Текст книги "Медицинские информационные системы: многомерный анализ медицинских и экологических данных"

7.5. Характеристика периодов и спектрального состава гемограммы и космогеофизических факторов

Исследованы периоды и спектральные плотности динамики космогелиогеофизических факторов, зарегистрированных в дни исследования гемограмм на основе усредненных ежемесячных данных с 1977 по 1988 г. у тех же 415 психически больных без соматической патологии. Использовано спектральное окно Парзена (Дженкинс Г., Ваттс Д., 1971; 1972). Спектральные гармоники и соответствующие им периоды при изучении динамики гемограммы следующие: 0,0079 – 142 мес., 0,0157 – 71 мес., 0,0238 – 47 мес., 0,0317 – 36 мес., 0,0397 – 28 мес., 0,0467 – 24 мес., 0,0635 – 18 мес., 0,0714 – 16 мес., 0,0952 – 12 мес., 0,1905 – 6 мес., 0,1825 – 6,2 мес., 0,381 – 3 мес. (сезон). Основные результаты представлены в таблице 7.3 и проиллюстрированы на рис. 7.5, 7.6.

Рис. 7.5. Спектр среднемесячных значений высоты h'F слоя F ионосферы в утренние часы исследования гематологических параметров в период с 1977 по 1988 г.

Рис. 7.6. Спектр среднемесячных значений содержания эритроцитов в крови в утренние часы в период с 1977 по 1988 г.

Совпадение некоторых гармоник основных изученных гематологических параметров ЛЕЙК (0,087; 0,0159; 0,0397; 0,0317) и КФЛГ (0,0635) с некоторыми гармониками космогелиогеофизических параметров указывает их на периодичность и отнюдь не случайные длительные флуктуации, в том числе изменение состояния и клеточного состава крови. Особенно примечательным оказывается наличие гармоники 0,0635 у интегрально-корреляционного показателя КФЛГ, присутствующей в спектрах относительного числа солнечных пятен (ОЧСП), и близкой к ней гармоники (0,0556) у ГИКЛ. Это указывает на то, что такие факторы способны влиять на внутрисистемный корреляционно-организационный характер поведения системы лейкоцитов крови. Общее количество лейкоцитов (ЛЕЙК) имеет целых 4 «внешне вынуждающие» гармоники, совпадающие с основными гармониками коэффициента M(3000)F₂ (0,0873) и основной частоты слоя F₂ ионосферы (0,0397) и с гармоникой, присущей вообще практически всем изучаемым внешним факторам (0,0317).

Таким образом, показано, что процессы, происходящие в крови, во многом синхронны, синергичны с внешими глобальными факторами и могут описываться близкими, сходными процессами авторегрессии – скользящего среднего. Так, получено, что частота ионосферы f₀F₂ содержит периодичности, имеющиеся и в солнечных и в космических параметрах, а также имеет свои собственные составляющие.

Таблица 7.3

Основные среднемесячные гармоники гематологических и космогелиогеофизических параметров с 1977 по 1988 г.

Результаты исследований выявили очень важное модулирующее влияние ионосферы на системы организма, что подтверждается содержанием ионосферных гармоник в параметрах лейкограммы. Показано, что одним из самых «чувствительных» к воздействию изучаемых факторов параметров является общее количество лейкоцитов в единице объема крови, подтверждением чему служит наличие во временном спектре лейкоцитов гармоник, совпадающих с солнечно-космическими и ионосферными периодичностями (таблица 7.3). На этом основании построена авторегрессионная модель для ЛЕЙК. Важная примечательность модели состоит в том, что она позволяет компактно описать процесс и построить качественный прогноз поведения параметра.

7.6. Космогеофизические факторы и система крови

Морфология и количественные соотношения элементов крови изменяются в зависимости от гелиогеомагнитной обстановки и экранирования. Яркий пример синхронности различных процессов в удаленных друг от друга на тысячи километров географических пунктах – годовой ход уровня лейкопений в Сочи (Шульц Н. А., 1964). Таким образом, прогноз среднего уровня ЛЕЙК, приведенный нами, согласуется с этими представлениями. Далее многолетние данные о количестве ЭРИТ и ГЕМ (Ковальчук А. В., 1972) свидетельствуют, что в разных городах СССР они изменялись сходно и динамика изменения связана с динамикой изменения геомагнитной активности. Система крови весьма чувствительна к изменению солнечной активности. Обнаружен параллелизм между временем свертывания крови и изменением уровня солнечной активности. Наибольшие отклонения времени свертывания крови происходят в годы максимальной деятельности Солнца, например 1958–1959 гг. (Платонова А. Т. с соавт., 1968). В ряде трудов установлены обратные взаимоотношения: активность фибринолиза понижается с увеличением СА (Рождественская Е. Д., Новикова К. Ф., 1968; 1969; Новикова К. Ф. с соавт., 1983). Количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина в крови человека уменьшается с повышением гелиогеомагнитной активности (Галактионова И. В., 1969). Повышается частота лейкопений у людей в периоды хромосферных солнечных вспышек (Вительс Л. А. с соавт., 1975). Свертываемость крови и СОЭ имеют свойство также существенно зависеть от гелиогеомагнитной активности: активизируется свертывающая система и угнетается фибринолиз у человека при повышении солнечной и геомагнитной активности (Рывкин В. А., 1966; Козырь Л. Г., 1974; Пяткин В. П., 1975; Ермолаев Г. Т., 1981), время свертывания крови у больных ревматизмом и здоровых людей удлиняется при сильных геомагнитных возмущениях, при геомагнитных возмущениях увеличивается СОЭ у здоровых людей (Адамчук А. С., 1972).

При экранировании медью замедляется свертываемость человеческой крови (in vitro) (Пиккарди Дж., 1967; Giordano A., 1958; Giordano A., Trenta A., 1959) и СОЭ в различных экранах (Сосунов А. В., Паркулаб Л. В., 1969; 1971). Кровь человека в медном экране свертывается медленнее, СОЭ замедляется (Mazzul L., 1959; Moriyama H., 1961). При экранировании снижается митотический индекс, наиболее чувствительны к экранированию клетки в премитотическом цикле (Сушков Ф. В., 1975). Обнаружена 24-часовая периодичность иммунологических реакций на поверхности раздела твердой и жидкой фаз. При проведении реакций в темноте эффект не исчезает, но устраняется при экранировании свинцом толщиной 3,5 см. А. Rothen (1976) связал эффект с космическими факторами.

Обнаружена биологическая неодинаковая активность низкочастотных ПеМП в диапазоне 0,01 – 100 Гц, причем на одинаковых частотах получены неоднозначные разнонаправленные биологические результаты, в том числе и неспецифической резистентности (Макеев В. Б., Темурьянц Н. А., 1982; Физиология адаптационных…, 1986). Гелиогеомагнитные факторы влияют также на уровень катехоламинов и глюкокортикоидов крови (Андронова Т. И. с соавт., 1982; Загорская Е. А. с соавт., 1982). МП способны изменять соотношение лейкоцитарных элементов периферической крови. Имеет место сложная нелинейная зависимость биоэффекта от частоты МП (Квакина Е. Б., Гаркави Л. Х., 1975; Гаркави Л. Х. с соавт., 1984). СОЭ также полиэкстремально зависит от частотных свойств и напряженности МП (Музалевская Н. И., Классен В. И., 1976).

Исследование динамики морфофункционального состояния клеточных культур и флуктуаций ГМП показало, что возмущения ГМП в культурах клеток вызывают множественные морфофункциональные изменения. Флуктуации клеточных структур синхронны с вариациями ГМП (Белишева Н. К., Попов А. Н., 1995а). Отмечена также полиэкстремальность свертывающей системы и морфологии крови, гистохимических показателей от частоты и напряженности ЭМП (Ачкасова Ю. Н. с соавт., 1975).

Таким образом, литературные данные подтверждают наши результаты о биотропности ГМП и ЭМП, сопряженных с СА.

ЭМП с 8 Гц – фундаментальная частота ионосферного волновода с напряженностью 0,3–0,6 мв/м – часто сопровождается инфазвуковыми атмосферными колебаниями. Наряду с этими явлениями в период повышенной СА напряженность МП повышается до 10 раз и более. Воздействие низкочастотных акустических колебаний на биологические объекты изучается в пределах двух научных направлений: энергетического и информационного. Энергетическое воздействие определяется поглощенной тканями механической энергией с повреждением анатомических структур и функций органов и систем организма (Романов С. Н., 1991; Самойлов В. О. с соавт., 1994). При таких инфразвуковых воздействиях выявлено изменение фосфолипидного состава мембран эритроцитов крови (Алексеев С. В. с соавт., 1983), увеличение проницаемости эритроцитарных мембран (Колмаков В. Н. с соавт., 1984).

Под действием ЭМП сверхвысоких, ультравысоких, радио– и звуковых частот различных интенсивностей в организме происходят разнообразные изменения: кровь свертывается медленнее, замедляется СОЭ, изменяется проницаемость клеточных мембран. ЭМП с частотой ионосферного волновода 8 Гц и напряженностью 0,7 в/м – биологически активный фактор, вызывающий изменения структурных компонент клетки на макромолекулярном уровне. Перестройка структур компонент клетки под влиянием ЭМП характеризуется некоторыми морфологическими изменениями нейтрофилов периферической крови и выраженным снижением интенсивности метаболизма (Темурьянц Н. А., 1972).

Низкочастотные акустические колебания также влияют на общую резистентность организма, вызывают увеличение интенсивности и степени завершенности фагоцитоза (Свидовый В. И. с соавт., 1985а). Сдвиги иммунитета с изменениями активности симпатоадреналовой системы говорят об активации компенсаторно-приспособительных реакций организма. Акустическая стимуляция вызывает деформацию крист митохондрий и расширение цистерн комплекса Гольджи в клетках некоторых органов (Нехорошев А. С., 1985; Павлов В. В., 1991).

Изучена инфрадианная динамика дегидрогеназ в лимфоцитах крови крыс при эпифизэктомии и одновременном воздействии переменного МП частотой ионосферного волновода 8 Гц, индукцией 5 мкТл и при их комбинированном воздействии. Эпифизэктомированные крысы реагируют на ПеМП: изменяется временная организация дегидрогеназ лимфоцитов периферической крови. Может встречаться как рассогласование, так и нормализация биоритмов (Темурьянц Н. А., Шехотихин А. В., 1995).

Неспецифическая реактивность организма – компенсаторные возможности, обусловленные исходным функциональным состоянием организма, его функциональных систем, органов, клеток (Григорьев А. Ю., 1991).

В большом числе случаев при воздействии ионизирующих излучений и рентгеновских лучей наблюдаются разнонаправленные отклонения СОЭ, но преобладает увеличение. Интерпретация механизмов воздействия сложна и трудна. Непосредственное облучение крови вызывает значительные морфологические изменения клеток крови, ее электростатики, изменение физиологических механизмов, которые оказывают влияние на все органы и ткани и на кроветворную ткань по типу обратных связей. Рентгеновские и ионизирующие лучи при столкновении возбуждают электроны с последующей их потерей и положительно ионизируют атомы. «Вторичные» выбитые электроны создают лавинообразное возрастание положительной полярности, после чего отрицительный потенциал эритроцитов и белков снижается, а СОЭ возрастает (Чижевский А. Л., 1980).

При всяком воздействии раздражителя в организме возникают специфические реакции, адекватные данному раздражителю, и неспецифические, возникающие при действии любого фактора внешней среды (Горизонтов П. Д., 1981), в том числе ионизирующих составляющих КЛ (Дорман Л. И., 1988). В некоторых работах показано, что для повышения радиорезистентности организма полезно было сочетание ионизирующих излучений с магнитными полями, вариациями температуры среды и другими физическими факторами – ГМП, что существует реально в окружающей среде (Barnothy M. F., 1964). Получена устойчивая корреляция между специфической и неспецифической реактивностью, регулируемой, в частности, ГМП и ЭМП (Гаркави Л. Х. с соавт., 1984) и индивидуальной радиочувствительностью. Это подтверждает значение уровня компенсаторно-приспособительных резервов организма для формирования реактивности (Григорьев А. Ю., 1991).

Известно, что одной из наиболее чувствительных к ионизирующим факторам является система кроветворения. Вероятно, она обладает достаточным «коридором» – границей адаптации, выработанной в ходе эволюции, как известно, сопровождавшейся значительными вариациями интенсивности КЛ (Дорман Л. И., 1988). Поэтому многие механизмы регуляции крови при воздействии КЛ опираются на эту систему обратных связей. Так продукты жизнедеятельности зрелых гранулоцитов содержат вещество – гранулоцитарный кейлон, которое угнетает пролиферацию предшественников и способствует их дифференцировке. Продукты распада зрелых клеток содержат стимуляторы кроветворения, способствуют увеличению концентраций эритропоэтина, лейкопоэтина, тромбопоэтина в крови. Процессы кроветворения и распада взаимообусловлены, посредством этих механизмов осуществляется адекватное поддержание ФС (Григорьев Ю. Г. с соавт., 1986). Эти же процессы посредством описанных механизмов происходят каждый день в организме в малых количествах под воздействием КЛ.

Развитие спонтанного лейкоза у мышей линии AKR ускоряется под влиянием радиационного облучения в малой дозе, увеличивается частота возникновения лейкозов, гибель лейкозных животных происходит в более ранние сроки, за счет чего сокращается средняя и максимальная продолжительность жизни животных. Зависимость эффекта от дозы немонотонна и нелинейна. Показана опасность для биообъектов кратковременного (2–4 сут.) низкоинтенсивного облучения (Бурлакова Е. Б. с соавт., 2005).

Установлено, что ПеМП СНЧ вызывает изменение инфрадианной ритмики бактерицидных систем нейтрофилов крови крыс, в результате чего наблюдается сближение параметров инфрадианной ритмики бактерицидных систем нейтрофилов (Темурьянц Н. А. с соавт., 2005а).

Среди комплекса факторов, которые могут использоваться живыми организмами в качестве возможных «датчиков времени» биологических ритмов, особое место занимают ПеМП на сверхнизких частотах (СНЧ). К физиологическим системам, обладающим высокой чувствительностью к действию данного фактора, относится система крови, в частности нейтрофилы и лимфоциты. Полученные авторами данные свидетельствуют о том, что характер и степень выраженности инфрадианной ритмики дегидрогеназ лимфоцитов крови, обусловленных действием слабых ПеМП частотой 8 Гц, зависит от исходного состояния, определяемого индивидуальными особенностями организма (Темурьянц Н. А. с соавт., 2005б).

Показано, что механические колебания с частотами 2 и 32 Гц приводят к инактивации каталазы в растворе и клеточной суспензии (Доценко О. И., Тарадина Г. В., 2005).

Показано, что электромагнитные излучения (ЭМИ КВЧ) при его изолированном, превентивном и комбинированном со стресс-факторами разной природы (гипокинезия, введение антигена) модулирует активность всех звеньев нейроиммуноэндокринной системы (Чуян Е. Н., 2005).

Получено, что 2-минутное УФ-облучение посредством механизма ядерно-магнитного резонанса уменьшает толщину примембранного гидродинамического слоя эритроцитов цельной крови на 9 %, а 3-минутное – на 16 % (Алмазова Е. Б. с соавт., 2005).

7.7. Синергизм систем организма с геокосмической средой

Таким образом, в предыдущих четырех главах приведены динамические исследования архивных данных за период с 1985 по 1988 г. 4 биосистем организма человека – лейкоцитов, биохимических параметров, ферментов и электролитного баланса – в сопоставлении с вариациями космогеофизических параметров: солнечной активности и ионосферы Земли. Создана база данных перечисленных показателей с привязкой к времени регистрации физиологических показателей, проведено усреднение всех показателей по месяцам. Выработаны системные интегральные корреляционные оценки – функционалы (Ridout M. S., 1988) физиологических систем. Получены динамические ряды функционалов. Рассчитаны спектральные плотности функционалов физиологических систем и космогеофизических процессов, вычислены множественные корреляции между ними.

Предварительные результаты по оценке спектральных плотностей функционалов физиологических систем и космогеофизических процессов свидетельствуют о существовании не только эндогенного синергизма физиологических систем, что само по себе представляет значительный интерес для физиологии, но и экзогенной синхронности этих систем с упомянутыми внешними глобальными геофизическими факторами.

Несмотря на значительную разницу характера кривых спектральных плотностей, выявлены совпадающие гармоники и соответствующие им периоды во всех перечисленных процессах: сезонные (3 мес.), 4 мес., полгода (6 мес.), год (12 мес.), 16 мес. (1,3 года), 2 и 4 года. Наши результаты подтверждают гипотезу о ритмозадающей роли ближнего космического пространства.

Результаты исследований динамики интегральных показателей систем организма – критериальных функций, таких как КФЛГ (лейкоциты), КФБХП (биохимические показатели), КФФ (ферменты), КФЭ (электролиты), в сопоставлении с динамикой космогеофизических параметров, таких как, например, ГИКЛ (космические лучи) (рис. 7.7), наглядно демонстрируют их синхронность, синергетику.

Рис. 7.7. Динамика системных показателей организма и ГИКЛ в период с 1985 по 1988 г.

Таким образом, суммарные оптимально-корреляционные оценки ЛГ – функционал и критериальная функция адекватно отражают функциональные изменения системы лейкоцитов крови. Система лейкоцитов и эритроциты способны откликаться на вариации ионосферных параметров. Комплекс космических излучений, электромагнитные и, возможно, сопутствующие им низкочастотные акустические процессы ионосферы вызывают квазипериодические (окологодовые), регуляторные изменения количественных параметров системы крови. В этих взаимодействиях участвует весь спектр клеточного лейкоцитарного набора и эритроцитов крови. Временной спектр изменений гемограммы за определенные (годовые) промежутки времени может быть спрогнозиован на основе построения множественной регрессии с космическими излучениями, солнечной активностью, ионосферными данными и ГМП. Внешние космогеофизические факторы способны вызывать системные регуляторные вариации, определяемые по функциональным изменениям крови на основе изменения внутикорреляционных соотношений ее элементов и множественных корреляций. Периоды и спектральный состав ионосферных процессов, солнечно-космических показателей и количественных параметров гемограммы имеют одинаковые закономерности.

Глава 8
Реакции сердечной деятельности и дыхательной системы на космогеофизические воздействия

Электромагнитные процессы влияют на изменения частоты пульса, дыхания, потребления кислорода и выделения углекислоты. Получены данные о возможности выработки условного сосудистого рефлекса у человека при использовании ЭМП (735 кГц) в сочетании с холодовым раздражителем (Пресман А. С., 1971; Родштат И. В., 1985).

Атмосферное давление вызывает по некоторым данным влияние на сердечно-сосудистую систему (Андронова Т. И. с соавт., 1982). На сердечно-сосудистую заболеваемость и ишемическую болезнь сердца также влияют космогелиогеофизические факторы (Виноградов С. А. с соавт., 1973; Бартош Л. Ф. с соавт., 1978; Алексеев В. П., 1979б; Ермолаев В. В., Сытникова И. А., 1981). При низкочастотных акустических воздействиях – продуктах деятельности ионосферы – наблюдается генерализованный характер возбуждения центров вегетативной нервной системы с многочисленными и разнонаправленными реакциями центральной нервной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной систем (Broner N., 1983; Landstorm U., 1983), может встречаться рассогласование сердечного ритма с увеличением дисперсии R-R-интервалов и изменение частоты дыхания (Мозжухина Н. А., 1979), снижаться венозный отток с нарастанием артериального давления (Borgmann R., 1988; Паранько Н. М., Мадатова Р. Б., 1990).

Повторяемость и смертность от легочных заболеваний, СА, магнитная активность совпадают (Пиккарди Дж., 1967). Физиологические параметры (артериальное давление, частота сердечных сокращений, температура тела) сопряжены с индексом геомагнитной возмущенности. У здоровых лиц реакции находятся в пределах адаптационных норм (Загорская Е. А. с соавт., 1982; Алексеев В. П., 1979в). Выявлена синхронизация дыхательной системы с ГМП (Кузьменко В. А. с соавт., 1982). Однако имеет место неустойчивость связей биологических параметров с возмущениями ГМП (Покровская Т. В., 1971; Дубров А. П., 1974).

Частота инфарктов возрастает при повышении гелиомагнитной активности (Козырь Л. Г., 1974; Ганелина И. Е. с соавт., 1975). Дистрофические изменения миокарда у кроликов при ослаблении геомагнитного поля возрастают в 600 раз (Копанев В. И. с соавт., 1979), а искусственные ЭМП с основной частотой ионосферного волновода 8 Гц способны вызывать дистрофические процессы и некробиоз в миокарде крыс (Артищенко В. А. с соавт., 1982) и брадикардию у людей, собак и кроликов (Волынский А. М., Владимирский Б. М., 1969). Частота сердечных сокращений у человека устойчиво коррелирует последовательно с флуктуациями горизонтальной составляющей ГМП (Кайбышев М. С., 1969), урежается при слабых и сильных возмущениях ГМП, а при средних – увеличивается (Вительс Л. А. с соавт., 1975). Частота тахиаритмий у людей увеличивается при понижении К-индекса относительно среднего уровня (Ганелина И. Е. с соавт., 1975).

Электроэнцефалограмма, артериальное давление и частота сердечных сокращений сопоставлялись с вариациями ГМП (К-индекс, напряженность), интенсивностью солнечного радиоизлучения на длине волны 10,7 см, атмосферным давлением. Обнаружены значимые корреляции указанных физиологических характеристик с вариациями солнечных радиоизлучений и ГМП (Доронин В. Н. с соавт., 1996). Наиболее чувствительным к изменению внешних условий параметром является индекс централизации управления кардиоритмом, а наиболее биоэффективными показателями среды – геомагнитная активность и атмосферное давление (Прудников И. М. с соавт., 1996).

Максимальный объем кислорода, который может потребить человек в одну минуту, характеризует мощность его аэробной способности (Аулик И. В., 1990). Это границы обеспечения мышечной деятельности аэробным путем. Уровень максимального потребления кислорода у нетренированных молодых мужчин находится в пределах 45 мл/кг∙мин (Борилкевич В. Е., 1982). Этот показатель интегрально отражает состояние организма на системном уровне (Sen Gupta J. et al., 1974; Зациорский В. М., 1979). Важным показателем физической работоспособности является минутный объем дыхания или вентиляция легких. Он зависит от глубины и частоты дыхания. В доступной литературе обнаружено довольно ограниченное количество работ по оценке влияния космогеофизических факторов на параметры внешнего дыхания. Например, выявлена синхронизация дыхательной системы с геомагнитным полем (Кузьменко В. А. с соавт., 1982).

В настоящее время системные физиологические исследования базируются на теории функциональных систем П. К. Анохина (1975; 1979), где ведущая роль полезности для целостного организма признается адаптационный результат, который является системообразующим фактором, избирательно объединяющим и комбинирующим разнотипные функциональные системы (Судаков К. В., 1987). При этом один и тот же орган может входить в различные функциональные системы, выполнять различные функции, обеспечивать одну физиологическую функцию разнообразным набором одних и тех же физиологических параметров в различных количественных комбинациях (Шидловский В. А., 1982).

Проводился компьютерный анализ реакции дыхательной и сердечно-сосудистой систем в зависимости от ионосферных параметров (ИП): критических частот слоев F₂ и E_S, минимальной частоты f_min, коэффициента M(3000)F₂ и минимальной действующей высоты h'F, – зарегистрированных в п. Войеково (ИЗМИРАН, Россия, С.-Петербург) в моменты проведения физиологических и психологических исследований. У 199 здоровых молодых людей (18–23 года) изучено 13 физиологических показателей с использованием эргоспирометрического комплекса OXYCON-5 (MIJNHARDT, Голландия) в течение 6 минут нулевой нагрузки: объем легочной вентиляции (л/мин.), частота дыхания, средний объем выдоха за минуту (л/мин.), разница по содержанию кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, скорректированная на азот, концентрация углекислоты в выдыхаемом воздухе, потребление кислорода (л/мин.), в том числе на единицу массы (мл/кг), выделение углекислоты (л/мин.), дыхательный коэффициент, частота сердечных сокращений, кислородный пульс (мл/уд.), вентиляторный эквивалент кислорода. Кроме того, исследовался показатель мощности (производительности) биоэнергетических процессов при потреблении кислорода, являющийся специальным показателем. Он характеризует уровень метаболизма в состоянии полного покоя (Новиков В. С. с соавт., 1986). Объем выборки для каждого биологического показателя составил 2525.

Получены высокозначимые (p < 0,001) множественные корреляционные связи показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем с комплексом ИП (таблица 8.1). Обращает на себя внимание высокая сопряженность с ИП дыхательного коэффициента (МК = 0,33), процента углекислоты в выдыхаемом воздухе (МК = 0,30), вентиляционного эквивалента (МК = 0,27) и частоты сердечных сокращений (МК = 0,25), то есть показателей, характеризующих тот или иной аспект метаболизма – на уровне клетки, переработки метаболитов и эффективности извлечения кислорода из воздуха. Это свидетельствует о существовании коррекции со стороны комплекса ИП сердечно-сосудистой и дыхательной систем и сопряженных с ними обменно-метаболических процессов организма (Малахов Ю. К., Лушнов М. С., 1996). Механизмы такого сопряжения нуждаются в дальнейших исследованиях.

Таблица 8.1

Множественные корреляции показателей внешнего дыхания и сердечной деятельности с ионосферными данными (n = 2525)

Принимая во внимание многоконтурность управления этих систем можно предположить как минимум два физиологических механизма воздействия комплекса ИП на регуляцию исследованной системы дыхательных параметров: прямое – на рецепторы дыхательной системы и непрямое, рефлекторное – через центральную нервную систему посредством изменения функционального состояния мозга.

Выше упоминалось, что основными действующими факторами ионосферы являются электромагнитные излучения, акустико-гравитационные волны, модулированные КЛ, способные изменять ионизацию воздуха. В этой связи механизмы воздействия ИП на дыхательную и сердечно-сосудистую системы могут быть многоконтурными и комплексными. Например, рассмотрена гипотеза электрообмена отрицательных аэроионов на внутренние ткани организма через легкие, кровь и тканевые коллоиды. Установлено снижение концентрации серотонина под таким действием, обусловленное его окислением отрицательно заряженным кислородом. Возможен и рецепторный механизм посредством воздействия ионов на рецепторы дыхательных путей и кожи, что объясняет парасимпатический эффект посредством нервных связей слизистой верхних дыхательных путей с блуждающим нервом. Возможны механизмы усиления структурной организации воды, биомакромолекул, клеточных органелл и митохондрий (Кондрашова М. Н. с соавт., 1996).

Особенно выраженными могут быть такие воздействия на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы больных людей. Выделены 3 типа синхронизации ритмов у больных с гипертонической болезнью с космофизическими факторами: гиперсинхронизационный, асинхронный, промежуточный. Высказываются предположения о прогрессировании гипертонической болезни с усилением связей между функциями и увеличением открытости организма для синхронизирующих внешних факторов (Агулова Л. П., Коняева Е. Б., 1996). Кроме того, возможен резонансный механизм развития гипертонических кризов, возникающих при сочетании высокой межфункциональной синхронизации и низкого адаптационного резерва. Кризы могут иметь внутрисуточную, многодневную, сезонную и многолетнюю периодичность. Они возникают в экстремальных точках высокосинхронизированных биоритмов, то есть в периоды наименьшей устойчивости (Агулова Л. П., 1996).

Динамика функциональных систем организма определяется двумя основными компонентами: собственным текущим состоянием систем и состоянием параметров окружающей среды. Анализировались модуляции ЭКГ, температуры тела, параметров психосоматического профиля гармониками электромагнитного фона КНЧ-диапазона, присутствующего в ИП. Выявлен согласованный характер глобальной динамики функциональных систем организма даже в магнитоспокойные дни (Бородин А. С. с соавт., 1996а). Наши исследования потвержают эти наблюдения, поскольку для дыхательного коэффициента получена одна из самых высоких МК (0,25). Сердечно-сосудистая система вообще, оказывается, очень чувствительна к вариациям ГМП и тесно связанными с ними ионосферными процессами. Имеются литературные подтверждения такому утверждению. Например, капиллярный кровоток реагирует на геомагнитные возмущения у более чем 86 % больных с инфарктом миокарда, стенокардией, нарушением кардиоритма (Гурфинкель Ю. И., Ораевский В. Н., 1996). Геокосмическая обстановка существенно модифицирует сердечно-сосудистую систему. Например, положительная секторная структура межпланетного МП в сочетании с низкой магнитной активностью сопровождается, как правило, стабилизацией физиологических параметров – частоты сердечных сокращений, артериального давления, минутного объема крови. В условиях отрицательной стуктуры межпланетного МП и повышенной магнитной активности, наоборот, дестабилизируются физиологические процессы (Иванов В. В. с соавт., 1996). Первопричиной этого могут быть, вероятно, механизмы ядерно-магнитного резонанса.

Что касается чисто физиологических механизмов, то можно апеллировать к многоконтурности регуляции, в том числе через центральные механизмы, сходные с регуляторными сдвигами при стресс-реакции. В периоды магнитных бурь может резко уменьшаться сократительная сила миокарда с нарушением капиллярного кровотока, изменением реологических свойств крови и ухудшением психофизиологического статуса. Аналогичные расстройства встречаются при вегетативных пароксизмах и свойственны неспецифической адаптационной стресс-реакции, сопровождающейся десинхронозами и функциональными нарушениями (Ораевский В. Н. с соавт., 1996а).

Далее, в литературе имеются подтверждения наших наблюдений в отношении дыхательной и сопряженной с ней сердечно-сосудистой систем. Изучены функциональные взаимоотношения между показателями систолического и диастолического давления, дыхательного объема, жизненной емкости легких, вентиляции легких, минутного объема кровообращения и дыхания, общего периферического сопротивления сосудов, ударного объема крови, частоты дыхания и сердечных сокращений и вариациями гелиогеофизических факторов. Выявлен широкий диапазон разнонаправленных сдвигов инфрадианных ритмов и динамики упомянутых физиологических параметров в зависимости от исходного функционального состояния организма и космофизических показателей (Пентегова С. Е., Сташков А. М., 1996). Такие сведения подтверждают правоту методики наших исследований, когда был выбран метод множественных корреляций, а не простых линейных корреляций, так как разнонаправленность физиологических сдвигов дает разнознаковые корреляции, а МК позволяет судить о качественной картине воздействия совокупности физических факторов на физиологический показатель. Таким образом, разнонаправленность сдвигов свидетельствует о механизмах регуляции физиологических процессов по принципу обратной как положительной, так и отрицательной связи, то есть о пластичности и гибкости управления. Это же положение справедливо для определенных ритмов дыхательной системы. Например, у новорожденных младенцев выявлены инфрадианные ритмы с периодами около 3,5, 7, 14 и 27 дней, которые преобладают над суточными в первые 3,5–4 месяца. Соотношение недельного и суточного ритмов такого показателя, как частота дыхания, может быть критичным с точки зрения выживания и иногда приводит к синдрому внезапной смерти. Пик летальности по этой причине приходится именно на возраст 3,5 месяца. Периоды околонедельных ритмов значимо коррелируют с околонедельными ритмами Кр-индекса с величинами от 0,62 до 0,78 (Сюткина Е. В. с соавт., 1996). Установлено, что детский организм (по наблюдениям за сердечным ритмом) в ходе онтогенеза способен эффективным противоположным образом компенсировать неблагоприятное воздействие возмущений ГМП (Тывин Д. И. с соавт., 1996).