ПАТОФИЗИОЛОГИЯ БИОРИТМОВ
advertisement
ХРОНОБИОЛОГИЯ И ХРОНОПАТОЛОГИЯ Проблема биоритмов является важным разделом медицинской науки, поскольку нарушение ритмической деятельности как организма в целом, так и его отдельных органов и систем имеет очень большое значение для медицины, а также для социальных и экономических процессов. Проиллюстрирую этот исходный постулат несколькими примерами. 1. Статистические данные показывают, что у членов экипажей самолётов, совершающих трансатлантические перелёты (то есть «прыжок» через несколько новообразованиями часовых поясов) статистически заболеваемость достоверно выше, злокачественными чем у пилотов, «налетавших» то же количество часов, но в пределах европейского континента. Г. Аралов и В.Шитов1 приводят данные исследований, проведенных ГосНИИ авиационной и космической медицины, Федеральной авиационной службой, НИИ медицины труда, ГосНИИ ГА, свидетельствующие о том, что «степень снижения функциональных резервов организма и психики пилотов прямо пропорциональна продолжительности полета и достигает 40% при пересечении более 3-х часовых поясов. Снижение уровня функциональных резервов вызывает ухудшение (до 50%) показателей эффективности летной деятельности, прямо влияющих на безопасность полетов. Полное восстановление выявляемых сдвигов у здоровых пилотов отмечается через 66 часов после завершения полета, а у лиц, имеющих диагнозы, оно увеличивается в 1,5 раза. После выполнения трансмеридионального полета длительностью 9 часов с Запада на Восток, восстановление функционального состояния организма происходит только через 3-4 суток, а при полете в обратном направлении - еще больше. Биологический возраст пилотов к концу летной карьеры, как правило, на несколько лет превышает хронологический возраст (по паспорту). Эта опережение может достигать 8-10 и более лет. Еще выше скорость биологического старения у пилотов, имеющих диагнозы. Так, среди обследованных 70 лет летного состава с диагнозом гипертоническая болезнь 1 Журнал "Гражданская авиация" №11, 2004 г. статья «Смерть за штурвалом». 2 первой стадии в возрасте 46 лет +/- 3,8 года был установлен биологический возраст 60 лет +/-4,9 года., т.е. он опережал паспортные данные на 14 лет». 2. У старшего поколения наших сограждан ещё в памяти великолепные хоккейные шоу с участием сборных команд СССР и Канады. Во время проведения этих встреч в Канаде выявилась одна интересная закономерность. Первый матч наша сборная, как правило, выигрывала с убедительным преимуществом, а второй (через 2 - 3 дня после первого) также ощутимо проигрывала. Это было в значительной степени связано с тем, что с момента прибытия в Канаду до второго матча проходило 5 – 6 дней, то есть наступал определённый пик хронобиологической дезадаптации. 3. Существует ряд профессий, при которых работа может осуществляться по либо по сменному графику, либо только в ночное время. Массовые обследования, проведенные среди этих категорий людей, показывают, что у них гораздо чаще возникают невротические расстройства, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, происходят значительные изменения в деятельности вегетативной нервной системы. Ряд исследователей считает, что сменная и постоянная ночная работа может привести к сокращению продолжительности жизни.2 4. В условиях всё более и более возрастающей миграции населения начинают выявляться весьма существенные изменения жизнедеятельности организма, связанные с тем, что люди на длительное время на несколько часовых поясов меняют привычную для них наследственную хроноструктуру своей жизни. Было установлено, что, если человек работал в новом хронобиологическом ареале не более пяти лет, а затем возвращался на постоянное место жительства в свой родной регион, то это существенно не сказывалось на его здоровье. Если он работал на новом месте от 5 до 10 лет, а затем возвращался, то у него, как правило, возникали те или иные хронические заболевания. При сроке работы до 15 лет, эти болезни становились тяжёлыми, а при сроке более 15 лет вели к инвалидизации или смерти. 2 Проблема настолько серьезна, что требует разработки и внедрения в производство специальных мероприятий, позволяющих предотвратить последствия возможного десинхроноза. Так, например, в Японии часть предприятий регулирует эти виды работ у женского персонала, согласуя их с овариальным циклом женщин. 3 5. Нарушения биоритмов организма возникают при ежегодном переводе часовых стрелок в связи с переходом на «летнее» («зимнее» время). По этому поводу уже сломано много копий, но некоторые факты бесспорны: так, например, по данным Госкомстата такой переход способствует преждевременной смерти ежегодно как минимум 70 000 россиян. Все приведенные факты связаны с тем, что жизнедеятельность организмов регулируется сложной констелляцией биоритмов различной длительности. Наиболее важными из них являются: а. Околосекундные (с периодом около 1-й секунды). Примером такого ритма является циклическая активность сердца, заключающаяся не только в периодической смене систолы и диастолы, но и в циклическом протекании биохимических и биофизических процессов в миокарде. б. Циркадианные (с периодом от 22-х до 28-и часов). Эти биоритмы называют еще околосуточными. Это - главные биоритмы организма. Для организма в целом и для деятельность практически всех его органов и систем характерны циркадианные ритмы. в. Цирканные (сезонные - с периодом 2- 4 месяца). г. Окологодичные (с периодом 1 год ± 1 месяц). д. Многолетние (с периодом около 4, 11, 100 лет). Эти биоритмы связаны с солнечной активностью и характерны не только для отдельных организмов (а столетний цикл для него, вообще, не может быть характерным), но и для целых популяций, поколений, социальных и исторических процессов. Приводя классификацию биоритмов следует подчеркнуть, что перед названием почти каждого из них стоит приставка около, что означает достаточно широкие пределы колебания их периодов, что позволяет подстраивать систему к широкому диапазону постоянно возникающих изменений внешней среды (в том числе и ритмических изменений). Исторические данные о развитии всего живого на Земле свидетельствуют, что цикличность изменений, происходящих в природе, является фундаментальным свойством материи. Это было подмечено философами и другими учеными еще в древности. Так, в афоризмах Гиппократа говорится о сезонных различиях в частоте встречаемости человеческих болезней. В трудах Аристотеля 4 имеются указания на периодичность изменений окружающего мира, включая и космос. Мыслитель писал, что продолжительность таких явлений как беременность, развитие и жизнь, совершенно естественно измерять периодами. Под этим термином он имел в виду день, ночь, месяц и год, а также выделял лунные циклы. Известно, что Аристотель, бывший воспитателем Александра Македонского, сопровождал его в военных походах с группой ученых. В записях одного из них, Андростена (325 г. до н.э.), впервые упоминается о суточном движении листьев некоторых растений, Он зарегистрировал ночное сужение и уменьшение размеров листьев и их увеличение с восходом солнца. Первое изучение ритма изменений физиологического состояния организма в эксперименте было проведено в 1667 году итальянским учёным Санкториусом. Он соорудил огромные весы, на площадке которых была размещена целая комната. В ней исследователь провел несколько месяцев, производя многократные замеры веса своего тела и степени мутности мочи, а его ассистент снимал показания со шкалы весов. В результате этого эксперимента был выделен месячный ритм (длительностью 30 дней) изменения изучаемых показателей. Основателем учения о биологических ритмах большинство ученых признает немецкого учёного Христофора Гуфелянда, который в 1797 году, рассматривая колебания температуры тела у здоровых и больных пациентов, высказал предположение о том, что в организме существуют «внутренние часы», ход которых определяется вращением Земли вокруг своей оси. Он впервые обратил внимание на универсальность ритмических процессов у биологических объектов и подчеркнул, что наша жизнь, очевидно, повторяется в определенных ритмах, а каждый день представляет маленькое изложение нашей жизни. Правда, некоторые исследователи отдают в этом вопросе пальму первенства французскому астроному, математику и физику Жан Жаку Де Мерану, который, изучая особенности солнечного света и вращения Земли, еще в 1729 году установил, что в условиях темноты и постоянной температуры растения сохраняют свойственную им двадцатичетырехчасовую периодичность движения листьев, связав тем самым этот феномен не с освещенностью, а с вращением нашей планеты. 5 Сложная констелляция биоритмов различной длительности имеет внутреннюю и внешнюю регуляцию. а. Внутренняя регуляция биоритмов определяется функционированием так называемых биологических часов. Согласно современным представлениям в организме действуют биологические часы четырёх уровней. Первый уровень биологических часов связана с корой головного мозга и некоторыми подкорковыми образованиями. Вторая ступень связана с деятельностью эпифиза. Вообще, функция этой железы пока представляет собой одну из загадок организма. Точно известно лишь то, что эпифиз посредством выделяемого им гормона мелатонина тормозит деятельность половых желез и, по-видимому, оказывает влияние и на другие эндокринные органы. В недавно вышедшей книге «Мелатонин: теория и практика»3 указывается: «Ключевая роль мелатонина в организме определяется тем обстоятельством, что ритмам его продукции подчинены все эндогенные ритмы организма … Изменения продукции мелатонина, строго следующие за изменениями продолжительности светового и тёмного времени суток, вызывают суточные и сезонные перестройки в организме человека и животных». Деятельность эпифиза имеет четко выраженную циклическую динамику: он активно воздействует на указанные органы внутренней секреции днем и слабее - ночью. В эксперименте было показано, что разрушение эпифиза ведет к “стиранию” многих биоритмов. К таким же изменениям приводит нарушение связей эпифиза со зрительным нервом. По-видимому, получая через зрительный анализатор информацию о суточном времени, эпифиз осуществляет функцию биологических часов. Третья ступень биологических часов лежит на уровне клеточных и субклеточных мембран. Четвёртая ступень (главная) начала изучаться совсем недавно и связана с генетическим механизмом. Американские единственным геном. ученые Как установили, установили 3 что он генетики включается из одним Калифорнийского «Мелатонин: теория и практика». Под редакцией С.И.Рапопорта и В.А.Голиченкова. М.2009. 6 университета, весь механизм включается одной аминокислотой в составе человеческого белка. В статье, опубликованной в журнале Nature (P.Sassone-Korsi et al.)., говорится, что ген CLOCK и его партнер BMAL1 производят одну единственную аминокислоту. Однако эта аминокислота, в свою очередь, воздействует на примерно 15% различных других генов, что и обусловливает как многообразие биоритмов, так и множественные проявления их нарушений. Это - лишь схематичное представление о различных уровнях биологических часов. Не исключено, что ряд промежуточных звеньев “часового механизма” может лежать и в других органах, в частности, в различных отделах нервной системы. Так, например, английскими хронобиологами были поставлены весьма интересные эксперименты на тараканах, обитающих в Англии и на привезенных из Австралии. Циркадианные ритмы этих двух групп насекомых были диаметрально противоположными. Насекомым производилась перекрестная трансплантация подглоточных нервных ганглиев, что приводило к диаметрально противоположному по сравнению с исходным фоном изменению циркадианных ритмов. Такая смена явилась экстремальной для организма. Через несколько дней после этой трансплантации все насекомые погибли. б. Внешняя регуляция биоритмов связана с вращением Земли вокруг своей оси, с движением Земли по околосолнечной орбите, с солнечной активностью, изменениями магнитного поля Земли и рядом других геофизических и космических факторов. Установлено, что на характер биоритмов влияет периодическая смена дня и ночи, причем это влияние не связано только с освещенностью, поскольку не отмечалось существенного изменения околосуточных биоритмов в условиях постоянной освещенности. Интересные данные были получены спелеологами. Во время длительного пребывания в подземных пещерах вначале отмечалось удлинение периода циркадианных биоритмов до 48 - 52 часов. Однако через 3 4 недели пребывания под землей период этих биоритмов начинал укорачиваться и к концу трехмесячного срока их период становился равным 28и часам. 7 Выраженное влияние на биоритмы оказывает магнитное поле Земли. В эксперименте перелетные птицы помещались в экранированные от воздействия магнитного поля помещения. Эти птицы теряли ориентацию по странам света и у них наблюдалось нарушение циркадианных биоритмов. И, наконец, весьма существенно на биоритмы влияет изменение солнечной активности, что было показано А.Л.Чижевским и нашло свое подтверждение в многочисленных последующих исследованиях других ученых. Космические влияния воздействуют не только на отдельные организмы, но и на течение эпидемических процессов, заболеваемость больших контингентов такими болезнями, как, например, инфаркт миокарда и др. Эти влияния воздействуют и на исторические процессы. Крупнейшие социальные катаклизмы (войны, революции, массовые психозы), сопровождающиеся повышенной агрессивностью и жестокостью в основном приходятся на периоды повышения солнечной активности, что связано, по-видимому, с определенными психическими изменениями массового сознания, что создает фон для наиболее агрессивных проявлений социального недовольства. Касаясь космических влияний на биоритмы организма, необходимо вкратце остановиться на одной, весьма интересной гипотезе - так называемой гипотезе «волновых пакетов». Её главное положение заключается в том, что Земля, когда она представляла собой газовый шар, подвергалась электромагнитным воздействиям из Космоса. Эти воздействия вызывали в различных участках газового шара характеристикам колебания от молекул и интенсивности атомов, и зависящие характера по своим электромагнитного воздействия. В дальнейшем, когда Земля отвердела, все как неорганические, так и органические процессы (в том числе, и формирование живых организмов) восприняли ритм этих первичных колебаний, возникших под влиянием космических электромагнитных флюктуаций. Вызванные флюктуации атомарных групп в молекулах ДНК определил и базальные биоритмы организмов. Поэтому биологические ритмы людей связаны с регионом, в котором они родились. 8 Естественно, это всего лишь гипотеза. Однако, многочисленные данные свидетельствуют о том, что различные патологические процессы имеют особенности, типичные для тех или иных регионов Земли. В качестве примера можно привести следующие наблюдения. В Центральной России заболеваемость ишемической болезнью сердца значительно возрастает в зимний период, в то время как в Восточной Сибири подъем этой заболеваемости отмечается летом. И это зависит не только от климатических условий, так как на севере европейской части России, где климат скорее соответствует сибирскому, нежели тому, который характерен для центра европейской части России, особенности заболеваемости и ИБС практически такие же, как и в Московской области. Нарушение биоритмов может вести к возникновению ряда заболеваний, так называемых десинхронозов. Десинхронозами рассогласованием называются внутри- или состояния, межсистемных характеризующиеся ритмов, ранее синхронизированных. При продолжительном воздействии на организм токсических, физических и других повреждающих воздействий отмечается нарушение суточных ритмов организма, приводящее в конечном итоге к развитию хронического десинхроноза. Так, например, к развитию десинхроноза приводит систематическое употребление алкоголя. Уже на протяжении первых суток после приема алкоголя происходит нарушение структуры циркадианных ритмов показателей различных систем организма. Показатели ряда ритмов после приема алкоголя инвертируются, а по некоторым показателям циркадианная ритмика вообще нивелируется. Однократное употребление алкоголя вызывает внутри- и межсистемный десинхроноз, который проходит лишь на третьи сутки. Другие стрессорные состояния, причем не только патологические, но и физиологические также существенно влияют на циркадианную ритмику организма. Так, например, роды практически полностью нивелируют циркадианную динамику ряда важных показателей физиологической функции организма. Восстановление занимает весьма значительный период времени, 9 причем могут возникнуть несколько иные биоритмы, нежели те, которые были до родов. Десинхронозы могут возникать и при воздействии на организм космических факторов. Известно, что между активностью магнитного поля Земли и частотой возникновения различных заболеваний существует выраженная связь. Так, многочисленные наблюдения показывают, что при повышении геомагнитной активности в 1.5 - 3 раза возрастает смертность от инфаркта миокарда. Отмечено также, что частота скоропостижной смерти при сердечно - сосудистой патологии увеличивается на 1- 2-е сутки после геомагнитных возмущений и сопровождается нарушением процессов свертывания крови, секреции гистамина и ацитилхолиноподобных веществ, а также нарушениями циркадианных ритмов сердца. Бесспорное значение роли биоритмов как в физиологических процессах, так и в возникновении ряда заболеваний привело к возникновению нового раздела медицинской науки – хрономедицины. Хрономедицина – это форма медицинской деятельности, учитывающая при профилактике, диагностике и лечении заболеваний хроноструктуру организма. Она включает хронофизиология, в себя ряд хронобиохимия, разных хроногигиена, разделов, таких как хронопрофилактика, хронодиагностика, хронотерапия, хронофармакология. Важность этой формы медицинской деятельности подчеркну на одном примере, связанном с хронофармакологией – необходимостью учитывать биоритмы организма при назначении лекарств. При лечении ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы применяется диуретик фуросемид, усиливающий выведение из организма воды и некоторых электролитов. Установлено, что наибольший диуретический эффект (выведение воды) фуросемида наблюдается при его приёме около десяти часов утра, максимальное выведение из организма натрия – в 13 часов, а калия – в 17. Поскольку, например, при сердечной недостаточности в организме (и в сердечной мышце) и без того отмечается дефицит калия, назначение приёма фуросемида в вечернее время на состоянии сердечной мышцы вряд ли скажется положительно. 10 Таким образом, хронобиология и хрономедицина имеют не только теоретическую, но и чётко выраженную практическую направленность. Во второй части моей речи я остановлюсь на тех результатах, которые были получены в данной области коллективом кафедры общей патологии и патологической физиологии, занимающимся проблемой биоритмов с 1970 года, то есть на протяжении последних сорока лет. В 1971 году при проведении в эксперименте исследования ультраструктуры миокарда желудочков нормального сердца мы обнаружили, что она имеет выраженную сезонную динамику4. Так, зимой для миокарда характерна выраженные набухание и деструкция митохондрий, частичное вымывание их матрикса. В весенний период отмечается практически тотальное резкое набухание этих органелл с просветлением и вымыванием матрикса, деструкция митохондриальных крист и наружных мембран. Одновременно наблюдаются явления выраженного внутриклеточного отёка, резко возрастает количество лизосом. Летом миокард «спокоен»: митохондрии мелкие и средней величины с тёмным не вакуолизированным и невымытым матриксом, значительной деструкции митохондриальных крист не наблюдаются, явления вне- и внутриклеточного отёка отсутствуют. Осень характеризуется определённой мозаичностью ультраструктур миокарда: отмечаются значительные участки с полностью сохранной структурой и наличие очагов выраженной деструкции. Наибольшие различия отмечаются между весенним и летним периодами. В конце зимы и весной миокард функционирует на верхнем пределе физиологической нормы, его функциональные резервы практически исчерпаны, в то время как летом эти резервы достаточно высоки. Дальнейшие исследования показали, что выраженная сезонная динамика характерна и для сократительной силы сердца: способность сердечной мышцы развивать предельное напряжение более чем в полтора раза превышает таковой показатель летом. При этом следует отметить, что сезонные колебания показателей функции интактного миокарда могут значительно превышать их различие 4 Впервые эти материалы были отражены в статье: Фролов В.А. О возможной роли лизосом в процессе репродукции митохондрий миокарда. Архив патологии. 1973, №10, с. 22-27. 11 между нормой и патологическим процессом (как, например, при дифтерийной интоксикации). Особенно значительным сезонно-суточным колебаниям подвержена сосудистая система миокарда, что может лежать в основе возникновения так называемых «сердечных катастроф» при воздействии на организм возмущающих факторов. Рассмотрим сезонно-суточную динамику общей площади сосудов (то есть уровня его кровоснабжения) у нормальных экспериментальных животных. Видно, что в левом желудочке динамика изменения просвета капилляров в 12 и в 18 часов является конкордантной. В то же время в правом желудочке отмечаются дискордантные отношения сезонной динамики этого показателя, особенно выраженные в весенний период. На фоне противоположных по направленности изменений коронарного кровотока могут создаться условия для развития ИБС. Согласно литературным данным, клинические наблюдения у людей подтверждают высказанное нами предположение: смертность от ИБС людей всех возрастов в зимнее – весенний период на 27% превышает летний, а для людей старше 75 лет – на 37%. Представляют большой интерес данные, полученные нашим студентомкружковцем М.С.Застрожиным. Он показал, что максимальные значения показателей сосудистого тонуса и частоты сердечного ритма у людей приходятся в основном на весенний период, а минимальные – на летний. Таким образом, и экспериментальные данные, и клинические наблюдения чётко показывают значимость сезонных изменений биоритмов сердца для его функционального состояния в норме и патологии. Вторым важным разделом исследований, проводимых нашей кафедрой, является связь между биоритмами и гео- гелиомагнитной активностью. Этот вопрос восходит к классическим работам великого русского учёного Александра Леонидовича Чижевского. А.Л. Чижевский –основоположник гелиобиологии – науки о влиянии космических процессов, прежде всего, солнечной активности (как называл ее Чижевский «солнцедеятельности»), на организм (в том числе – и на человека). Он первый указал на связь солнечной активности с частотой возникновения 12 ряда заболеваний и эпидемиологических процессов. Проведенный им анализ общей смертности в Российской империи с 1800 по 1900 год и по СактПетербургу с 1764 по 1900 год позволил выявить столетнюю цикличность смертности, названную им «вековым ходом». В дальнейшем А.Л.Чижевский связал проходящие на Земле циклические процессы с солнечной активностью. Международный конгресс по биологической физике и биологической космологии, состоявшийся в 1939 году в Нью-Йорке, оценивая работы А,Л,Чижевского, охарактеризовал его как создателя новых наук – космобиологии и биоорганоритмологии, подчеркнув тем самым неразрывную связь между ними. А.Л.Чижевский показал, что почти все органы функционируют строго ритмически, причем одни ритмы находятся в зависимости от физико-химических процессов, а другие - от факторов внешней среды (важнейшим из которых он считал космическое излучение). Кроме того, по мнению А.Л.Чижевского есть группа независимых (врожденных) ритмов. Приведу в качестве иллюстрации два графика из монографии А.Л.Чижевского «Земное эхо солнечных бурь»5. На первом из них приводится сопоставление интенсивности «солнцедеятельности» и динамики заболеваемости холерой в России с 1823 по 1923 год. Обращает на себя внимание чёткое совпадение максимумов и минимумов этих двух показателей. Вторая диаграмма отражает параллелизм динамики солнечной активности и заболеваемости дифтерией в Дании в период с 1860 по 1910 год. Этот параллелизм нарушается только, начиная с 1901 года, когда началась массивная серотерапия дифтерии. Начало нашим работам в области гелиобиологии, развивающих идеи А.Л.Чижевского было положено в 1984 году, когда проводился массивный хронобиологический эксперимент, заключавшийся в следующем. В течение трёх дней в каждый сезон (21, 22 и 23 декабря, марта, июня и сентября, то есть в периоды зимнего и летнего солнцестояния и весеннего и осеннего равноденствия) у интактных кроликов через каждые три часа 5 А.Л.Чижевский. «Земное эхо солнечных бурь». М. Мысль. 1973 г. Книга представляет собой сокращённое изложение другой монографии А.Л.Чижевского «Земля в объятиях солнца», опубликованной им за рубежом в 1931 году. В России в полном виде эта книга была издана в 1995 году. 13 проводилось изучения 28 функциональных, биохимических и морфологических параметров, характеризующих состояние сократительной функции сердца и её биоэнергетических основ. Главной целью было изучение суточно – сезонных биоритмов таким образом, чтобы суточные ритмы на протяжении каждого этапа исследования хотя бы трижды «перекрывали» друг друга. На основании полученных результатов нам удалось выявить чёткие отличия циркадианных ритмов в различные сезоны года. Параллельно была обнаружена ещё одна интересная закономерность. Данные, полученные в сентябре, принципиально отличались от результатов исследования, проведённого в другие сезоны. Как было выяснено несколько позже, когда нами были получены данные гелио- геофизической обстановки за 1984 год, в ночь с 21 на 22 сентября на Землю обрушилась мощная солнечная буря. Сократительная активность сердца при этом 21 сентября (то есть перед воздействием магнитной бури, была высокой по амплитуде и характеризовалась чёткими ритмичными спадами и подъёмами. 22 сентября амплитуда ритмических колебаний значительно снижалась, а 23 сентября суточные биоритмы практически оказались «стёртыми». Таким образом, нами было показано, что солнечные возмущения оказывают прямое влияние на такой, достаточно жёсткий параметр, как циркадианные ритмы сердца, что, несомненно, может лежать в основе возникновения в сердечно-сосудистой системы значительных отклонений от нормальной деятельности и даже – патологических состояний. Другая закономерность, выявленная нами при статистическом анализе полученных материалов, позволила нам сформулировать концептуальное положение, касающееся определения понятия болезнь. Был установлен на первый взгляд парадоксальный факт отсутствия у интактных животных корреляции между объемом митохондрий кардиомиоцита и показателями, характеризующими сократительную функцию сердца, хотя общеизвестно, что при набухании митохондрий вследствие развертывания их крист и увеличения энергообразующей поверхности усиливается выработка энергии, что должно повести и к возрастанию сократительной силы сердца6,. 6 Фролов В.А., Пухлянко В.П. Морфология митохондрий кардиомиоцита в норме и патологии. М. Изд. РУДН. 1989 14 Однако, при различных патологических состояниях или при воздействии чрезвычайных факторов, каковым, в частности, явилась в указанных экспериментах мощная геомагнитная буря, разразившаяся 22 сентября 1984 года, отмечалось появление сильной достоверной положительной корреляционной связи между объемом митохондрий и показателями контрактильной активности сердца. Анализ ряда патологических процессов также показал, что лишь в условиях патологии происходит достаточно жесткая синхронизация различных функций сердечной мышцы. По-видимому, в норме непосредственной зависимости уровня сократительной силы сердца от величины митохондрий и не должно быть. Всякая система, которая в короткие сроки способна адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды, должна иметь достаточно большое количество степеней свободы, поскольку узкие границы потенциальных вариаций подразумевают однозначные реакции, что не дает возможностей для полноценной тонкой адаптации. С этим, вероятно, также связан и чрезвычайно широкий диапазон колебаний объема и количества митохондрий нормального кардиомиоцита как в течение суток, так на протяжении сезонов и всего года в целом. Только наличие столь широких границ энергетического обеспечения позволяет сердцу осуществлять оптимальную реальную сократительную функцию и иметь ее необходимые резервы в точном соответствии с потребностями организма в том или ином уровне гемодинамики. Другими словами, трофика миокарда не может быть достаточно лабильной без обширного диапазона ее возможных колебаний. Лишь в условиях патологии, когда сердце, находясь в состоянии своеобразного «тремора», исчерпает все имеющиеся у него степени свободы и придет в состояние готовности лишь к одной единственной реакции, обусловленной конкретными условиями данного патологического процесса, должна произойти строгая синхронизация сократительной функции миокарда с уровнем его энергетического обеспечения. Однако, сформированная таким путем достаточно жесткая функциональная система будет и быстрее «ломаться». Говоря более широко, патология тем и отличается от нормы, что биологическая система, запрограммированных израсходовав колебаний, 15 все возможности начинает жестко не функционировать узконаправленно, максимально мобилизуясь для достижения необходимого эффекта, но это приводит к быстрому исчерпанию резервных возможностей организма, перенапряжению и возможному полому механизмов саногенеза. Этот частный пример позволяет придти к общему заключению о том, что различие между нормой и патологией (здоровьем и болезнью) заключается в объеме возможностей организма к адаптации. Уменьшение этого объема делает организм менее адаптируемым к меняющимся условиям, а, следовательно, более уязвимым к патогенному фактору. Таким образом, несколько уточняя положение Карла Маркса о том, что «болезнь есть стесненная в своей свободе жизнь», можно так сформулировать определение болезни: Болезнь - это стесненная в своей адаптации жизнь. Учитывая то, что снижение способности к адаптации связано, прежде всего, с тем, что организм вследствие возникающих в нем «поломов» начинает либо получать недостаточное количество информации, либо неполноценно ее обрабатывать и использовать, можно данное определение сформулировать более конкретно: болезнь – это стесненная в своей информации жизнь. Говоря о развитии научного наследия А.Л.Чижевского, нельзя не остановиться ещё на одной, на первый взгляд невероятной траектории его исследований. Ещё в 1924 году он опубликовал работу под названием «Физические факторы исторического процесса»7, в которой чётко показал влияние солнечной активности на исторические события. Эти идеи не были приняты российским научным сообществом, более того, они послужили поводом отправить великого учёного в ссылку. Но с течением времени научный мир нашей страны к этим идеям «Леонардо да Винчи ХХ века» (как уже давно называли А.Л.Чижевского за рубежом) вернулся. В это возвращение определённый вклад внесли и исследования нашей кафедры. Мы сопоставили, в частности, исторические события ХХ века с уровнем солнечной активности и пришли к выводу, что многие исторические события в нашей стране и во всём мире совпадают с пиками «солнцедеятельности», такие как начала двух мировых войн, великая экономическая депрессия, октябрьский переворот 1917 года, «большой террор» в СССР, начало корейской войны, чуть не поставившей 7 А.Л.Чижевский. «Физические факторы исторического процесса». — Калуга, 1924. 16 мир на грань ядерной войны, интервенция СССР в Венгрию, Чехословакию, Афганистан и др. Эти закономерности находятся ещё в самом начале наших исследований, требующих объединения усилии биологов, историков и социологов: я докладываю результаты лишь самых первых шагов в этом направлении. В настоящее время одна из научных групп нашей кафедры занимается исследованием циркадианных, недельных, месячных и сезонных биоритмов при некоторых патологических состояниях. Это стало возможным после того, как в рамках Инновационной образовательной программы мы приобрели уникальную аппаратуру, позволяющую телеметрически непрерывно, на протяжении нескольких месяцев, в беспривязном состоянии фиксировать и изучать у животных (в данном случае – у спонтанно гипертензивных крыс) такие показатели, как уровень систолического артериального давления, ЭКГ, температуру тела и двигательную активность животных. Нами уже получен огромный по объёму материал, находящийся в настоящее время в стадии обработки. Заканчивая Актовую речь, я хотел бы подчеркнуть, что успехи хронобиологии привели к возникновению нового, большого раздела медицинской науки – хрономедицины, включающей в себя следующие разделы: хронофизиология, хронобиохимия, хроногигиена, хронопрофилактика, хронодиагностика, хронотерапия, хронофармакология. Как говорится у Екклезиаста, есть время разрушать и время строить... Время разбрасывать камни, и время собирать камни. В хронобиологии их уже начали собирать. 17