Николаевна роль магния и кальция в организации цирк а дианных ритмов показателей вариационной пульсометрии
На правах рукописи
ивахник оЛЬГА НИКОЛАЕВНА
роль магния и кальция в организации
циркадианных ритмов показателей
вариационной пульсометрии
03.00.13 - Физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Волгоград 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ставропольская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
Батурин Владимир Александрович
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор
Бутова Ольга Алексеевна
доктор медицинских наук, доцент
Осадшая Людмила Борисовна
Ведущая организация: Астраханская государственная
медицинская академия
Защита состоится «____» ___________ 2009 г. в _____часов на заседании диссертационного совета Д 208.008.06 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Волгоградском государственном медицинском университете по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» (400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов, д. 1).
Автореферат разослан «______»_________________2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат медицинских наук,
доктор социологических наук,
доцент М.Д.Ковалева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Нормальный уровень магния в организме относится к одной из наиболее важных констант, определяющих здоровье человека (И. Аарон-Маор, Й. Шейнфельд, 1998). Магний участвует в обеспечении практически всех метаболических реакций организма и поддерживает электрическое равновесие клетки (О.А. Громова, 2000). Магнию принадлежит особая роль в периоде детства и подросткового возраста, так как, будучи ко-фактором более 300 ферментных систем, участвует в пластическом обмене. Являясь физиологическим регулятором возбудимости клетки, магний влияет на функционирование нервной и сердечно-сосудистой систем.
Известно, что магний является антагонистом кальция, конкурируя с ним на всех уровнях клеточной системы (C.A. Vandenberg, 1987; И.С. Святов, А.М. Шилов, 1996), взаимоотношения между которыми осуществляются посредством гормона паращитовидных желез (ПЩЖ) (В.В. Потёмкин, 1999). По данным Т.И. Джандаровой (2004) кальцию принадлежит важная роль в организации биологических ритмов организма (Т.И. Джандарова, 2002). Однако обмен магния с хронофизиологических позиций остается мало изученным. При этом в доступной литературе найдены лишь единичные сведения о биоритмах магния (О.А. Громова с соавт., 2003; Е.А. Межевитинова с соавт., 2003). Недостаточно изученным также остается вопрос об организации циркадианного ритма магния, его связи с таковым у кальция и вегетативным гомеостазом.
Биологические ритмы имеют адаптивное значение (И.А. Држевецкая, 1990). При этом согласованность суточных ритмов различных функций является биологическим показателем здоровья (В.П. Рыбаков с соавт., 2000).
Изучение растущего организма ребенка с позиции «биоритмы и здоровье» представляет собой перспективное направление в современной физиологии. Рассогласование биоритмов различных составляющих той или иной функциональной системы может явиться причиной десинхронозов, выявление которых необходимо для ранней диагностики доклинических нарушений здоровья и состояний предболезни (Л.Г. Хетагурова, К.Д. Салбиев, 2000).
В препубертатном и пубертатном периодах онтогенеза напряженное функционирование различных систем организма и в частности сердечно-сосудистой системы может привести к возникновению функциональных нарушений или «пограничных» состояний, наиболее часто проявляющихся вегетативным дисбалансом. Это состояние относится к хронофеноменам (Ф.И. Комаров, 1989). В этой связи немаловажным является факт, что вегетативная дисфункция чаще имеет место у людей с дефицитом магния (Г.С. Верещагина, 2007).
Таким образом, особую актуальность приобретает необходимость изучения магний-кальциевого обмена с позиции хронофизиологии, выяснения роли магния и кальция в циркадной организации деятельности вегетативной нервной системы (ВНС) в стационарных условиях и в процессе приспособления животных к новому режиму существования, а также влияния магния на формирование суточных ритмов ВНС у детей с проявлениями вегетативного дисбаланса.
Целью настоящих исследований явилось изучение магний-кальциевого обмена у животных и человека, установление его роли в организации циркадианной периодичности вегетативной регуляции сердечного ритма и разработка хронофизиологического подхода к оптимизации функционального состояния организма человека.
Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить среднесуточный уровень, наличие и организацию циркадианного ритма внутриклеточного магния и общего кальция в плазме крови у экспериментальных животных при обычном и изменённом световом режиме.
2. Изучить среднесуточный уровень и циркадианный ритм внутриклеточного магния и общего кальция в плазме крови при экспериментальном моделировании гипо- и гиперфункции паращитовидных желез в условиях обычного и изменённого светового режима.
3. Оценить влияние магния и кальция на параметры и циркадианную организацию вегетативной регуляции сердечного ритма у интактных животных и при экспериментальном моделировании гипо- и гиперфункции паращитовидных желез в условиях стандартного режима освещения и его инверсии.
4. Выявить особенности организации суточных ритмов показателей вариационной пульсометрии у детей с проявлением вегетативной дисфункции при нормальном и сниженном уровне внутриклеточного магния.
5. Изучить суточную динамику вегетативной реактивности у детей с проявлением вегетативной дисфункции при нормальном и сниженном уровне внутриклеточного магния.
6. Разработать хронофизиологический подход к оптимизации функционального состояния организма человека.
Научная новизна. Впервые установлен ночной тип циркадианного ритма концентрации внутриклеточного магния у крыс. Впервые в эксперименте на крысах выявлено, что после инверсии режима освещения развивается гипомагнигистия вне зависимости от исходного уровня магния при стандартном световом режиме. При этом показано, что гипо- и гиперфункция паращитовидных желез сопровождается изменением уровня внутриклеточного магния.
Впервые изучены взаимоотношения различных уровней внутриклеточного магния и кальция в плазме с особенностями вегетативного равновесия организма животных. В частности выявлена повышенная симпатикотоническая активность при гипомагнигистии и склонность к ваготонии при нормальном уровне магния. Одновременно установлено, что дефицит внутриклеточного магния сопровождается нарушением циркадианной периодичности вегетативной регуляции сердечного ритма. При этом показано, что при гипомагнигистии суточные ритмы вегетативной регуляции длительно не перестраиваются в соответствии с новым режимом освещения.
Впервые выявлены существенные отличия в суточном ритме активности ВНС у детей с нормальным и сниженным уровнем внутриклеточного магния. У детей с вегетативным дисбалансом при помощи активной клиноортостатической пробы (КОП) установлена симпатикотоническая гиперреактивность сочетанная с гипомагнигистией с пиком выраженности в утренние и дневные часы.
Практическая значимость работы. Результаты исследований углубляют и дополняют представления о роли магния и кальция в вегетативной регуляции сердечного ритма и суточной организации активности ВНС. Полученные данные указывают на наличие ЦР магния. Установлена роль магния в формировании вегетативной дисфункции в виде нарушения симпатико-парасимпатического динамического равновесия и изменении суточного ритма ВНС. Полученные результаты позволяют по иному взглянуть на нарушения вегетативного статуса у детей и, прежде всего как проявление десинхроноза в работе вегетативного аппарата.
Разработанный в процессе исследований хронофизиологический подход к оптимизации функционального состояния организма человека указывает на необходимость дальнейшего углубленного изучения влияния магния на формирование суточных ритмов ВНС в онтогенезе, разработки эффективных методов ранней диагностики десинхронозов и их коррекции в рамках профилактической медицины.
Материалы диссертации внедрены в работу кафедры нормальной физиологии и кафедры детских болезней № 1 СтГМА.
Положения, выносимые на защиту:
- Циркадианный ритм внутриклеточного магния взаимосвязан с суточной периодичностью концентрации общего кальция в плазме крови.
- Внутриклеточный магний и общий кальций в плазме выполняют ритморганизующую роль в формировании циркадианной периодичности вегетативной регуляции сердечного ритма.
- Определение внутриклеточного магния и оценку суточного ритма вегетативной нервной системы у детей целесообразно использовать для разработки хронофизиологического подхода к оптимизации функционального состояния организма человека, ранней диагностики десинхронозов и их коррекции в рамках профилактической медицины.
Апробация работы и публикации. Материалы исследований доложены и обсуждены на VII Международной конференции «Циклы» (Ставрополь, 2005); I Съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005); на межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых учёных СтГМА (Ставрополь, 2005), XIV Международной конференции «Циклы природы и общества» (Ставрополь, 2006); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные аспекты жизнедеятельности человека на Севере» (Архангельск, 2006); Российском национальном конгрессе кардиологов «Кардиология без границ» (Москва, 2007); Первом Российском съезде по хронобиологии и медицине с международным участием (Владикавказ, 2008).
Основные положения диссертации опубликованы в 13 печатных работах, 1 из которых в журнале ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух глав результатов собственного исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы, содержащего 146 работ отечественных и 105 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 11 таблицами и 31 рисунком.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Объект и методы исследования
Работа выполнена на базе кафедры клинической фармакологии Ставропольской государственной медицинской академии и кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека Ставропольского государственного университета.
В экспериментальной части работы исследования проводились в осенне-зимний период на 216 взрослых белых лабораторных крысах линии Вистар, полученных из питомника Рапполово (Санкт-Петербург) с массой тела 200-250 г. На 108 крысах поставлены основные эксперименты, 108 животных служили донорами ПЩЖ. При работе с крысами полностью соблюдали международные принципы Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным.
Экспериментальная модель гипопаратиреоза создавалась удалением ПЩЖ путём электрокоагуляции, а гиперпаратиреоза – трансплантацией под кожу 3 пар дополнительных ПЩЖ от крыс-доноров. Контроль – ложнооперированные и интактные крысы. Ложная операция (разрезание кожи шеи и проведение манипуляции как при пересадке или удалении ПЩЖ без соответствующей операции) не оказывает значимого влияния на изучаемые показатели.
Первые 30 суток все животные содержались при обычном световом режиме (12 свет (С) : 12 темнота (Т)), включение света в 8 часов, выключение - в 20 часов. Затем проводили смещение режима освещения на 10 часов (10Т : 14С), включение света в 20 часов, выключение - в 10 часов. Исследуемые показатели определяли методом временных серийных срезов и методом поперечного исследования (В.П. Карп, Г.С. Катинас, 2000) через каждые 4 часа в течение суток (в 10, 14, 18, 22, 02, 06 ч.) в условиях фиксированного светового режима и спустя 1, 2, 3 недели после инверсии режима освещения.
Определяли содержание общего кальция в сыворотке крови методом комплексонометрического титрования (Н.Л. Селочник с соавт., 1978); внутриклеточную концентрацию магния прямым колориметрическим методом (В.Г. Колб, В.С. Камышников, 1976) и методом цитоспектрофотометрии с использованием насадки ФМЛ-1 к люминисцентному микроскопу ЛЮМАМИ–2.
Для изучения вегетативного гомеостаза исследовали суточную динамику показателей вариационной пульсометрии (ВПМ) (Р.М. Баевский с соавт., 1984). Для расчёта показателей ВПМ у животных использована программа «Cor-7».
В ходе массового обследования школьников было отобрано 48 мальчиков с проявлениями вегетативной дисфункции в возрасте 11-12 лет. Критерии включения: клинические признаки вегетативной дисфункции и мужской пол. Критерии исключения: нарушение ритма; синкопальные состояния в анамнезе.
Для достижения поставленной цели дети были разделены на две группы: с нормальным уровнем внутриклеточного магния (9) и гипомагнигистией (39). Выявление признаков вегетативной дисфункции осуществляли по жалобам, данным объективного осмотра. Оценка объективных вегетативных показателей осуществлялась в соответствии с рекомендациями, изложенными в руководстве «Вегетативные расстройства» («Вопросник для выявления признаков вегетативных изменений») (А.В. Вейн с соавт., 2003).
Запись ВПМ осуществляли с помощью ритмокардиомонитора ЭЛОН-001 М 2 (предприятие-изготовитель – ИМЦ «Новые приборы», Россия) многократно в течение суток – в 8, 11, 14, 17 и 19 часов. Статистические параметры распределения кардиоинтервалов: мода (Мо), амплитуда моды (АМо), вариационный размах (X), индекс напряжения (ИН). Для выявления скрытых нарушений регуляции сердечного ритма выполнялась активная клиноортостатическая проба (КОП). При проведении КОП исходная запись ВПМ осуществлялась в покое (через 10-15 минут нахождения в горизонтальном положении). Далее показатели регистрировались в ортоположении – на 1, 3, 5, 8, 10 минутах.
Для статистической обработки данных использовали описательную статистику Microsoft Excel на базе компьютера IBM PENTIUM, определяя t-критерий Стьюдента. Дополнительно для оценки значимости расхождения частот признака был использован критерий согласия Пирсона х2. Для статистического расчёта амплитуды и акрофазы циркадианного ритма - «Косинор-анализ» (И.П. Емельянов, 1976, 1986; В.П. Карп, 1989).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Циркадианные ритмы концентрации внутриклеточного магния, общего кальция в плазме крови и регуляции сердечного ритма у крыс с интактными ПЩЖ и при экспериментальном моделировании гипо- и гиперпаратиреоза
Динамика среднесуточных концентраций внутриклеточного магния, общего кальция в плазме крови и показателей ВПМ.
Результаты проведённых исследований показали, что у крыс при экспериментальной гипофункции ПЩЖ появилась тенденция к повышению концентрации внутриклеточного магния в сравнении с показателями у контрольных животных (с 0,79
0,17 до 0,9
0,10 ммоль/л, р 0,05). После проведения трансплантации ПЩЖ наблюдалась обратная динамика – уровень внутриклеточного магния несколько снижался (с 0,79
0,17 до 0,67
0,17 ммоль/л, р 0,05).
После инверсии режима освещения во всех исследуемых группах животных вне зависимости от исходного уровня элемента отмечалось снижение внутриклеточной концентрации магния. В группе животных с паратиреоидэктомией это явление было статистически достоверным (с 0,9
0,10 до 0,52
0,04 ммоль/л, (р 0,01). Через 3 недели эксперимента выявлялось заметное повышение в 2 раза концентрации внутриклеточного магния во всех группах животных (р 0,05), преимущественно у крыс с интактными ПЩЖ.
При исходном световом режиме в группе животных с гиперфункцией ПЩЖ регистрируется повышение уровня кальция (с 2,08±0,05 до 2,96±0,07 ммоль/л, р 0,05) и достоверное уменьшение (с 2,08±0,05 до 1,37±0,18 ммоль/л, р 0,01) при паратиреоидэктомии. После изменения режима освещения выявлено повышение общего кальция у контрольных крыс и крыс с гипофункцией ПЩЖ. У животных с гиперфункцией ПЩЖ обнаружена тенденция к понижению уровня кальция.
Таблица 1
Динамика среднесуточных значений ИН (усл. ед.) у контрольных животных и у крыс с удалением и трансплантацией ПЩЖ до и после инверсии светового режима
| Экспериментальные группы | Контрольные крысы | Крысы с удалением ПЩЖ | Крысы с трансплантацией ПЩЖ | ||||
| Режим освещения | М ± m | М ± m | р | М ± m | р | ||
| фиксированный режим | 6279 ± 579 | 5460 ± 488 | 0,3 | 10133 ± 605 | 0,001 | ||
| через 1 неделю инверсии | 7044 ± 720 | 6587 ± 483 | 0,3 | 9456 ± 720 | 0,1 | ||
| через 2 неделю инверсии | 7712 ± 828 | 5907 ± 443 | 0,4 | 10375 ± 1680 | 0,1 | ||
| через 3 неделю инверсии | 8283 ± 540 | 7221 ± 552 | 0,1 | 11234 ± 830 | 0,01 | ||
Примечание: p – достоверность различий между показателями контрольных и опытных крыс; – достоверность показателей у крыс с экспериментальным гипопаратиреозом в сравнении с гиперпаратиреозом (р 0,05).
Выявили, что при стандартном режиме освещения ИН у крыс с тенденцией к повышению магния и гипокальциемией снижен. При гипомагнигистии и гиперкальциемии он достоверно повышен, в сравнении с показателями у контрольных животных (р 0,01). В контрольной группе крыс, после инверсии режима освещения, произошло нарастание значений ИН (Таб. 1). Изменения ИН обусловлены снижением Х и уменьшением значений Мо. АМо в процессе эксперимента менялась незначительно, как и концентрация кальция в сыворотке крови.
У крыс с паратиреоидэктомией после инверсии светового режима значения показателей ВПМ не изменились. В группе с трансплантацией ПЩЖ отмечено снижение АМо и Х. Сохранялись достоверно высокие значения ИН в сравнении с контрольными крысами и животными с удалением ПЩЖ (Таб. 1).
Циркадианные ритмы содержания внутриклеточного магния, общего кальция в плазме крови и показателей ВПМ у крыс с нормальной функцией ПЩЖ.
При обычном световом режиме у контрольных животных установлены хорошо организованные ЦР внутриклеточного магния. На хронограмме отмечено существенное повышение уровня элемента в тёмное время суток (22 ч. и 2ч.) (Рис. 1 А). Таким образом, для крыс с нормальной функцией ПЩЖ и физиологической концентрацией магния характерен ночной тип ЦР, достоверный по данным косинор-анализа (акрофаза ритма приходилась на тёмное время суток – 00,50 ч.). Уровень кальция, напротив, повышается в период покоя (дневной тип) (Рис. 2 А). При косинор-анализе акрофаза соответствовала 14,7 часам.
В ночной период суток у крыс отмечено нарастание ЧСС, ИН, АМо и выраженное снижение Х по данным хронограмм, что подтверждалось результатами косинор-анализа.
После смены режима освещения через 1 и 2 недели происходило сглаживание суточных колебаний внутриклеточного магния. Тенденция восстановления ритма магния появилась через 3 недели эксперимента (Рис. 1 Б, В, Г). Наблюдалась дезорганизация ЦР кальция (Рис. 2 Б, В, Г).
После инверсии светового режима через 1-2 недели отмечено разрушение сформированного ритма показателей ВПМ по данным косинор-анализа и хронограмм, а через 3 недели выявлена тенденция к перестройке ритмической организации вегетативной регуляции в соответствии с новым режимом освещения.
Циркадианные ритмы уровня внутриклеточного магния, общего кальция в плазме крови и показателей ВПМ у крыс с удалением ПЩЖ.
У крыс с экспериментальным моделированием гипофункции ПЩЖ при исходном световом режиме ритм внутриклеточного магния характеризовался стабильно высокими показателями на протяжении суток, за исключением достоверного падения уровня магния в 22 часа (Рис. 1 А). При косинор - анализе акрофаза ритма магния приходилась на утренние часы (8,98 ч.). Для кальция, в отличие от показателей у контрольных крыс, выявлен ночной тип ЦР: низкие значения в дневные часы, в ночные повышение до нормального уровня (Рис. 2 А). Акрофаза по данным косинор-анализа приходилась на 4,8 ч.
 |  |
 |  |
Рис. 1. Суточная динамика внутриклеточного магния у контрольных крыс и крыс с гипо- и гиперпаратиреозом в условиях инверсии светового режима (А – фиксированный режим; Б – через одну неделю; В – через две недели; Г – через три недели после смещения светового режима). По оси абсцисс – время исследования, ч; по оси ординат – концентрация внутриклеточного магния, ммоль/л.
_____ контрольные животные; _ _ _ гипопаратиреоз; - - - гиперпаратиреоз.
Суточный ритм показателей ВПМ у животных с гипопаратиреозом в условиях стабильного светового режима дезорганизован. На протяжении всего эксперимента наблюдались низкие показатели АМо, из них наибольшие значения зарегистрированы в светлый период.
После инверсии светового режима ЦР внутриклеточного магния претерпел те же изменения, что и у контрольных животных (Рис. 1 Б, В, Г). Перестройка ЦР кальция происходила медленнее, чем у контрольных крыс. К концу 3 недели ритм так и не перестраивался (Рис. 2 Б, В. Г). Перестройка ЦР показателей ВПМ наметилась через 3 недели после смещения режима освещения.
Циркадианные ритмы уровня внутриклеточного магния, общего кальция в плазме крови и показателей ВПМ у крыс с трансплантацией ПЩЖ.
У животных с экспериментальной гиперфункцией ПЩЖ при исходном режиме освещения отмечалось повышение концентрации внутриклеточного магния – в 6 и 22 часа, что также как и в группе контрольных крыс, соответствовало ночному типу суточной хронограммы (Рис. 1 А). По данным косинор-анализа акрофаза приходилась на темное время суток – 2,23 часа.
В данной группе животных при стационарном режиме освещения наибольших концентраций кальций достиг в светлое время (дневной тип ЦР) (Рис. 2А). По данным косинор-анализа акрофаза приходилась на 11,6 ч.
У крыс с пересаженными ПЩЖ на протяжении всего эксперимента отмечались достоверно более высокие показатели ИН, чем в группе контрольных животных. При исходном световом режиме максимальный подъём значений ИН наблюдался в ночные часы с 22 до 6 часов. В течение всего свето-темнового цикла Х регистрировался на низком уровне с тенденцией к понижению в период бодрствования. Следовательно, ЦР магния, кальция и вегетативной регуляции сердечного ритма у этих крыс были аналогичны ритмам у контрольных животных.
После инверсии светового режима произошло снижение средних значений концентрации магния и дезорганизация его ритма. Через 3 недели как и в других группах крыс отмечено два пика концентрации магния в разное время суток (Рис. 1 Б, В, Г).
У животных с гиперпаратиреозом смещение режима освещения повлекло за собой перестройку ЦР общего кальция. Новое положение акрофазы через 1-2 недели после инверсии было неустойчивым, к концу 3 недели эксперимента пик концентрации смещался на тёмное время нового свето-темнового цикла (Рис. 2 Б, В, Г). После инверсии режима освещения не произошло перестройки ЦР показателей ВПМ. Отмечено, что у животных с гиперфункцией ПЩЖ в течение всего эксперимента отмечались высокие значения АМо и ИН.
 |  |
 |  |
Рис. 2. Суточная динамика общего кальция в плазме крови у контрольных крыс и крыс с гипо- и гиперпаратиреозом в условиях смещения светового режима (А – фиксированный режим; Б – через одну неделю; В – через две недели; Г – через три недели после смещения светового режима). По оси абсцисс – время исследования, ч; по оси ординат – концентрация общего кальция в плазме крови, ммоль/л.
___ контрольные животные; _ _ _ _ гипопаратиреоз; - - - - гиперпаратиреоз.
Проведённые эксперименты выявили наличие ЦР показателей ВПМ. Моделирование гипо- и гиперфункции ПЩЖ показало, что при гиперкальциемии (на фоне усиления симпатического влияния) сохраняется нормальный ЦР показателей ВПМ. При гипокальциемии происходит дезорганизация ритма. В ответ на изменение светового режима только в группе контрольных крыс произошла ожидаемая перестройка ритма. У животных с гипофункцией ПЩЖ тенденция к перестройке ЦР наметилась через 3 недели после инверсии. У животных с гиперпаратиреозом на фоне гиперкальциемии и гипомагнигистии произошло прочное закрепление исходного ритма, ЦР показателей ВПМ после инверсии светового режима практически не перестраивался.
Таким образом, установлено, что внутриклеточный магний и общий кальций имеют ЦР концентрации. Изменение активности ПЩЖ приводит к нарушению этих ритмов, а также к изменению ЦР вегетативной регуляции сердечного ритма. После инверсии светового режима наметилась перестройка ЦР магния во всех группах обследуемых животных, ритм общего кальция не перестраивался в соответствии с новыми условиями освещения у всех испытуемых крыс.
Суточные ритмы активности ВНС у детей с проявлением вегетативной дисфункции по данным ВПМ при нормо- и гипомагнигистии
Всем обследуемым детям определяли уровень внутриклеточного магния. В норме его значения не должны выходить за пределы 0,5 – 1,0 ммоль/л. У 39 обследованных (81%, р 0,001) выявлено снижение концентрации внутриклеточного магния, в 19% случаев содержание магния соответствовало нормальным величинам.
В ходе обследования и оценки показателей ВПМ установили, что достоверной разницы между среднесуточными значениями АМо, Мо, ИН в разных группах детей нет. Это может быть расценено, как нарушение циркадианной цикличности активности ВНС у детей с проявлением вегетативной дисфункции. Действительно, результаты косинор-анализа подтвердили отсутствие сформированного суточного ритма по всем показателям ВПМ. Вместе с тем, при анализе хронограмм суточной динамики ряд тенденций прослеживался.
Особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у детей с нормальным уровнем внутриклеточного магния.
При рассмотрении хронограмм выявляется суточная динамика АМо: обнаружен достаточно высокий уровень показателя в ранние утренние часы, который снижается в дневные часы и вновь возрастает в вечерние. Х максимален в ранние утренние часы; в 11, 14 и 17ч. – зарегистрировано его снижение. Минимальные значения ИН по Р.М. Баевскому зарегистрированы в первой половине дня, максимальные в 17 и 19 часов (Рис. 3 А).
 | |
 |
Рис. 3. Суточная динамика значений ИН у детей с вегетативной дисфункцией с нормальным уровнем магния (А) и гипомагнигистией (Б) в покое и при выполнении КОП. По оси абсцисс - время исследования, ч.; по оси ординат - значения ИН (усл. ед.). ——клиностаз; – –– – 3 минута ортостаза; – –– – 10 минута ортостаза
Проведение КОП позволяет оценить адаптационные возможности организма, выявить скрытую вегетативную гиперреактивность или ареактивность.
В целом, за время выполнения нагрузочной пробы (с 1 по 10 минуты) происходило умеренное нарастание показателей ИН. В группе детей с нормальным уровнем магния КОП выглядела следующим образом: после перехода из горизонтального в вертикальное положение (на 1 минуте) в 7, 11 и 14 часов выявлялось умеренное нарастание ИН, в 17 и 19 часов отмечалось некоторое уменьшение значений ИН по сравнению с ИН в клиноположении. Значения ИН на 10 минуте в 17 и 19 часов были выше исходных показателей, зарегистрированных в покое, что характерно для нормотонии. В 7, 11, 14 часов значения ИН на 10 минуте ортостаза свидетельствовали об умеренной симпатикотонии. При этом прирост ИН (в течение 10 минут) в 7, 11 и 14 часов был наиболее значимый (р 0,05) (Рис. 4А).
  | |
Рис. 4. Динамика значений ИН у детей с вегетативной дисфункцией с нормальным уровнем магния (А) и гипомагнигистией (Б) при выполнении КОП. По оси абсцисс - время исследования, мин.; по оси ординат - значения ИН (усл. ед.).
—— 7 ч; – –– – 11 ч; – –– – 14 ч; – —— –17 ч; – – —х— – –19 ч.
Особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у детей с гипомагнигистией.
Суточная цикличность значений АМо и ИН у детей с гипомагнигистией не прослеживалась. Значения ИН в покое на протяжении суток были практически на одном уровне (Рис. 3 Б).
Выявлено, что у детей с гипомагнигистией вегетативная реактивность, оцениваемая на первой минуте КОП, была значительно выше, чем у детей с нормальным уровнем внутриклеточного магния. При этом симпатикотоническая гиперреактивность максимальна в 11 и 14 часов. В дальнейшем, с 3 по 10 минуту, происходило умеренное нарастание ИН. Значения ИН на 10 минуте пробы были максимальны в 7 часов утра. В целом уровень ИН в последние минуты нагрузочной пробы свидетельствует о гиперсимпатикотонии и значительно превышает значения ИН в группе детей с нормальным содержанием внутриклеточного магния (р 0,05) (Рис.4Б).
Как следует из результатов выполненного исследования, в группе детей с проявлением вегетативной дисфункции в сочетании с гипомагнигистией суточная динамика активности ВНС вообще не прослеживалась, об этом говорят монотонные значения ИН в течение суток. При проведении КОП, в данной группе детей отмечена симпатикотоническая гиперреактивность в 11 и 14 часов.
Таким образом, выявлены значимые различия в организации деятельности ВНС у детей с проявлением вегетативной дисфункции при нормальном содержании внутриклеточного магния и его дефиците. Суточная динамика показателей ВПМ свидетельствует о более выраженной дезорганизации ЦР вегетативной регуляции сердечного ритма у детей с дефицитом внутриклеточного магния.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполненное исследование показало, что имеют место циркадианные колебания содержания внутриклеточного магния и уровня общего кальция в плазме крови. Эти биоритмы взаимосвязаны и находятся в противофазах в течение суток.
Моделирование гипо- и гиперпаратиреоза позволило установить зависимость циркадианной организации биоритмов магния и кальция от функции паращитовидных желёз. В связи с чем можно предполагать, что паращитовидные железы, осцилляторные свойства которых известны, непосредственно участвуют в формировании циркадианных ритмов магния и кальция. В свою очередь хронофизиологические отношения магния и кальция могут лежать в основе организации ритмов вегетативной нервной системы, что проявляется в проведенных экспериментах нарушением циркадианных ритмов показателей вариационной пульсометрии при изменении концентрации данных элементов.
Нарушение циркадианной организации вегетативной регуляции сердечного ритма обнаружены у детей с проявлениями вегетативного дисбаланса. При этом, также как и в эксперименте на животных, дезорганизация ритма максимальна у детей с гипомагнигистией. Нагрузочные пробы позволили выявить скрытую симпатикотоническую гиперреактивность при дефиците внутриклеточного магния в определенное время суток, в частности при тестировании в 11 и 14 часов.
Дефицит внутриклеточного магния наиболее часто возникает в детском возрасте, так как происходит непрерывное развитие и рост организма. Можно предположить, что снижение внутриклеточного магния является одним из важных причинных факторов формирования десинхроноза у детей, который свидетельствует о наличии доклинических нарушений здоровья. При своевременной коррекции дефицита внутриклеточного магния происходит восстановление циркадианной организации вегетативной регуляции вариабельности сердечного ритма.
Таким образом, раннее выявление дефицита внутриклеточного магния и нарушений циркадианного ритма вегетативной регуляции сердечного ритма необходимы для раннего донозологического выявления дестабилизации хроностаза. В свою очередь оптимальная организация биоритмов - существенное условие физиологического развития детского организма. Своевременная коррекция дефицита магния необходима для создания адекватных условий нормального развития детей, что является основой хронофизиологического подхода к оптимизации функционального состояния организма ребёнка.
ВЫВОД Ы
- У лабораторных крыс имеет место циркадианная периодичность уровня внутриклеточного магния, с повышением его концентрации в тёмное время суток. Циркадианный ритм магния находится в противофазе с ритмом общего кальция в плазме крови, максимум которого приходится на дневные часы.
- После инверсии режима освещения происходит снижение уровня внутриклеточного магния и дезорганизация его циркадианного ритма. Восстановление ритмики магния наступает через 3 недели после смещения светового режима на фоне повышения его внутриклеточного уровня. Суточная ритмика кальция в плазме после изменения светового режима дезорганизуется и не восстанавливается на протяжении всего эксперимента.
- Удаление паращитовидных желез сопровождается гипокальциемией, тенденцией к гипермагнигистии и нарушением циркадианного ритма магния и кальция. Трансплантация паращитовидных желез сопровождается гиперкальциемией и гипомагнигистией. При этом суточная периодичность элементов аналогична циркадианному ритму кальция и магния у контрольных животных. У животных с экспериментальным моделированием гипо- и гиперфункции паращитовидных желез после инверсии светового режима происходит перестройка ритма внутриклеточного магния, как и в группе контрольных крыс. Циркадианный ритм кальция не перестраивается в соответствии с новыми условиями освещения у всех животных.
- При паратиреоидэктомии на фоне гипокальциемии и гипермагнигистии по данным вариационной пульсометрии происходит повышение парасимпатического тонуса, после трансплантации паращитовидных желез – развитие симпатикотонии.
- У контрольных животных вегетативная регуляция сердечного ритма имеет циркадианный ритм, с повышением активности симпатического отдела в тёмный период суток. После паратиреоидэктомии нарушение течения биоритмов с парадоксальным усилением парасимпатического тонуса в ночные часы. После трансплантации паращитовидных желез регистрируется снижение парасимпатических влияний на сердечный ритм в течение всех суток.
- У контрольных животных смещение светового режима приводит к перестройке циркадианного ритма вегетативной регуляции в соответствии с новыми условиями освещения. У животных с паратиреоидэктомией намечается тенденция к восстановлению ритма, которая отсутствует у крыс с трансплантацией паращитовидных желез.
- У детей с вегетативной дисфункцией суточный ритм показателей вариационной пульсометрии не организован и в 81% случаев сопровождается гипомагнигистией. Степень нарушения суточной динамики вегетативной регуляции сердечного ритма и изменения вегетативной реактивности значительно выражены у детей с вегетативным дисбалансом в сочетании с дефицитом внутриклеточного магния. При этом симпатикотоническая реакция на клиноортостатическую пробу максимальна в 11 и 14 часов.
- Разработанный хронофизиологический подход к оптимизации функционального состояния организма ребенка необходим для ранней диагностики и коррекции десинхронозов в рамках профилактической медицины.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- Необходимо дальнейшее углубленное изучение влияния магния на формирование суточных ритмов вегетативной нервной системы в онтогенезе с последующей разработкой наиболее эффективных методик ранней диагностики десинхроноза и его коррекции с позиций хронофизиологии и профилактической медицины.
- При проведении диспансерного обследования детей и подростков необходимо контролировать уровень внутриклеточного магния и кальция в плазме крови с целью своевременной коррекции их дефицита и создания оптимальных условий для дальнейшего формирования и развития детского организма.
- С целью выявления сопутствующего истинного дефицита магния у детей с вегетативным дисбалансом в план обследования необходимо включать определение внутриклеточной концентрации элемента.
- Дети с дефицитом внутриклеточного магния в сочетании с вегетативным дисбалансом представляют группу риска по раннему развитию сердечно-сосудистых заболеваний, требующую диспансерного наблюдения у детского кардиолога.
СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ,
ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Ивахник О.Н. Суточный ритм артериального давления и показателей вариационной ритмопульсометрии при выполнении клиноортостатической пробы у детей и подростков с синдромом вегетативной дистонии / Ивахник О.Н., Кузнецова И.Г. // Саратовский научно-медицинский журнал. – 2009. – № 1. – С. 83-86.
2. Ивахник О.Н. Вариационная ритмопульсометрия (ВРМП) как метод оценки вегетативной реактивности у детей и подростков с СВД / Ивахник О.Н., Курьянинова В.А., Молокова О.М и др. // Материалы XIII итоговой (межвузовской) научной конференции студентов и молодых ученых. – Ставрополь, – 2005. – С. 267-268.
3. Ивахник О.Н. Изменение содержания внутриклеточного магния при инверсии светового режима / Ивахник О.Н., Сергеев С.А., Мельченко Е.А. // Материалы XIII итоговой (межвузовской) научной конференции студентов и молодых ученых. – Ставрополь, – 2005. – С. 507-508.
4. Ивахник О.Н. Влияние дефицита магния на формирование синдрома вегетативной дисфункции у подростков с малыми аномалиями сердца / Ивахник О.Н. Кузнецова И.Г., Дрепа Т.Г. // Сборник научных трудов «Клиническая фармакология – от теории к практике». – Ставрополь, – 2005. – С. 108-109.
5. Ивахник О.Н. Организация циркадианного ритма уровня внутриклеточного магния и общего кальция у крыс с экспериментальной гипокальциемией / Ивахник О.Н., Батурин В.А., Джандарова Т.И. и др. // Материалы VII международной конференции «Циклы природы». – Ставрополь, – 2005. – С. 156-158.
6. Ивахник О.Н. Колебания содержания внутриклеточного магния и изменения чувствительности бета-адренорецепторов эритроцитов по данным гемолитической пробы у лабораторных крыс / Ивахник О.Н., Батурин В.А., Кузнецова И.Г. и др. // Научные труды I съезда физиологов СНГ. – Сочи, Дагомыс, – 2005. – С. 11.
7. Ивахник О.Н. Суточный ритм концентрации внутриклеточного магния и общего кальция у крыс в условиях нормального светового режима и его инверсии / Ивахник О.Н., Батурин В.А., Джандарова Т.И. и др. // Материалы XIV Международной конференции «Циклы природы и общества». – Ставрополь, – 2006. – С. 39-42.
8. Ивахник О.Н. Особенности циркадианных ритмов показателей вариационной ритмопульсометрии у детей с синдромом вегетативной дистонии при нормальном уровне внутриклеточного магния и гипомагнигистии / Ивахник О.Н., Кузнецова И.Г., Батурин В.А. // Материалы XIV Международной конференции «Циклы природы и общества». – Ставрополь, – 2006. – С. 71-74.
9. Ивахник О.Н. Циркадианный ритм внутриклеточного магния у крыс при инверсии светового режима / Ивахник О.Н., Батурин В.А., Кузнецова И.Г. и др. // Экология человека. – 2006. Приложение 4/2. – С. 123-125.
10. Ивахник О.Н. Влияние гиперпаратиреоза на циркадианный ритм уровня общего кальция и внутриклеточного магния у крыс при стандартном и инвертированном световом режиме / Ивахник О.Н., Батурин В.А., Джандарова Т.И. и др. // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. – Ставрополь, – 2006. Выпуск 1. – С. 51-53.
11. Ивахник О.Н. Особенности циркадианных ритмов активности вегетативной нервной системы у детей и подростков с синдромом вегетативной дистонии по данным вариационной ритмопульсометрии / Ивахник О.Н., Кузнецова И.Г. // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. – Ставрополь, – 2007. Выпуск 2. – С. 85-88.
12. Ивахник О.Н. Хронобиологические особенности клиноортостатической пробы у детей и подростков с разными типами синдрома вегетативной дистонии / Ивахник О.Н., Кузнецова И.Г. // Приложение 1 к журналу «Кардиоваскулярная терапия и профилактика». – 2007. 6 (5). – С. 165.
13. Ивахник О.Н. Суточная динамика функции вегетативной нервной системы у детей при изменении содержания внутриклеточного магния / Ивахник О.Н., Кузнецова И.Г. // Материалы Первого Российского съезда по хронобиологии и медицине с международным участием. – Владикавказ, – 2008. С. 28.
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АМо – амплитуда моды
ВНС – вегетативная нервная система
ВПМ – вариационная пульсометрия
Х – вариационный размах
ИН – индекс напряжения
КОП – клиноортостатическая проба
Мо – мода
ПЩЖ – паращитовидные железы
ЦР – циркадианный ритм
