ВЛИЯНИЕ ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА БИОРИТМЫ ОГАНИЗМАЧибисов С.М., Фролов В.А., Стрелков Д.Г., Скрылев Д.С., РомановаА Е.А., Харлицкая Е.В., Халберг Ф. (США), Корнелиссен Ж. (США)Методика исследования.Биологический эксперимент проводили на 240 кроликах-самцах породы “шиншилла” массой 2600-3500 г, содержавшихся на стандартном рационе вивария, в магнитоспокойные сутки и в период фазы восстановления умеренной геомагнитной бури С1, в начальной фазе следующей за ней сильной бури А2, во время главной фазы большой планетарной бури В2 и в первые часы фазы восстановления С2 последней. Увеличение характеристик геомагнитного поля А2 было зарегистрировано в 20 часов через сутки после начала эксперимента, активный период этой сильной бури - в 13 часов следующего дня, а пик главной фазы В2 - в 17 часов. Данные о состоянии электромагнитного поля Земли получены по его измерениям в магнитной обсерватории ИЗМИРАН. В течение трех суток эксперимента с интервалом в 3 часа у животных (n=5), проводили исследование КОС крови и систолического (диастолического) артериального давления (САС и ДАД соответственно).В полости левого желудочка сердца после пятисекундной окклюзии аорты регистрировалось пиковое систолическое давление (SBP-LV). Тотже показатель, но с пережатием легочной артерии определялся для правого желудочка (SBP-RV), исследовали кардиомиоциты левого желудочка (ЛЖ) и правого желудочка (ПЖ) методом электронной трансмиссионной микроскопии на микроскопах “JEM-100C”при увеличении в 6000 и 20000 раз.
Результаты исследования.Сравнение спектров КОС в магнитоспокойные сутки показало высокое сходство ритмических структур APH, AHCO3, ATCO2, ABEE, ABEIN, ABC, AHB, VHCO3, VTCO, VBEE, VBEIN, VBC,VHB, САС и ДАД. Все эти показатели имели основные максимумы от 03 до 06 ч в циркадианном диапазоне (длительность периода 22-24 ч.) Выявлены также периоды, близкие ко второй гармонике (10-11 ч). Для многих показателей максимумы спектров, найденные при линейном косинор- анализе, были подтверждены методом нелинейного косинора.Спектры напряжения кислорода и углекислого газа в артериальной и венозной крови, а также артерио-венозной разности напряжения кислорода, помимо циркадианного пика, имели максимумы в области 16 часов, т.е. ультрадианный ритм.В магнитоспокойные сутки спектральные характеристики систолического и диастолического артериального давления у кроликов практически совпадали. Они характеризовались четким суточным компонентом (период 24 ч) и значительно менее выраженными ультрадианными компонентами (12-13 ч в обоих спектрах и 8 ч в спектре САД)Косинор-анализ выявил значительные различия суточных ритмов исследованных физиологических показателей в разные сезоны года. Как правило, в магнитоспокойные сутки циркадианные ритмы были хорошо выражены, а в магнитовозмущенные сутки они или отсутствовали, или были «сглажены», «размыты», что хорошо видно на приведенных ниже рисунках. Особенно ярко эти различия проявлялись у показателей АД (рис.1 и 2). В то же время, ряд показателей сохранял суточную ритмичность в оба сезона; отмечалась лишь смена акрофаз суточных ритмов – это характерно для SBP-LV и SBP-RV (рис.3 и 4)....
В магнитовозмущенные сутки обнаружены похожие ритмические структуры для AHCO3, ATCO2, ABEE, ABEIN, ABC, VHCO3, VTCO, VBEE, VBEIN и VBC. В их спектрах обнаружено несколько максимумов в ультрадианном диапазоне (с периодами 7, 9, 12-13 и 16 ч). Циркадианная ритмичность была «размазана» -отмечался широкий максимум спектральной плотности, который не укладывался в границы циркадианного диапазона. Согласно результатам нелинейного косинора, верхняя граница доверительного интервала достигала 36-37 ч. Спектры напряжения кислорода и углекислого газа, а также PH в артериальной и венозной крови, значительно отличались от таковых в магнитоспокойные сутки. В них была максимально выражена ультрадианная составляющая. Ультрадианная ритмика характерна для показателей артериального давления.Увеличение геомагнитной активности приводит к значительным изменениям ультраструктуры кардиомиоцитов. В период фазы С1 ультраструктура Мх принципиально не отличалась от ультраструктуры Мх кардиомиоцитов, исследованных при нормальных геомагнитных условиях. Мх были равномерно распределены по клетке, иногда наблюдались их скопления в околоядерной зоне. Отмечались явления полиморфизма, небольшого набухания органелл, четкая двухконтурность наружной оболочки большинства Мх. У части Мх было выявлено утолщение наружных мембран с явлениями разрушения. Кристы плотные, частью фрагментированные. Матрикс большинства Мх плотный, но в некоторых органеллах наблюдалось его просветление. Корреляционный анализ между показателями сократительной силы ЛЖ и ПЖ сердца и объемом Мх показывает, что между ними существует положительная достоверная связь (коэффициент корреляции (r) +0,76 и +0,81; р<0,05 соответственно), описываемая формулой: y = b + xm, где b = 218; m = 0,05 для ЛЖ и b = 24,6; m = 9,55 для ПЖ.
В начальной фазе бури (А2) были отмечены значительные изменения ультраструктуры миокарда. Клеточная мембрана кардиомиоцитов была разрыхлена, имелись явления нарушения целостности ее наружного листка. Появилось большое количество аркад, заполненных Мх. Выражены явления межклеточного отека. В цитоплазме наблюдались единичные исчерченные липидные включения. Мембрана клеточных ядер в подавляющем большинстве инвагинирована. Отмечались явления маргинации хроматина, а в некоторых ядрах очаги его вымывания. Капилляры имели утолщенную стенку, в некоторых случаях окруженную коллагеновой муфтой. Количество лизосом было выше, чем в предыдущие сутки. В миофибриллах наблюдались массированные очаги гомогенизации. Вставочные диски утолщены, границы их расплывчаты. Миофибриллы отечны, волокнисты. Большинство из них имели участки разрывов и расплавления, что является, как и инвагинация ядерной мембраны, характерной чертой именно для этой фазы. Большинство Мх находились в состоянии значительного набухания с явлениями нарушения наружного листка мембраны. В Мх наблюдались явления вакуолизации матрикса. Многие Мх находились в состоянии деструкции и деградации. Кристы сильно фрагментированы, их количество в одной средней Мх или их суммарное количество в средней электронограмме было в 2 раза меньше, чем в фазе восстановления. КЭЭММХ снизился в 2 раза (с 3,9±0,8 до 1,9±0,2). Набухание Мх, фрагментация крист, уменьшение их количества, вакуолизация матрикса, деструкция и деградация Мх - это характерные черты для начальной фазы бури. Объем Мх становится намного больше, чем в С1, и между объемом Мх и показателем сократительной силы ЛЖ и ПЖ сердца характер корреляционной связи резко изменился. Связь стала отрицательной, сохраняя силу и достоверность (r -0,73 и -0,81 соответственно), что свидетельствует о дальнейшем увеличении объема органелл и падении сократительной силы сердца. В эксперименте установлено, что амплитуда суточных колебаний сократительной силы сердца значительно ниже в период геомагнитных возмущений (таблица 1). Из табл. видно, что циркадианная ритмика у кроликов во время бури имеет гораздо меньшую степень выраженности (PR), чем в магнитоспокойные сутки. Более детальный анализ амплитудных изменений в зависимости от фаз геомагнитной бури показал следующее. В период предшествующий большой планетарной магнитной буре (21.09.84.) отмечались наивысшие значения амплитуды циркадианного ритма сократительной силы сердца (2А±SE для SBP-LV=45.6±10.4; для SBP-RV=15.4±4.0), которая прогрессивно снижалась по мере нарастания возмущенности магнитного поля Земли (2А±SE для SBP-LV=7,4±13.7; для SBP-RV=2.6±3.2) (рис.1, 2).Заключение. Таким образом, в магнитоспокойные сутки в спектрах гемодинамических переменных, как и спектрах показателей КОС, доминировали циркадианные компоненты; наряду с ними также выявлялись ультрадианные составляющие- близкие ко вторым гармоникам циркадианного ритма. Увеличение геомагнитной активности приводит к значительным изменениям хроноструктуры ритмов КОС. Выявлено, что в период магнитных бурь возникают явления десинхроноза....
Косинор-анализ выявил значительные различия структуры циркадианных ритмов исследованных физиологических показателей при различной магнитной обстановке. При магнитоспокойной обстановке суточные ритмы хорошо выражены, а при магнитной буре они или отсутствовали, или были «сглажены», на первый план выступали ультрадианные составляющие, среди которых основное место занимали ритмы с периодами 15-16 часов. Особенно ярко эти различия проявились у показателей АД и PO2 в венозной крови.Выявлено, что в период магнитных бурь возникают явления десинхроноза сердечно сосудистой системы, одним из первых признаков которого являются изменения амплитуды и периода биологических ритмов сократительной силы сердца. Имеет место феномен угасания амплитуды ритма при воздействие информационного стресс фактора, каким и является сверхнизко частотное магнитное излучение.В завершение работы позволю высказать следующее мнение:1. Не вызывает сомнения чувствительность живого организма к влиянию космических излучений, в частности солнечного ветра, и инициируемых им магнитных бурь в диапазоне самых различных частот, особенно сверхнизких.2. Совершенно не оправданы предупреждения СМИ о негативном действии предполагаемой магнитной бури. Магнитные бури также индивидуальны в своем диапазоне, как и люди, их встречающие, для одних это предвестник смерти, для других рядовой фактор эволюции Вселенной.3. Наиболее перспективными в профилактике негативных последствий магнитных бурь являются мониторинговые исследования показателей магнитной активности и состояния жизненно важных систем человека в условиях специализированного стационара
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Букалов А.В. Влияние солнечной активности на продолжительность жизни человека. Гелиогеофизический импринтинг. Мат. Межд. семинара «Биологические эффекты солнечной активности» -Пущино-на- Оке.-2004.-С.37-382. Хабарова О.В. Параметрический резонанс как возможный механизм влияния космической погоды на биообъекты. Мат. Межд. семинара «Биологические эффекты солнечной активности» -Пущино-на- Оке.-2004.-С.14-153. Чибисов С.М. Влияние большой рекуррентной магнитной бури 22 сентября 1984 года на функциональное состояние сердца здоровых животных //Бюллетень "Солнечные данные". - 1987.- №6.С.88-89.4. Chibisov S.M., Matyev E.S. Cyclyc changes in cardiomiocites ultrastructure //20th Internal symposium on Chronobiology." Tel-Aviv. - 1991. -P.475. Чибисов С.М., Бреус Т.К., Левитин А.Е. и др. Биологические эффекты планетарной магнитной бури //Биофизика. -1995.-№5, т.40.- C. 959-9686. Чибисов С.М., Овчинникова Л.К., Бреус Т.К. Биологические ритмы сердца и «внешний стресс » -М, 1998, 250 с.7. Чибисов С.М., Бреус Т.К.,Илларионова Т.С. Морфофункциональное состояние сердца в условиях магнитной бури //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2001. - № 12, С. 627-6308. Chibisov S.M., Changes of functional state of a heart during 11-years solar cycle (experimental research) //International Symposium “Cyclicity and cosmological problems” Pirgulu, Baki-Baku- “ELM”-2003, P. 31-37.9. Chibisov S., Cornelissen G., Halberg F. Chronomics: Circadian effects of magnetic storms in rabbits circulation and transannual variation //Материалы 2-го Международного Симпозиума «Проблемыритмов в естествознании» -М., 1-3 марта 2004 г. - С.21-23,10. Chibisov S.M., Resolution conserning chronobiolog and chronomics//Biomedicine and Pharmacotherapy, 58 (2004) S. 186-18711. Бреус Т.К., Чибисов С.М., Баевский Р.М. и др. Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды //- Изд-во.Российского университета дружбы народов, Изд-во «Полиграф сервис»- М.-2002, 232 с.12. Хабарова О.В., Руденчик Е.А. Основы новой методики среднесрочного прогноза магнитных бурь. Мат. Межд. семинара «Биологические эффекты солнечной активности» -Пущино-на- Оке.-2004.-С.10-1113. Гурфинкель Ю.И., Парфенова Л.М. Влияние геомагнитных возмущений на ритм сердца и его эктопическую активность. Мат. Межд. семинара «Биологические эффекты солнечной активности» -Пущино-на- Оке.-2004.-С.2014. Рагульская М.В. Фазовый портрет эталонного кардиоцикла как инвариант индивидуальности и биологический детектор внешних воздействий. Мат. Межд. семинара «Биологические эффекты солнечной активности» -Пущино-на- Оке.-2004.-С.21-23Библиографическая ссылкаЧибисов С.М., Фролов В.А., Стрелков Д.Г., Скрылев Д.С., РомановаА Е.А., Харлицкая Е.В., Халберг Ф. (США), Корнелиссен Ж. (США) ВЛИЯНИЕ ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА БИОРИТМЫ ОГАНИЗМА // Современные проблемы науки и образования. – 2006. – № 5 – С. 15-22http://www.science-education.ru/17-507
240 кроликов-самцов из первого предложения раздела "Методика исследования" таинственным образом превратились в 5 кроликов в 4-м предложении этого раздела: "В течение трех суток эксперимента с интервалом в 3 часа у животных (n=5)..."Конечно, можно предположить, что не кроликов было 5, а параметры измеряли 5 раз. Но написано же: на протяжении трех суток с интервалом в 3 часа. Значит, измерений должно было быть больше, чем 5. То есть, все-таки это 5 кроликов.Артериальное давление у кроликов регистрировали инвазивным методом, в том числе, пережимая последовательно аорту и легочную артерию. Кроме того, исследовали кардиомиоциты левого и правого желудочков.Т.о., кроликам 24 раза должна была проводиться инвазивная процедура катетеризации сонной артерии (или пункции левого и правого желудочков), поочередного пережатия аорты и легочной артерии и биопсии миокарда 2-х локализаций. Подобные манипуляции сами по себе являются стрессорным воздействием и могут (вообще-то должны) обусловить изменение изучаемых параметров.КОС - по-видимому, кислотно-щелочное состояние, Мх - митохондрии. Это удалось выяснить только при сопоставлении с вариантом статьи на английском.
Авторы пресуппозируют наличие циркадных и ультрадианных ритмов изучаемых показателей, не подтверждая это данными.
Затем они сравнивают т.н. магнитоспокойные и магнитовозмущенные сутки. Но как? Высчитывают показатель PR- это процент присутствия ритма, определенный методом подбора модели (24-ти часовая косинусоида).Он составляет 26% (пиковое давление в левом желудочке) и 39% (то же - в правом) для магнитоспокойных суток и 10% и 5% для магнитовозмущенных. То есть, присутствие ритма если и отмечалось, то в менее, чем 40% временного интервала.Затем, сравнивая эти показатели, авторы делают вывод, что во время магнитовозмущенных суток ритм исчезает (сглаживается).А не хотели ли они предположить , что изрезанные кролики ко 2-м и третьим суткам уже просто не могли реагировать и были в анабиозе?Для контроля можно было бы поставить опыт второй раз в те дни, когда сначала наблюдается т.н. магнитное возмущение, а потом - т.н. магнитоспокойные сутки.Без коэффициента корреляции также не обошлось." Корреляционный анализ между показателями сократительной силы ЛЖ и ПЖ сердца и объемом Мх показывает, что между ними существует положительная достоверная связь (коэффициент кор реляции (r) +0,76 и +0,81; р<0,05 соответственно), описываемая формулой: y = b + x m , где b = 218; m = 0,05 для ЛЖ и b = 24,6; m = 9,55 для ПЖ".То есть, авторы указывают на то, что сократительная сила левого и правого желудочков сердца менялась. Получается, что здоровые кролики развивали сердечную недостаточность и у них изменялся объем митохондрий. Причина тут будет снова в инвазивных манипуляциях. Потом корреляционная связь меняла знак. Анализировать это уже бессмысленно.
Как говорится на диссертационных советах, на выводах разрешите не останавливаться, они представлены в письменном виде". Но можно просто сказать, что выводы статьи не следуют из полученных результатов.
По-видимому, кролики были одноразовые. Конечно, после вскрытия грудной клетки что с кроликом делать? Только в суп.Все равно, 24 временных точки - это по 10 кроликов на каждую, откуда n=5?Сегодня померял давление себе, завтра - соседу, и получилась динамика. Масса тела соседа может быть на 30% больше или меньше ("кролики массой 2600-3500 г"). При таком подходе число измерений должно быть хотя бы на порядок больше.И сколько операционных бригад было?Открыть грудную клетку, взять кровь, померить давление с пережатием аорты и легочной артерии (тут кролик может помереть), потом взять биопсию миокарда раздельно из правого и левого желудочка... Минимум полчаса.При одной бригаде - 5 часов, при 2-х - 2,5 ч. А геомагнитная обстановка меняется.
По-видимому, кролики были одноразовые.Кто-то среди исследователей очень любил крольчатину :)А серьёзно. Зачем тратить время на такой анализ, когда надо тратить время на планирование своего исследования!