Реферат: Біологічні ритми серцево-судинної системи: механізми вікових змін та можливі шляхи їх корекції
Перевірка отриманої формули показала досить високу кореляцію між розрахунковим і реальним рівнем мелатоніну в крові, що дозволяє використовувати її в клінічній практиці.
Хронобіологічний вік. На основі отриманих даних про вікові зміни ВРС протягом доби нами розроблено метод оцінки функціонального віку циркадіанної системи, а саме хронобіологічного віку. Формула для розрахунку хронобіологічного віку отримана методом покроково множинної регресії на основі даних обстеження здорових людей віком від 20 до 79 років. Були відібрані показники ВРС та їх циркадні індекси, які найбільше корелюють з віком. Отримано наступну формулу розрахунку хронобіологічного віку (ХБВ):
ХБВ = 54,4 – 0,03 HF + 14,4 HFці; r=0,72; p<0,001.
Де: ХБВ – хронобіологічний вік, роки;
HF – високочастотні коливання серцевого ритму, мс2 (середньодобові значення);
HFці – циркадний ндекс високочастотного компонента ритму серця (відношення день-ніч HF).
Отримана формула була використана для оцінки хронобіологічного віку в групі людей похилого віку зі зниженою продукцією мелатоніну епіфізом. Розрахований у них хронобіологічний вік виявився істотно вище паспортного, в середньому на 18±5,3 років, що свідчить про прискорене старіння цих людей.
Ультрадіанні ритми вегетативної регуляції ССС. Нами були вивчені вікові зміни ультрадіанних ритмів вегетативної регуляції ССС. Дослідження показали, що при старінн вірогідно (p<0,01) знижується ВРС у діапазоні ультраповільних хвиль (рис.5).
Також було показано, що з віком зменшується амплітуда двохгодинних ультрадіанних ритмів ВНС і трохи подовжується їх період. Такі зміни ультрадіанних ритмів у літньому віці підтверджують загальну концепцію про вгасання біологічних ритмів при старінні.
У той же час, ступінь зниження з віком двохгодинних коливань показників вегетативно регуляції ССС значно менша, ніж ступінь зниження коливань, пов'язаних з нервово-рефлекторною регуляцією ССС (LF, HF). Це свідчить про більшу збереженість ультрадіанних ритмів у людей похилого віку. Ці ритми характеризують гуморальну регуляцію ССС, яка філогенетично більш давня порівняно з нервово-рефлекторною.
Рис. 5. Вікові зміни потужності ULF-коливань (середньодобові значення).
Інфрадіанн ритми вегетативної регуляції ССС. Основними вивченими біологічними ритмами з періодом більше доби (інфрадіанні ритми) є тижневі, місячні й річні ритми. Тижневі ритми у людей синхронізуються зі змінами їхньої трудової діяльності протягом тижня. Місячн ритми у багатьох живих організмів пов'язані з фазами Місяця, а річні ритми – із сезонними змінами протягом року. Ці ритми забезпечують адаптацію організму до змін зовнішнього середовища і тому є адаптивними ритмами. У ряді досліджень показано, що частота серцево-судинної патології у людини змінюється відповідно до різних інфрадіанних ритмів [Дубров А.П., 1990; Комаров Ф.И., 2000]. Можна припустити, що певну роль у цьому грають ритми ВНС. Тому в даному дослідженн були вивчені інфрадіанні біологічні ритми ВНС у людей молодого й похилого віку.
Тижневі ритми. Проведений нами аналіз середньодобового рівня ЧСС, АТ й ВРС у різні дні тижня показав, що у понеділок, порівняно з іншими днями тижня, вірогідно (p<0,05) вище ЧСС, АТ симпатовагусний індекс (LF/HF) у здорових молодих і літніх людей. Це свідчить про більшу денну активність симпатоадреналової системи у понеділок, у порівнянні з іншими днями тижня. Отримані дані дозволяють пояснити вірогідно більшу частоту серцево-судинних катастроф у понеділок тим, що перехід від відпочинку у вихідні дні до роботи в понеділок пов'язаний зі швидким ростом симпатоадреналової активності, що викликає напружене функціонування ССС. Вікових розходжень змін показників ССС і вегетативного тонусу в різні дні тижня не виявлено.
Таким чином, установлене в нашому дослідженні підвищення ЧСС, АТ і симпатичного тонусу в понеділок збільшує в цей день ризик розвитку гострої серцево-судинно патології. Це стосується в першу чергу людей похилого віку внаслідок наявност у них атеросклерозу та інших чинників ризику гострої судинної патології.
Місячні ритми. Отримані дані свідчать про наявність місячних ритмів показників ССС і вегетативної активності у здорових людей молодого і літнього віку (рис. 6). Порівняння середніх значень показників ССС і ВРС у різні фази Місяця показало, що в фазу молодика вищі показники ЧСС, АТ і спостерігається зрушення вегетативного балансу у бік більшої активност симпатичного відділу ВНС. Ці зміни можуть пояснювати більшу частоту гостро серцево-судинної патології в фазу молодика, у порівнянні з іншими фазами Місяця. Вікових розходжень змін показників ССС і вегетативного тонусу в різн фази Місяця не виявлено.
Рис. 6. Значення симпатовагусного балансу (LF/HF) у різні фази Місяця у здорових людей різного віку (молодий вік – світл стовпчики, літній вік – темні стовпчики).
Сезонні ритми. Проведений аналіз показників ССС і ВРС у різні місяці року показав, що в зимовий період року вірогідно вище середньодобовий рівень ЧСС, АТ й симпатовагусного індексу, у порівнянні з літнім періодом, як у молодих, так і у людей похилого віку. Однак у людей похилого віку співвідношення величин симпатовагусного індексу в зимовий період року до літнього нижче, ніж у молодих людей. Це свідчить про зниження амплітуди сезонних ритмів при старінні.
Як свідчать отримані дані, вегетативний баланс узимку зрушений в напрямку домінування симпатичного відділу ВНС (рис. 7). Це можна пояснити тим, що взимку організм людини перебуває в стан температурного стресу. У людей похилого віку сезонні коливання секрец мелатоніну епіфізом менш виразні, у порівнянні з молодими [Asplund R. et al., 1995]. З отриманих даних можна зробити висновок про те, що з віком знижується амплітуда сезонних ритмів вегетативної регуляції ССС. Сезонні зміни вегетативної регуляції ССС можуть сприяти загостренню серцево-судинних захворювань у людей похилого віку в зимовий період року. З огляду на зв'язок патології ССС із вегетативними впливами на серце, реєстрація інфрадіанних ритмів ВНС має істотне клінічне значення.
Рис. 7. Сезонна динаміка симпатовагусного балансу (LF/HF) у здорових людей різного віку
(молодий вік світлі стовпчики, літній вік – темні стовпчики).
Корекція порушень вегетативної регуляції ССС у людей похилого віку. Як показали проведені нами дослідження, при старінні значно знижується ВРС, зокрема, амплітуда регуляторних ритмів (HF, LF) ССС. Зниження амплітуди регуляторних ритмів свідчить про погіршення ефективності барорефлекторної регуляції ССС, що сприяє порушенням гомеостазу АТ. З метою поліпшення регуляторних характеристик барорефлекторної системи нами використані методи фізичних та гіпоксичних тренувань, які активують барорефлекс.
Фізичн тренування. Як показали проведені нами дослідження, індивідуалізовані фізичні тренування, навіть якщо вони початі в літньому віці, викликають сприятливі зміни вегетативної регуляції ССС у осіб похилого віку, збільшуючи парасимпатичний тонус – HF збільшується на (198±88) мс2 (p<0,05). Для досягнення такого ефекту тривалість тренувального процесу має становити не менше 6 місяців. Спрямованість змін показників ВРС при фізичних тренуваннях протилежна спрямованості вікових змін ВРС, що дозволяє рекомендувати такі тренування в якості профілактичних засобів, що перешкоджають розвитку передчасного старіння.
Гіпоксичні тренування. Серед немедикаментозних методів впливу на регуляцію функцій організму заслуговують на увагу інтервальн нормобаричні гіпоксичні тренування, дія яких спрямована на активацію компенсаторних механізмів організму.
Як показали проведені нами дослідження, під впливом гіпоксичних тренувань поліпшується вегетативна регуляція ритму серця, відбувається нормалізація вегетативного балансу у людей похилого віку – LF/HF зменшується на (0,39±0,13; p<0,05), внаслідок чого в них знижується функціональний вік ССС в середньому на (4,3±1,8) роки.
Корекція порушень добових ритмів ССС. Проведені нами дослідження показали, що при старінні знижується амплітуда добових ритмів ССС, збільшується частота десинхронізації та інверсії. Ці порушення зменшують адаптацію організму до зміни дня й ночі, знижують працездатність та стійкість людей похилого віку до стресових факторів. Показано, що в основі вікових порушень добових ритмів лежить недостатність мелатонінутворюючої функції епіфізу. Тому нами вивчалася можливість корекції добових ритмів у людей похилого віку за допомогою введення екзогенного мелатоніну та препарату, що стимулює його продукцію – епіталаміну.
Мелатонін. Як показали проведені нами дослідження, функціональна активність епіфізу знижена у 70 % людей похилого віку, що є передумовою застосування мелатоніну для корекції вікових порушень добових ритмів ССС. З’ясовано, що у людей похилого віку зі зниженою мелатонінутворюючою функцією епіфіза обмежені функціональні можливост організму та порушені добові ритми ССС, вегетативної регуляції, температури тіла. Під впливом екзогенного мелатоніну у 80 % людей похилого віку спостерігалося відновлення добового ритму секреції мелатоніну за рахунок підвищення нічного піку концентрації гормону в плазмі крові. У осіб зі зниженою функцією епіфіза екзогенний мелатонін поліпшував показники добових ритмів температури тіла, АТ, ЧСС і вегетативної регуляції (спостерігалось зниження симпатичної та підвищення парасимпатичної активності у нічний період доби – табл. 7).
Отримані дан дозволяють підсумувати, що у людей похилого віку із прискореним старінням ССС мелатонін нормалізує добові ритми організму. Спрямованість впливу мелатоніну на віко-залежні показники протилежна спрямованості їх змін при старінні. Загалом, це свідчить про можливості застосування мелатоніну для профілактики прискореного старіння у людей зі зниженою мелатонінутворюючою функцією епіфізу.
Таблиця 7
Зрушення ЧСС, АТ та ВРС під впливом курсового прийому
Віта-мелатоніну у людей літнього віку
зі зниженою мелатонінутворюючою функцією епіфіза
| Показник | День | Ніч |
|
ЧСС, хв-1 |
5,6± 3,2 | -6,5 ± 2,4 * |
| АТс, мм рт. ст. | 4,7 ± 5,8 | -7,8 ± 3,6 * |
|
LF, мс2 |
48,9 ± 34,2 | 12,2 ± 21,1 |
|
HF, мс2 |
9,7 ± 18,1 | 110 ± 41,2 * |
| LF/HF | 0,21 ± 0,14 | -0,24 ± 0,07 * |
Примітка.* зрушення вірогідні (p<0,05).
Епіталамін. Як показали проведені нами дослідження, пептидний препарат епіфіза епіталамін стимулює мелатонінутворюючу функцію епіфіза у людей похилого віку зі зниженою функціональною активністю шишкоподібної залози. Так, в цій підгрупі під впливом епіталаміну концентрація мелатоніну о 3-й годині ночі зросла більш ніж в 2 рази – від (24,2±5,1) нг/л до (59,0±12,6) нг/л (p<0,05). Підвищення концентрац мелатоніну в плазмі під впливом епіталаміну супроводжувалось нормалізацією добових ритмів ССС і вегетативного тонусу.
Збереження здатності епіфізу до достатнього вироблення мелатоніну є чинником, що сприя збереженню задовільного функціонального стану людей похилого віку. Пептидний препарат епіфіза епіталамін може використовуватися у людей похилого віку для корекції порушень добових ритмів мелатонінутворюючої функції епіфіза та нормалізації добових ритмів ССС.
ВИСНОВКИ
У дисертац представлено теоретичне узагальнення та нове рішення актуальної науково проблеми визначення механізмів вікових змін біологічних ритмів серцево-судинно системи. Розроблено методи корекції порушень біологічних ритмів у людей похилого віку за допомогою фізичних і гіпоксичних тренувань, а також препаратами епіфіза – мелатоніном і епіталаміном.
Результати дослідження розширюють існуючі уявлення про механізми порушень біологічних ритмів в старості і відкривають нові можливості їх корекції у людей похилого віку.
1. З віком відбуваються закономірні зміни основних біологічних ритмів серцево-судинно системи: регуляторних, циркадіанних, ультра- й інфрадіанних. Ці зміни, в основному, характеризуються зниженням амплітуди коливань – вгасанням ритмів. При цьому ступінь вікових змін різних ритмів неоднакова. Найбільшою мірою при старінні порушуються добові ритми.
2. З віком знижується амплітуда регуляторних ритмів серцево-судинної системи (варіабельності ритму серця) в усіх частотних діапазонах спектра, зменшується х фрактальна розмірність. Зниження амплітуди й потужності коливань ритму серця в діапазоні низьких (LF) і високих (HF) частот свідчить про зменшення регуляторних впливів на синусовий вузол серця симпатичної й парасимпатично ланок вегетативної нервової системи.
3. Ступінь вікових змін різних регуляторних ритмів серцево-судинної системи залежить від х частоти: найбільше при старінні знижується потужність коливань високочастотних ритмів, менше – низькочастотних. Помірне зниження при старінн коливань ритму серця в області дуже низьких (VLF) та ультранизьких (ULF) частот свідчить про більше збереження гуморальної регуляції порівняно з нервово-рефлекторною.
4. Зниження амплітуди регуляторних ритмів серцево-судинної системи при старінні пов'язано з віковими змінами барорефлекторної регуляції, а саме зменшенням барорефлекторно чутливості. Про це свідчить зниження реакції вегетативної нервової системи на ортостатичний вплив, глибоке дихання та введення мезатону.
5. Аналіз математичної моделі системи барорефлекторної регуляції гемодинаміки показав, що погіршення при старінні її регуляторних характеристик пов'язане з наступними причинами:
– зменшенням чутливості барорецепторів;
– зміною регуляторних характеристик вегетативних центрів;
– зниженням чутливості синусового вузла серця до вегетативних впливів.
6. При старінні розвивається вегетативний дисбаланс, який проявляється відносною перевагою симпатичного тонусу на фоні виразного ослаблення парасимпатичних барорефлекторних регуляторних механізмів. Внаслідок цього зменшується стійкість людей похилого віку до стресових впливів – фізичного та психоемоційного навантаження, гіпоксії. Для корекції вегетативного дисбалансу у людей похилого віку можуть бути використані фізичні та гіпоксичні тренування.
7. У людей похилого віку розвиваються явища десинхронозу, про що свідчить значне зниження амплітуди добових ритмів серцево-судинної системи, випереджальне зрушення фази добових ритмів, їх десинхронізація (в 30 % випадків) та інверсія (в 7 % випадків).
8. Механізми порушень добових ритмів серцево-судинної системи при старінні пов'язані з віковими змінами вегетативно регуляції, симпатоадреналової активності та енергетичного метаболізму. Зниження амплітуди добових ритмів серцево-судинної системи з віком вірогідно (p<0,05) корелює зі зменшенням амплітуди добових ритмів парасимпатичного тонусу, циркадних коливань секрец катехоламінів та енергетичного метаболізму.
9. В основі вікових змін усіх вивчених добових ритмів лежить зниження мелатонінсекретуючої функції епіфізу, про що свідчать наступні факти:
– значне зниження нічної продукції мелатоніну з віком;
– значне зниження амплітуди добових ритмів ЧСС, АТ, температури тіла, споживання кисню, вегетативного тонусу у людей похилого віку з низькою нічною продукцією мелатоніну.
10. Відновлення ритму мелатоніну у людей похилого віку зі зниженою мелатонінсекретуючою функцією епіфізу (за допомогою введення мелатоніну або епіталаміну) сприя нормалізації добових ритмів серцево-судинної системи, вегетативного тонусу та енергетичного метаболізму.
