Изменения микроциркуляции у людей при гелиогеомагнитных возмущениях

АННОТАЦИЯ

Методом лазерной допплеровской флоуметрии зарегистрированы изменения микрогемодинамических показателей в дни со спокойной и возмущенной гелиогеомагнитной активностью у 10-ти условно-здоровых волонтеров женского пола в возрасте 18-21 года. У испытуемых в день геомагнитных возмущений и солнечных вспышек наблюдались изменения во всех звеньях микроциркуляторного русла кожи по сравнению с днем со спокойным гелиогеомагнитным фоном. Показано, что геогелиомагнитные возмущения лимитируют показатели микроциркуляции у испытуемых, находящихся в условиях повышенной геомагнитной и солнечной активности, в отличие от дней со спокойным гелиогеомагнитным фоном, в результате у здоровых людей происходит усиление метаболической активности эндотелия, снижение активности симпатических адренергических вазомоторов, увеличение нутритивного кровотока.

ABSTRACT

Changes of micro-hemodynamic parameters are registered per days with calm and perturbed helio-geomagnetic activity in 10 conditionally healthy female volunteers at the age of 18-21 by the method of Laser doppler flowmetry. Changes at all levels of the skin microcirculatory bloodstream compared to the day with calm helio-geomagnetic background are observed in testees on the day of geomagnetic disturbances and solar flares. It is shown that geoheliomagnetic disturbances limit the figures of microcirculation in testees who are at elevated geomagnetic and solar activity unlike days with calm helio-geomagnetic background; as a result, in healthy people there is an amplified metabolic activity of the endothelium, decreased activity of the sympathetic adrenergic vasomotors, increased nutritional blood flow.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ А № 15-04-06054, а также в рамках базовой части государственного задания в сфере научной деятельности.

В настоящее время накоплены многочисленные данные о высокой реактивности физиологических процессов организма человека к изменению параметров электромагнитного фона Земли вследствие вариаций гелиогеомагнитных факторов. Некоторыми авторами [1 С. 23-24, 2 с. 224] показано, что геомагнитные возмущения приводят к изменению временной организации физиологических процессов в организме человека. Одной из первых в процесс адаптации к этим изменениям, как наиболее реактивная, включается сердечно-сосудистая система (ССС) человека. Кроме того, следует отметить, что параметры ССС в магнитно-возмущенные дни у лиц с ССС патологией и у здоровых молодых людей заметно различаются [5 с. 249, 7 с. 254]. В связи с этим целью данного исследования явилось изучение влияния гелиогеомагнитной активности на функциональное состояние микроциркуляторного русла условно-здоровых испытуемых.

Методика исследования. Исследование параметров микроциркуляции выполнено на 10-ти условно-здоровых испытуемых женского пола в возрасте 18-21 лет методом лазерной допплеровской флоуметрии, который осуществляли лазерным анализатором кровотока «ЛАКК-02» (производство НПП «Лазма», Россия) с источником лазерного излучения, работающим на длине волны 0,8 мкм. Головка оптического зонда фиксировалась на волярной поверхности второго пальца правой руки. Исследование проводилось в тихом, хорошо проветриваемом помещении с постоянной температурой +20 – +22 С⁰, в утренние часы, что позволило исключить влияние суточных колебаний биологических ритмов на результаты исследования. Исследование параметров микроциркуляции проводилось в течение 30-ти дней в период с 19 марта по 20 апреля 2015 г. на 1, 4, 6, 10, 12, 19, 27 и 30-е сутки эксперимента.

В качестве параметров, анализируемых методом ЛДФ, рассматривали неосцилляторные показатели микроциркуляции: показатель перфузии (ПМ, перф. ед.), среднее квадратичное отклонение (СКО, перф. ед.), коэффициент вариации (Кв, %), которые дают общую оценку состояния микроциркуляции крови [7]. Вейвлет‐преобразование ЛДФ‐сигнала позволило провести анализ нормированных характеристик ритмов колебаний кровотока: эндотелиального (Аэ) 0,0095-0,02 Гц, нейрогенного (Ан) 0,02-0,046 Гц, миогенного (Ам) 0,07-0,15 Гц, дыхательного (Ад) 0,15-0,4 Гц и пульсового (Ап) 0,8-0,16 Гц компонентов микрогемодинамики.

Для оценки параметров геомагнитной активности использовали планетарный индекс Ар, который представляет собой среднее значение вариации магнитного поля, соответствующее данному Kp-индексу. Данные об индексах геомагнитной активности получали на веб-сайте Института земного магнетизма Российской академии наук. Для количественной характеристики степени солнечной активности использовали показатель относительного числа солнечных пятен или «числа Вольфа» (W), которые получали на веб-сайте геофизической обсерватории “Борок” Института физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российской академии наук [3 с. 88, 6 с. 272].

Ретроспективный анализ геомагнитной активности показал, что 4-е сутки эксперимента совпали с магнитным возмущением средней степени – индекс геомагнитной активности (Aр-индекс) составил 24 нТл и солнечной активности (W) 141, а 19-е сутки эксперимента являлись днем со спокойным гелиогеомагнитным фоном (Ар = 4, относительное солнечных пятен W=44). Именно эти сутки эксперимента были приняты как реперные точки исследования микроциркуляции у волонтеров.

Расчеты и графическое оформление полученных в работе данных проводились с использованием программы Microsoft Excell и программного пакета «STATISTICA – 8.0».

Результаты исследования. Результаты настоящего исследования показали, что у испытуемых волонтеров в день геомагнитных возмущений и солнечных вспышек наблюдались изменения во всех звеньях микроциркуляторного русла кожи по сравнению с днем со спокойным гелиогеомагнитным фоном. Так, среди осцилляторных показателей наиболее существенно увеличивались амплитуды колебаний ЛДФ-граммы в нейрогенном диапазоне (Ан, на14 %, p≤0,05), которые связаны с симпатическими адренергическими влияниями на гладкие мышцы артериол и артериолярных участков артерио-венулярных анастомозов, что отражает снижение периферического сопротивления в данных областях микрорусла, следствием чего является улучшение нутритивного кровотока. Повышение амплитуды в миогенном диапазоне (Ам, на 11 %, p≤0,05) отражает снижение тонуса прекапиллярных сфинктеров и прекапиллярных метартериол. Поскольку известно, что ритмы данного диапазона обусловлены колебаниями концентрации Са²⁺ через мембраны мышечных клеток, то повышение Ам свидетельствует о снижении тонуса прекапилляров вследствие развития Са²⁺-зависимой мышечной релаксациии.

Наряду с этим, происходило повышение амплитуд эндотелиального (Аэ, на 10 %, p≤0,05) генеза, относительно значений, зарегистрированных у волонтеров в дни со спокойным гелиогеомагнитным фоном. Поскольку Аэ синхронизированы с периодическим релизингом оксида азота (NO) эндотелием сосудов, то повышение данного показателя свидетельствует об увеличении секреции NO эндотелием и, как следствие, развитие эндотелий-зависимой вазодилатации.

Следует отметить, что изменение внесосудистых компонентов регуляции микрогемодинамики, таких как дыхательные и пульсовые ритмы, достоверно не изменялись. Таким образом, гелиогеомагнитные возмущения приводили к увеличению показателей активных компонент регуляции микрогемодинамики.

Данные изменения микрогемодинамики нашли свое отражение и в увеличении неосцилляторных показателей микроциркуляции: ПМ на 32% (p≤0,05), СКО – на 15 % (p≤0,05) относительно значений этих показателей, зарегистрированных в дни со спокойным гелиогеомагнитным фоном, что указывает на увеличение перфузии крови и модуляции кровотока практически во всех частотных диапазонах.

Внешние факторы оказывают прямое влияние на самочувствие и здоровье человека [8-11]. Результаты настоящего исследования показали, что в дни увеличения гелиогеомагнитной активности у здоровых людей происходит усиление метаболи­ческой актив­ности эндотелия, снижение активности симпатических адренергических вазомоторов, увели­чение нутритив­ного кровотока, и, как следствие, увеличение перфузии и модуляции тканевого микрокровотока. Полученные результаты согла­суются с литературными данными [4, С. 18-23] и вносят существенный вклад в понимание меха­низмов взаимодействия человека и электромаг­нитного поля Земли и космоса, демонстрируя перспек­тивность дальнейших исследований в различных экспериментальных моделях.