кГм/мин, длительностью 1 ч, голодание продолжительностью до 15сут, 72-часовое лишение сна, моделирование условий длительного (до 120 сут) космического полета (социальная изоляция, относительное ограничение двигательной активности, измененный состав газовой среды, напряженная профессиональная деятельность).

Суммарное время наблюдения за 26 обследуемыми охватило свыше 1000
суточных циклов, в каждом из которых 8 - 10 раз проводили
биоритмологическое обследование, включавшее определение до 15
функциональных показателей. Исследования проводили как при обычных (фон),
так и экстремальных условиях и режимах деятельности. Обследовали мужчин в
возрасте 23 - 46 лет, прошедших полное клиническое обследование и
признанных врачебно-экспертной комиссией практически здоровыми.

Выявленные нами взаимосвязи между параметрами циркадианного ритма (уровнем, акрофазой, амплитудой) стали отчетливым указанием на единство традиционных и биоритмологических симптомов стресса. Приведем трактовку лишь нескольких из множества полученных фактов.

При наибольшем психофизиологическом напряжении, возникавшем в ходе 90-суточного пребывания в имитаторе орбитального комплекса, такое выражение стресс-реакции, как подъем систолического артериального давления, с большой вероятностью сопровождалось инверсией циркадианного ритма этого функционального показателя. Было выявлено различие между среднесуточным уровнем суток с 11-часовыми максимумами циркадианного ритма (составляющим 123,0» 2,0 мм рт. ст.) и среднесуточным уровнем артериального давления суток с 23-часовыми максимумами циркадианного ритма данного показателя (119,0±0,8 мм рт. ст.). Величина этого различия составляла 4,0 + -н-2,2 мм рт. ст.

Как известно, для стресса симптоматично изменение уровня таких показателей, как частота сердечных сокращений и артериальное давление. Увеличение экскреции с мочой калия также является существенным симптомом стресс-реакции. Большая потеря калия в стадии тревоги объясняется повышенным содержанием глюкокортикоидов. Н. Selуе (1960) отмечал, что всякий стресс с избыточной выработкой АКТГ увеличивает потери калия с мочой, возможно, через стимуляцию гломерулярной зоны надпочечников и повышение секреции альдостерона. В связи с этим существенным представляется факт, полученный нами в ходе того же 90-суточного наблюдения: любое изменение амплитуды циркадианного ритма (как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения), свидетельствующее о повышении выраженности ритма или о сглаживании его относительно устойчивой нормы, сопряжено с классическими проявлениями общего напряжения организма - с увеличением частоты сердечных сокращений, артериального давления и экскреции калия с мочой. Дневной уровень и отклонение амплитуды от средних значений за весь период наблюдения характеризовались положительной взаимосвязью. Коэффициенты корреляции между этими параметрами составляли для циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений +0,303 (р<0,02); артериального систолического давления +0,245 (р<0,05); экскреции калия с мочой+0,302 (р<0,02).

В ходе экспериментов с длительным голоданием наряду с биоритмологическими симптомами стресса наблюдалось яркое проявление классического стресса. Несмотря на полное прекращение поступления в организм минеральных солей с пищей, в ночь с 5-х на 6-е сутки основного этапа была зарегистрирована необычно высокая часовая экскреция калия с мочой. В эту ночь, когда, согласно данным самонаблюдений обследуемых, происходил ацидотический криз - процесс явно стрессовой природы - часовая экскреция калия достигла 1,0 ммоль/ч (на «фоновом» этапе в ночные часы никогда не было более 0,4 - 0,6 ммоль/ч). В неразрывной связи проявились два симптома, входящих в состав стресс-синдрома, - классический и биоритмологический - усиленное выведение калия и инверсия циркадианного ритма. Необходимо особо подчеркнуть, что многократно отмеченные нами случаи сдвига акрофаз циркадианных ритмов при стрессовых воздействиях заключались в инверсной направленности сдвигов акрофаз, в тенденции к инверсии или в безоговорочно констатируемой инверсии - десинхронозе максимальной выраженности.

Инверсия циркадианных ритмов при стрессовых воздействиях выступает в

роли фактора, увеличивающего вероятность выживания организма. Уже на ранних этапах естественной эволюции циркадианные ритмы стали фактором отбора. Ослабленные стрессорными воздействиями организмы, неспособные к инверсии суточного ритма активность - покой, были неконкурентоспособны по сравнению с другими особями и вымирали. Возможность осуществления инверсии была адаптивной. Если организм стал неконкурентоспособен в дневное время суток, он мог перейти на ночной образ жизни. В этом плане инверсию суточного ритма, по-видимому, следует отнести к феноменам постадаптации. Под постадаптацией понимается использование адаптивных возможностей, широко применявшихся на ранних этапах эволюции, а ныне оставшихся в генетическом наследии организма для использования в особых случаях.

Инверсия может быть одним из выражений астенизации организма. И. П. Павлов (1954), анализируя случаи многолетнего (летаргического) сна у людей, отмечал, что «лишь ночью, когда затихала дневная жизнь с ее разнообразными и сильными раздражителями, для них (пациентов. - В. М.) являлась иногда возможность некоторой деятельности... В этих случаях явно имелась в сильной степени ослабленная нервная система и ослабленные специально большие полушария, которые сильными внешними раздражителями быстро переводились в сплошное тормозное состояние, в сон».

В тех случаях, когда человек живет в обычном ритме сон - бодрствование, т. е. Спит ночью и работает днем, инверсия ритмов его организма свидетельствует о неблагополучии, о развитии стрессового состояния. Реакция тревоги общего адаптационного синдрома наиболее ярко проявляется при этом в инверсии циркадианных ритмов ведущих функций организма. Однако при биоритмологической диагностике функционального состояния следует учитывать весь комплекс данных об интенсивности стрессора, а также о состоянии организма, определявшемся традиционными (небиоритмологическими) способами.

Возвращаясь к амплитудным изменениям циркадианных ритмов при стрессе,
следует вспомнить приводимый Г. Селье факт снижения адаптивности при
удалении надпочечников. Это «перекликается» с сообщениями об «уплощении»
циркадианных ритмов активности некоторых ферментов, происходящем при
адреналэктомии. Все это согласуется с полученными нами данными об
уплощении суточных кривых при астенизации обследуемых, занятых
напряженной многомесячной работой в условиях, моделирующих космический
полет. По-видимому, утрата адаптивности сопровождается уменьшением как
концентрации адаптивных гормонов (классическое проявление поздней стадии
стресса), так и амплитуды циркадианных ритмов. Хорошие адаптационные
возможности предполагают достаточную выраженность циркадианной ритмики
по амплитуде.

В последнее время все большее внимание привлекают нециркадианные биоритмы. Изменения их характеристик при стрессе также имеют приспособительное значение. Смысл этих перестроек предстоит окончательно

расшифровать в ходе дальнейших исследований. Однако уже существуют подходы к объяснению изменений нециркадианных ритмов при хроническом стрессе.

Околомесячные ритмы, как и все биоритмы организма, подчиняются фундаментальным биологическим закономерностям. Взаимодействуя с циркадианными ритмами, они помогают организму приспосабливаться к непрерывно меняющейся среде обитания. Правда, периодичность их колебаний менее постоянна, чем у циркадианных ритмов. В обычных условиях их фаза изменяется в широких пределах, и поэтому невозможно предсказать с точностью до дня дату очередного спада. Однако в обычных условиях физические и психические перегрузки нечасты и невелики и организм вполне успевает «восстановиться» после них в рамках обычного суточного чередования труда, отдыха и сна. Когда же перегрузки становятся длительными и отнимают часть времени, отведенного на отдых, тогда «амортизаторы» суточных колебаний не выдерживают, и тяжесть нагрузки принимают на себя околомесячные ритмы, отчего их период стабилизируется, спады становятся более глубокими, а даты более предсказуемыми. Особенно наглядно эти особенности многодневных ритмов проявились при космических полетах. При длительных полетах у космонавтов наблюдаются многодневные колебания работоспособности. Волнообразный, циклический характер накопления усталости отмечали многие участники орбитальных экспедиций.

Что порождает эти «волны» - всевозможные факторы полета или эндогенные околомесячные ритмы? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет. Однако несомненно, что многодневные ритмы вносят большой вклад в формирование «текущего» состояния человека. Несомненно также, что от фазы многодневного ритма зависит ритмическая структура каждых конкретных суток. В зависимости от подъема или спада околомесячной «волны» человек, оставаясь в пределах своего биоритмологического типа, становится более или менее выраженной «совой» (если ему присущ вечерний тип активности), более или менее выраженным «жаворонком» (если его тип активности утренний).

Биоритмы различных периодов не существуют изолированно, а образуют единую колебательную систему. Эта система выступает как многоступенчатый демпфирующий (гасящий чрезмерные колебания) механизм, который сглаживает последствия больших неспецифических напряжений организма. В необычных (экстремальных, стрессовых) условиях, когда психические и физические нагрузки на организм увеличиваются и амплитуда биоритмов возрастает, этот механизм работает более напряженно - сопротивляется «раскачке», стремится вернуть колебания к норме. Этим, очевидно, можно объяснить волнообразный характер развития утомления в условиях хронического стресса, а также взаимосвязь околомесячных и околосуточных колебаний работоспособности человека.

Имеются убедительные данные о направленности перестроек околочасовых биоритмов при стрессе, вызванном непрерывной деятельностью, монотонией, дефицитом сна, утомлением.

Степень психофизиологического напряжения и утомления коррелирует с симптоматикой десинхроноза не только в «сфере»
циркадианных ритмов, но и с выраженностью некоторых сопутствующих
изменений околочасовой периодики физиологических функций. Так, в
многочасовых экспериментах с дозированной эргометрической нагрузкой
показано, что по мере ее выполнения усугубляются периодические около-90-
минутные спады функционального состояния центральной нервной и сердечно-
сосудистой систем. Выявляемый параллелизм между величиной и
продолжительностью выполнения нагрузок, с одной стороны, и амплитудой
фундаментального циклактивность - покой - с другой, позволяет рассматривать
последнюю как меру накопления обобщенной стрессовой реакции. Амплитудная
выраженность около-90-минутного ритма психофизиологических показателей
(таких как частота сердечных сокращений, латентный период сенсомоторных
реакций, «чувство времени») с успехом может быть использована как
объективный диагностический критерий утомления и напряженности человека в
процессе трудовой деятельности.

У многих видов животных, а также человека доказано наличие минутных биоритмов различных функций организма. Частота этих ритмов лабильна, что указывает на возможность использования их в качестве тонких индикаторов регуляционных изменений. Коллектив авторов ГДР и СССР в эксперименте на спутнике «Космос-1514» изучал минутные ритмы у обезьян при выполнении программы инструментальных рефлексов. Верификация ритмики во временных рядах производилась автоматически по специальным программам с использованием автокорреляционной функции, перекрестной корреляции и др. Установлено, что характеристики минутных ритмов у обезьян и человека сходны. Проявления десинхроноза в условиях невесомости свидетельствовали об ухудшении адаптации. Был сделан вывод о том, что минутные ритмы точно отражают уровень адаптации и работоспособности в различных условиях существования. Секундные ритмы психических процессов также рассматриваются как фактор адаптации.

Итак, изменения биоритмов, происходящие в экстремальных условиях,
охватывают все уровни организации и все участки спектра «периодичностей»,
присущих организму. С дальнейшим познанием особенностей биоритмических
перестроек при стрессе связаны перспективы оптимизации режимов
деятельности и разработки информативных методов диагностики состояния
человека, адаптирующегося к новым условиям обитания. Поэтому проблему
биоритмы и стресс целесообразно рассматривать в контексте медико-
биологического обеспечения таких глобальных общечеловеческих мероприятий,
как мирное освоение космоса и океанского шельфа.

Литература:

1. Хронобиология и хрономедицина. Москва.1989 год.

2. Проблемы хронобиологии, хронопатологии, хронофармокологии и хрономедицины. Уфа. 1985 год.

Дата добавления: 2015-06-25