CC BY
39
ХРОНОСТРУКТУРА ЦИРКАДИАННЫХ РИТМОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ПРИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ В КЛИНИКЕ И В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
С.М.ЧИБИСОВ
Кафедра патологической физиологии, Российский университет дружбы народов Москва, 117198, ул. Миклухо-Маклая, 8. Медицинский факультет
Л.К.ОВЧИННИКОВА
Кафедра общей и клинической фармакологии, Российский университет дружбы народов Москва, 117198, ул Миклухо-Маклая,8. Медицинский факультет.
Л. А.БАБАЯН
НИИ кардиологии М3 Армении
Армения, Ереван, 375044, ул. П. Севака, 5
У 70 здоровых лиц и 200 больных с патологией сердечно-сосудистой системы, а также у 15 интактных кроликов и 15 кроликов с моделированным хроническим стрессом в крови и моче через каждые 4 часа определялась концентрация электролитов и микроэлементов Установлено, что у здоровых лиц и интактных животных в 75-92% случаев концентрация изучаемых показателей изменяется с циркадианным ритмом. При развитии патологии в 45-60% случаев ритм становится инфрадианным. Выскашвается утверждение, что хроноструктура ритма изменений концентрации электролитов и микроэлементов является важным критерием диагностики и эффективности лечения сердечно-сосудистой патологии
Изучение особенностей временной структуры организма, в частности, циркадианной, особенно важно при выявлении патологических сдвигов, поскольку отклонения, возникающие на этом уровне, предшествуют информационным, энергетическим и структурным нарушениям [2]. В нормальном функционировании водно-электролитного гомеостаза важная роль принадлежит одному из мощных эфферентных звеньев его регуляции - ионорегулирующей функции почек [ 1, 5]. Несмотря на то, что большинство микроэлементов выделяется через желудочно-кишечный тракт, определение их в моче позволяет судить об их обмене [7]. Главной предпосылкой выявления ранних изменений водно-минералвыделительной функции почек является индивидуализированный биоритмологический подход. Именно данному вопросу и посвящено настоящее исследование.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Под наблюдением находились 70 здоровых лиц и 200 больных в возрасте от 30 до 59 лет, в том числе 100 больных с ишемической болезнью сердца - ИБС ( 30 - со стенокардией напряжения, 70 - со стенокардией напряжения и покоя ); 40 - с нейроциркуляторной дистонией (НЦД); 60 больных - с гипертонической болезнью - ГБ ( 20 с лабильным и 40 со стабильным течением ). Исследование здоровых лиц и больных проводилось в условиях стационара при соблюдении унифицированного режима сна, бодрствования, приема пищи, поваренной соли и жидкости. Забор мочи осуществляли с 4-часовыми интервалами в течение 3-5 суток, причем у больных до и после лечения.
Эксперименты проводились на кроликах-самцах породы «шиншилла»: 1-я серия проведена на интактных животных (15 кроликов с массой тела 2600 + 96 г ), во 2-й серии ( 15 кроликов массой 2600 + 87 г ) воспроизводили длительный стресс [4] посредством 1-1,5-часовой иммобилизации (в течение 2 недель) кроликов к станку с одновременным нанесением слабых электрических раздражений (частота 50-100 Гц, продолжительность 1 мс, напряжение 10-20 В), параметры которых регулировали индивидуально до получения эффекта сокращения мышцы задней конечности. У всех животных (во 2-й серий^ начиная с 10 суток воспроизведения стресса) с 4-часовыми интервалами в течение 2 суток забирали кровь из ушной вены, а также 4-часовые порции мочи. Животные находились в индивидуальных
клетках и имели свободный доступ к стандартному рациону питания и воды. Концентрацию минералов определяли Атомно-абсорбционным (магний, железо, медь, цинк, хром, кадмий, ванадий), атом но-эмиссионным (натрий, калий, кальций) и колориметрическим способами (хлор, фосфор). Концентрацию кортикостерона в плазме крови определяли с помощью ра-диоиммунологического анализа. Для выявления ритмов с неизвестным периодом применяли нелинейный метод наименьших квадратов и метод оценки повторяемости фрагментов исследуемых кривых, основанный на дисперсионном анализе. Ритмы группировались согласно международной классификации [6]. Периоды ритмов в интервале от 20 до 28 ч принимались за циркадианные, с 3 до 20 ч - за ультрадианные, с 20 до 96 ч - за инфрадианные.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
У зйоровых лиц из 527 ритмологических исследований экскреции мочи и минералов в 497 (90 %) обнаружены статистически достоверные ритмы. Периоды их у лиц разного возраста в разные времена года в среднем существенно не отличаются друг от друга и находятся в 92% случаев в циркадианном диапазоне. Мезоры и амплитуды ритмов, установленные нами в ходе 3-5-суточных ритмологических исследований у здоровых лиц, несколько отличаются от таковых, полученных другими авторами [8] на основе 27-часовых исследований колебаний, что, очевидно, связано с различием подходов к исследованию ритмов. У больных НЦД статистически достоверные ритмы экскреции мочи и минералов выявляются значительно реже (64%, р < 0,05), чем у здоровых лиц, причем среди статистически достоверных ритмов преобладают (56%) ритмы инфрадианного диапазона мочи, натрия, хлора, магния, фосфора, железа, меди, цинка, хрома и кадмия, циркадианные же составляют 30%; мезоры и амплитуды ритмов экскреции фосфора больше, а кальция - меньше, чем у здоровых лиц.
После лечения у большинства больных отмечено клиническое улучшение и восстановление циркадианных ритмов (55%) экскреции мочи и минералов, лишь ритмы фосфора^ хрома и кадмия сохранили инфрадианный диапазон. Мезоры и амплитуды ритмов экскреции фосфора и кальция после лечения статистически достоверно не отличались от таковых у здоровых лиц.
У большинства больных ИБС со стенокардией напряжения выявляются статистически достоверные ритмы экскреции мочи и минералов (77%), однако, как и в предыдущей группе, чаще (52%) инфрадианные и значительно реже (37%), чем у здоровых лиц, циркадианные ритмы. Инфрадианный диапазон особенно характерен для ритмов экскреции мочи, натрия, хлора, магния, меди, цинка, хрома и кадмия. Мезоры натрия, хлора, фосфора, железа, меди, цинка и ванадия и амплитуды хлора, фосфора, железа, меди, цинка больше, а кальция и магния меньше, чем у здоровых лиц. После лечения отмечается перераспределение ритмов цо цирка- и инфрадиапазонам с преобладанием циркадианных (63%), кроме ритмов xлQpá и хрома, сохраняющих инфрадианный диапазон. Большинство измененных мезоров (хлор, кальций, железо, хром) и амплитуд (хлор, фосфор, кадмий) восстанавливаются по сравнению с данными до лечения.
У больных ГБ лабильного течения статистически достоверные ритмы экскреции мочи и минералов составляют 78%, с преобладанием циркадианных (52%) и инфрадианных (39%). Инфрадианный диапазон особенно характерен для ритмов экскреции магния, фосфора, железа, хрома и кадмия. Мезоры натрия, хлора, фосфора, меди, цинка, хрома и кадмия и амплитуды фосфора, цинка и кадмия больше, а кальция (мезор) и магния (мезор и амплитуда) меньше, чем у здоровых лиц. После лечения отмечается перераспределение ритмов по всем диапазонам с возрастанием процента (24) ультрадианных и уменьшением процента циркадианных (39) и инфрадианных (37). Следует отметить, что ультрадианные ритмы играют важную роль в формировании, а в дальнейшем и стабилизации циркадианных ритмов [9]. .
Полученные наади результаты свидетельствуют о том, что для больных со стенокардией напряжения специфично увеличение мезоров экскреции железа и ванадия, а для больных с лабильной гипертензией - кадмия. Известно, что микроэлемент ванадий обладает выра-
женным антисклеротическим действием, блокируя синтез холестерина на стадии образования мевалоновой кислоты [3, Ю]; по мере развития атеросклероза содержание его в тканях организма уменьшается. Вероятно, этому способствует увеличение его выведения из организма неординарным путем - с мочой. Кадмий способствует развитию гипертензии [ II ] и не является эссенциальным элементом для животных и человека, усиление его экскреции с мочой при лабильной гипертензии, вероятно, является защитной реакцией организма. Общим для ритмов экскреции мочи и минералов при стенокардии напряжения и лабильной гипертензии является увеличение мезоров и (или) амплитуд экскреции натрия, хлора, фосфора, меди, хрома, цинка, и уменьшение магния и кальция. При НЦД отмечается лишь уменьшение мезоров и амплитуд ритмов экскреции кальция и увеличение - фосфора.
Таким образом, мезоры и (или) амплитуды ритмов некоторых элементов могут служить чувствительным и (или) специфичным критерием дифференциальной диагностики для выявления ранних изменений водно-минералвыделительной функции почек при ранних стадиях болезней сердечно-сосудистой системы. Однако общим и доминирующим в изменениях параметров циркадианной организации водно-минералвыделительной функции почек при НЦД, стенокардии напряжения и лабильной гипертензии является период и внутренняя десинхронизация ритмов. Можно предположить, что в основном период ритмов экскреции мочи и минералов при этих заболеваниях приобретает значение чувствительного, но не специфического параметра. Преобладание инфрадианного неоритмостаза при НЦД, стенокардии напряжения и лабильной гипертензии, очевидно, является следствием затяжной стресс-реакции. Это предположение нами было подвергнуто экспериментальной проверке.
Результаты исследований показали, что у интактных животных ритмы минералов крови и мочи, в основном, циркадианные, а у животных 2-й серии (с длительным стрессом) -инфрадианные. Причем ритмы кортикостерона и кальция во 2-ой серии в 100% лежат в инфрадианном диапазоне, а мезоры и амплитуды кортикостерона больше, чем у интактных животных. Амплитуда ритмов меди в плазме во 2-й серии больше, а магния меньше, чем в 1-ой серии. Отмечается также увеличение мезора ритма экскреции натрия, меди и цинка и уменьшение мезора и амплитуд экскреции кальция.
Таким образом, параметры ритмов экскреции мочи и минералов при экспериментальной модели длительного стресса существенно отличаются от этих же параметров интактной серии. В отличие от 1-й серии (24%) у кроликов 2-й серии в 43% случаев применяемые математические модели не выявили статистически достоверный ритм, а среди достоверных ритмов преобладает (54%) инфрадианный диапазон, как при НЦД, стенокардии напряжения и лабильной гипертензии.
При стенокардии покоя и стабильной гипертензии отмечается изменение мезоров и (или) амплитуд ритмов экскреции ряда элементов, но в отличие от данных больных со стенокардией напряжения и лабильной гипертензией явление дисритмостаза наблюдается чаще. Среди статистически достоверных ритмов доминирует циркадианный диапазон (соответственно 54% и 48%). Кроме того, не отмечается восстановление (до и после лечения) более специфичных параметров ритмов (мезор и амплитуда) минералов, которые играют важную роль при атеросклерозе и гипертензии.
Поддержание циркадианной организации водно-минерального гомеостаза при хронической патологии предполагает существование механизмов, реализующих ее адаптацию к условиям заболевания. Можно предположить, что у больных со стенокардией покоя и стабильной гипертензией некоторое восстановление циркадианного периода указывает на адаптацию водно-минералвыделительной функции почек к относительной стабилизации патологического процесса.
При стенокардии покоя и стабильной гипертензии отмечается изменение мезоров и (или) амплитуд ритмов экскреции ряда элементов, но в отличие от данных больных со стенокардией напряжения и лабильной гипертензией явление дисритмостаза наблюдается чаще. Среди статистически достоверных ритмов доминирует циркадианный диапазон (соответственно 54 и 48%). Кроме того, не отмечается восстановление (до и после лечения) более
специфичных параметров ритмов (мезор и амплитуда) минералов, которые играют важную роль при атеросклерозе и гипертензии.
Поддержание циркадианной организации водно-минерального гомеостаза при хронической патологии предполагает существование механизмов, реализующих ее адаптацию к условиям заболевания. Можно предположить, что у больных со стенокардией покоя и стабильной гипертензией некоторое восстановление циркадианного периода указывает на адаптацию водно-минералвыделительной функции почек к относительной стабилизации патологического: процесса, которая, вероя тно, может продолжаться до истощения компенсаторных возможностей организма.
ЛИТЕРАТУРА
1. Асланян Н.Л. Нарушение электролитного гомеостаза при гипертонической болезни. - Ереван : Апастан, 1973.
2. Баевский P.M. Саморегуляция биологических ритмов как один из механизмов адаптации организма к изме-
нениям внешней среды // Адаптивная саморегуляция функцнй (под ред. Н.Н.Василевского) - М : Медицина, 1977. С.49‘67 1
3. НозОрюхина Л.Р., Нёйко Е.М:, Ван0.жура И.П: Микроэлементы и атеросклероз. - М.: Наука, 1985
4. Судаков К.В. Системный анализ индивидуальных сосудистых реакций животных в условиях экспери-
ментального эмоционального стресса// Вестник АМН СССР. 1982 . №7. с.11-24.
5 Aslanian N.L., Krishchian Е.М., Assatrian D C. On the methodology investigation in clinical medicine // In: Гаг-quini B. (Ed.): Social diseases and Chronobiology. -Bologna.: Esculapio Pub., 1987. P. 155-161.
6. Garandente F. From the Glossary of Chronobiotogical Update II C'hronobiologia. 1984:3. P. 313-322
7. Clarkson T.V., Nordberg G.F., Sager P.M. Biological monitoring of metals with special reference to the early
stage of the life cycle // The VI UOEH Inter, symposium and the LU-rd COMTOX on Bio and Toxicokinetics of metals. Kitakyshu City. Japan, UOF.H, 1986. P. 56-57.
8. Kanabrocki E.L., Seheving L.E., OlmnJ.H. el al Circadian variation in the urinary excretion of electrolytes and
trace elements in man // Amer. J. of Anatomy. 1983.166. P.121-148.
9. Kass D A . Suzman F.М., Fuller Ch. A.. Moore M С Are ultradian and circadian rhythms in renal potassium excre-
tion related? //C'hronobiologia. 1980. 3. P. 343-353.
10. Meisch H.U.. Bieling H.J Chemistry and biochemistry of vanadium // Dfsic Rec. Cardiol. 1980. 3. P. 413-417.
11. Schroeder H A., Buckam H. Cadmium hypertension: Its reversal in rats by a zinc clielat // Arc. Environ Health.
1967. 14. P. 693-697.
THE CHRONOSTRUCTURE OF CIRCADIAN RHYTM OF ELECTROLYTES AND TRACE ELEMENTS IN PATIENTS WITH CA RDI O-VASCl 11 .A R PATHOLOGY AND IN EXPERIMENT.
CHIBISOVS.M.
Department of Pathological Physiology. Russian Peoples' Friendship University.
Moscow, /17198. Miklukho-Maklaya si.. 8 Medical faculty.
OVCHINNIKOVA L.K.
Department of General and Clinical Pharmacology, Russian Peoples' Friendship University.
Moscow, 117/ 98. Miklukho-Maklaya St., 8. Medical faculty.
BABAYAN L A.
Scientific Research Institute of Cardiology. Ministry of Ministry of Public flealth of Armenia Armenia. 3750J4. P. Sevaka St., 5.
Concentrations of electrolytes and trace elements w ere measured every 4 hours in the blood and urine of 70 healthy volunteers and 200 patients with cardiovascular pathology and of 15 intact and 15 rabbits with the chronical modeled stress. It was shown that the concentration of the studied ligures of healthy subjects and intact animals in 75-92% cases were changed with circadian rhythms. In 45-60% of trials of pathological patient and animais rhythm became as infradian rhythm. The conclusion conseming chronostructure of rhythm of electrolytes and trace elements concentrations is important criterion of diagnostic and effective treatment of cardio-vascular pathology has been made.
