Исследование интегральных показателей сердечно-сосудистой деятельности в зависимости от антропогенных и климатических факторов

Яскин Евгений Григорьевич, главный врач

Трифонова Татьяна Анатольевна, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой биологии и почвоведения

Пермяков Сергей Александрович, аспирант

Каторгина Галина Ивановна, доктор биологических наук, доцент кафедры биологии и почвоведения

предприятий промышленности, а также в воздушную среду производственных помещений поступают разнообразные химические соединения, в том числе тяжелые металлы, которые активно включаются и изменяют органный гомеостаз, начиная с микроциркуляторного уровня. Известные способы фармакологической регуляции нарушенного метаболизма приводят к нежелательным или непредсказуемым эффектам. Поэтому в настоящее время ведутся разработки новых немедикаментозных, неинвазивных методов коррекции состояния физиологических систем организма человека [3].

Цель работы: изучить влияние неблагоприятных экологических факторов на показатели микроциркуляции, мозговой гемодинамики и ритма сердца для условно-здоровых молодых людей.

Материалы и методы. Параметры групп обследуемых, представлены в таблице 1.

Город Владимир является наиболее загрязненным среди городов области по количеству выбросов (23,2%) и определяет экологическую ситуацию во всей области. На его предприятиях установлено около 5259 стационарных источников выбросов, что состав-ляет 20,6% от общего количества источников по области, из них 4505 организованных и 754 неорганизованных. Мониторинг состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории области ведется лабораторией санитарно-гигиенических исследований ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии во Владимирской области» и Владимирским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Учитывая значительный временной лаг для формирования экозависимой патологии, в качестве территории риска были выбраны следующие объекты: территория Владимирского химического завода, вносящего значительный вклад в загрязнение города фенолом и формальдегидом, для которых были получены самые высокие индексы опасности за длительный период времени и территории с повышенным содержанием свинца в почве, расположенные вблизи автомобильных заправочных станций, и крупных магистралей (рис. 1).

Таблица 1. Параметры групп обследуемых

Группа	Возраст	Количество-муж/жен	Характеристика	Период наблюдения
контрольная 1	19-23	36/43	проживающие в городских пригородах	март-май 2013 г. 10.00-13.00
опытная 1		33/42	проживающих в неблагоприятных условиях городской среды
контрольная 2		35/35	проживающие в городских пригородах	ноябрь-февраль 20122013 гг. 10.00-13.00
опытная 2		34/32	получившие травмы костномышечной системы вследствие климатических факторов

Рис. 1. Загрязнение атмосферного воздуха в г. Владимире

В структуре заболеваемости костномышечной системы во Владимирской области и г. Владимире наблюдается значительное влияние неблагоприятных климатических факторов, таких как гололед, наледь, снежные заносы и др. В работе [3] показана устойчивая сезонная взаимосвязь климатических факторов на здоровье популяции в исследуемом регионе.

Для анализа данных нами была использована математическая модель раздельного капиллярного кровотока [3, 4] и эксперименальное программное обеспечение [4], что позволило выделить и оценить два вида капиллярного кровотока: артериокапил-лярный (Ак) и капилляровенулярный (Кв), каждому из которых соответствовал свой диапазон значений показателя микроциркуляции. Основной показатель кровотока измерялся с помощью лазерного анализатора кровотока «ЛАКК-02».

Возможные нарушения функционирования мозгового кровотока оптимально выявляются с помощью реоэнцефалографического обследования. Наиболее информативна методика реоэнцефало-графического обследования в тех случаях, когда картина сосудистого поражения не выражена или отсутствует вовсе. Данные реоэнцефалографии были получены с помощью аппарата «телепат-104Р». Исследования ритма сердца проводилось с помощью усилителя биопотенциалов «КАРДи2/4» и стандартных методик исследования вариабельности сердечного ритма (ВСР). Для интегральной оценки ФСО по ритму сердца у исследуемых использовался параметр избытка информационной энтропии i. При ФСО в норме ритм сердца имеет хаотическую составляющую, выраженную в форме шума Гаусса. Рост ее уровня определяется ростом информационной энтропии диаграммы ритма и приближением распределения R-R интервалов к нормальному закону распределения. Избыток информационной энтропии рассчитывается по формуле:

i = log23σ – I*, (1)

где I* - информационная энтропия ритма сердца, σ – стандартное отклонение R-R интервалов. Данный параметр имеет сезонные уровни. Значение i = – 0,5 бит, соответствует идеализированному состоянию абсолютного покоя организма с работой сердца в режиме автоматии (контроля ритма) [6, 7].

Каждое значение i определено сезонным интервалом времени. При i =0 данные соответствуют весеннему сезону, при i =1 – зимнему, при i =2 – осеннему. При i =3 и выше функциональное состояние определено вне рамок сезонной адаптации. Смысловая физиологическая упорядоченность ритма сердца определена системой «регуляция-сердце», включающей в себя механизмы адаптации, контроля, регуляции и управления ритмом. Интенсификация работы системы «регуляция-сердце» сопровождается усилением детерминистской составляющей ритма сердца, и фиксируется снижением величины I * и ростом I [6].

В работах [6, 7] разработана функциональная параметрическая модель ритма сердца в форме диаграммы распределения ФСО человека, представляющая универсальную «шкалу ФСО» по критерию избытка продукции информационной энтропии в границах: – 0,5÷6 бит, обеспечивающая повышение уровня диагностической и прогностической информативности электрокардиографических обследований.

Результаты и обсуждение. Рассмотрим полученные в ходе исследования вариабельности сердечного ритма данные (табл. 2). Данные табл. 2 показывают, что в опытных группах существует заметное ухудшение ФСО по параметру избытка информационной энтропии, что при сравнении с контрольными объясняется воздействием неблагоприятных экологических факторов, как климатической, так и антропогенной природы. В то же время характеристика ФСО по стандартной методике не выявляет значимых различий между контрольной и опытной группами. Рассмотрим данные исследования раздельного капиллярного кровотока (табл. 3).

Таблица 2. Результаты исследования вариабельности сердечного ритма

Группы	ФСО по Баевскому	Индекс напряженности, у.е.	Избыток информационной энтропии i , бит
контрольная 1	3,5 ± 0,5	125±10,1	1,1+-0,31
опытная 1	3,9±-0,6	120±15,0	4,0+-0,4
контрольная 2	3,7 ± 0,7	111±17,3	2,1+-0,25
опытная 2	3,5 ± 0,4	129±20,1	4,2+-0,5

Таблица 3. Результаты исследования раздельного капиллярного кровотока

Группа	Кол-во чел.	Ак/Кв	Нормализованные значения скорости капиллярного кровотока, %	Средне-квадратичное отклонение, σ	Средняя ошибка, m	Вероятность ошибки, P
контрольная 1	79	Ак
		Кв	50,29
опытная 1	75	Ак	61,02	2,11	0,15	<0,05
		Кв	39,98
контрольная 2	70	Ак	48,65	1,00	0,10	<0,05
		Кв	51,35
опытная 2	66	Ак	60,00	0,91	0,12	<0,05
		Кв	40,00

Рассмотрим данные исследования раздельного капиллярного кровотока (табл. 3). Результаты говорят о том, что в опытных группах наблюдается нарушение баланса раздельного капиллярного кровотока. Неблагоприятные факторы окружающей среды усугубляют нарушенный баланс микроцир-куляторного русла. Рассмотрим полученные данные исследования мозговой гемодинамики (табл. 4). Анализ результатов реоэнцефалографии показывает, что неблагоприятные факторы климатической и антропогенной природы отрицательно сказываются на мозговой гемодинамике условноздоровых молодых людей.

Выводы: в опытных группах, проживающих в неблагоприятных условиях и получивших травму, обнаружен дисбаланс мозговой гемодинамики и микроциркуляторного русла, который обуславливается негативным влиянием экологической обстановки, а также ухудшение ФСО по параметру избытка информационной энтропии. Обнаружен единый механизм влияния экологических факторов различной природы на организм человека. Нарушение баланса микроциркуляторного русла влечет за собой снижение адаптационных способностей организма, что в свою очередь поддерживает тенденцию к истощению функциональных резервов организма.

Таблица 4. Данные исследования мозговой гемодинамики

Группы	Кровенаполнение в бассейне		Тонус артерий напряжения		Тонус артерий сопротивления		ΣMkd*
	A. carotis	А. vertebralis	A. carotis	А. vertebralis	A. carotis	А. vertebralis
контрольная 1	0,141±0,010 0,142±0,005	0,101±0,004 0,101±0,002	1,68±0,011 1,41±0,032	0,84±0,02 0,86±0,01	1,00±0,05 0,89±0,06	0,35±0,007 0,42±0,005	218±10
опытная 1	0,120±0,012 0,110±0,010	0,111±0,01 0,122±0,004	1,80±0,01 1,63±0,04	1,40±0,01 1,25±0,01	1,41±0,05 0,96±0,05	0,62±0,005 0,58±0,005	269±13
контрольная	0,142±0,012	0,099±0,005	1,69±0,005	0,83±0,01	1,00±0,07	0,35±0,002	221±9
2	0,143±0,010	0,101±0,003	1,42±0,004	0,87±0,03	0,90±0,05	0,46±0,003
опытная 2	0,115±0,02 0,119±0,05	0,120±0,03 0,118±0,07	1,75±0,02 1,60±0,05	1,28±0,03 1,11±0,05	1,36±0,05 0,99±0,05	0,67±0,012 0,61±0,015	271±15

Примечание: * - сумма 4-х зон головного мозга