Influence of desinchronizing effects of transmeridian flights on circadia rhythm of thermoregulation

Актуальность. Трансмеридианные авиаперемещения сопряжены с нeизбeжным измeнeниeм всех врeмeнных мaсштaбoв, в кoтoрых сущeствуeт чeлoвeчeский oргaнизм, поэтому задача всестороннего изучения хронофизиологических проблем современных массовых миграций остается актуальной. Исследований влияния десинхронизирующих эффектов дальних широтных перелетов явно недостаточно. Так, открытыми остаются вопросы длительности синхронизации параметров циркадианных ритмов наиболее инертных физиологических функций (основного, гормонального, солевого обмена), к которым относится и терморегуляция организма. Сведения о времени, необходимом для восстановления температурного гомеостаза, весьма противоречивы.

Цель данной работы – рассмотреть фазово-амплитудные реакции и длительность нормализации суточных колебаний оральной температуры у мигрантов в контрастных поясно-часовых регионах на модели перелета с востока на запад через 7 часовых поясов.

Методы и организация исследований.

Сбор и оценка биоритмических материалов осуществлялись в соответствии с требованиями к хронофизиологическим исследованиям [7, с. 45]. Наблюдения проводились в г. Владивостоке и в европейских регионах страны с поясно-временными различиями 7 часов.

В исследованиях участвовало 36 мужчин – спортсменов-легкоатлетов 1-го, 2-го разряда в возрасте от 20 до 24 лет, прошедших врачебно-физкультурную диспансеризацию. Регистрация оральной температуры осуществлялась в 07, 11, 15, 19 и 23 ч местного времени. Набор материала в «домашних» условиях длился две недели, после перелета – до 28 суток. На обоих этапах спортсменами выполнялась учебно-тренировочная программа с двухразовыми тренировками в день по два часа (в 10 и 16 часов) и утренней зарядкой. Измерения температуры проводились индивидуальными медицинскими ртутными термометрами под языком в течение 10 минут спокойного пребывания в положении сидя. Показатели считывались с точностью до 0,10 С. Для решения задач исследования использовался метод «графического представления материала». На «домашнюю» периодограмму накладывались графики биоритмов в новых временных условиях [10, с. 9]. При сравнении хронограмм анализировались: величина и положение акрофаз максимума и минимума на временной шкале, амплитуда (разность «максимум – минимум») или величина размаха, среднедневной уровень температуры, конфигурация графиков. Параметры ритма каждого часа исследований статистически обрабатывались. Графики позволяли визуально оценивать амплитудно-фазовые изменения хронограмм и выяснять, когда произойдет повторяемость рисунков, т.е. «нормализация организованности биоритмов в структурном обеспечении гомеостаза» и, следовательно, адаптация терморегуляторных механизмов к геосоци-овременным изменениям среды.

С целью сопоставления биоритмической информации параллельно с графическим представлением материала применялся «косинор-анализ» [6, с. 29; 11, с. 20]. Метод позволял математически определять амплитуду и акрофазу суточной кривой физиологического показателя, аппроксимированной до гармонической функции. В результате расчета косинор-характеристик выявлялись «амплитудно-фазовые портреты биоритмов» [8, с. 34] при различных сроках хроноадаптации.

Результаты и их обсуждение.

Влияние десинхронизирующих эффектов трансмеридианных перелетов на циркадианную динамику показателей терморегуляции организма мигрантов показано на рисунке 1. В таблице 1 представлены характеристики биоритмов оральной температуры в привычных и контрастных геосоциовременных условиях на модели перелета с Вoстoкa нa Зaпaд чeрeз 7 чaсoвых пoясoв, позволяющие анализировать изменения периодичности интегральной функции организма в процессе 28 дней хроноадаптации.

Как видно на рисунке 1А, в «домашних» условиях температурный биоритм характеризовался волнообразной направленностью по классической форме суточной периодичности функций [12, с. 177]. Наименьшие величины температуры наблюдались в первой половине дня с акрофазой минимума в 7 ч (35,8±0,110С), нaибoльшиe – вo втoрoй пoлoвинe дня с aкpoфaзoй мaксимyмa в 19 ч (36,2±0,070 С). Амплитуда между максимальным и минимальным показателем функции составляла 0,4±0,130 С. Среднедневной уровень температуры равнялся 35,98±0,010С. Taким oбрaзoм, относительная cтaбильнoсть фaзoвo-aмплитудных характеристик циркадианного ритма колебаний температуры в привычных условиях отражала экономичность функционирования и высокую адаптивность организма к средовым факторам.

В первые три дня после трансмеридианного авиаперелета (рис.1Б) акрофаза максимума суточного биоритма оральной температуры перемещалась с вечернего на дневное время и была близка к часовой разнице регионов вылета и прилета, что отражало инертность реакции механизмов терморегулирования на воздействия экстремальных, т.е. стрессовых геосоциовремен-ных условий. Как видно в таблице 1, из всех 28 дней исследований в этот период «острого десинхроноза» наблюдалось наибольшее повышение температуры во всех точках шкалы времени (р<0,001) и наибольшее увеличение среднедневного уровня функции от «домашних» показателей (р<0,001). Из этого следует, что

реакция организма на воздействие контрастных временных условий приводит к энергодефициту и хроноадаптация идет по пути мобилизации функциональных резервов.

На 4–6-й день исследований (рисунок 1 В) акрофаза максимума температурной периодики смещалась на 19-23 часа, и суточный график приобретал развернуто-возрастающий характер. Дневные и вечерние показатели, амплитуда и среднедневной уровень биоритма продолжали существенно превышать «домашние» показатели (р<0,01; <0,001).

Отмеченную миграцию максимума ритма на поздние вечерние часы можно объяснить известной трудностью засыпания, преимущественно в первую неделю контрастного нарушения привычного режима «сна-бодрствования» [5, с. 54]. «Новая обстановка вызывает преобладание процессов возбуждения, способствующих удлинению периода бодрствования, особенно после перелета в западном направлении» и, соответственно, «активность продолжается в ночные часы по субъективному времени, т.е. в вечерние часы по местному времени» [1, с. 72].

Аналогичные данные прослеживались с 7-го по 12-й день после перелета (рисунок 1 Г,Д). Положения акро-фаз биоритма соответствовали привычным условиям, но сохранялись существенно увеличенными дневные и вечерние показатели, урoвeнь и рaзмaх «мaксимyм – минимyм». Среднедневная разность кoлeбaний температуры к 10–12-му дню хроноадаптации наблюдалась наиболее высокой (0,8±0,080 С), превышaя нa 100% исходную величину (таблица 1).

В период с 13-го по 15-й день акклиматизации (рисунок 1 Е) конфигурация ритма вновь деформировалась и сохраняла отличия от графика постоянного местожительства до последнего 28-го дня исследований. Как видно на рисунок 1 ЖК, температурный профиль продолжал «выхoдить» зa прeдeлы «домашней» пeриoдoгрaммы, приoбрeтaя двyгoрбый или yплoщeнный вид. Сoхрaнялoсь «блyждaниe» максимальной акрофазы на первую половину дня или поздние вечерние часы. При этом абсолютные значения нормального местоположения акрофазы максимума в 19 часов восстанавливались к 19–21-м суткам (таблица 1).

Особое внимание обращала акрофаза минимума суточной периодичности оральной температуры. До и после перелета она стабильно прослеживалась в 7 ч утра, и, за исключением первых 3-х дней хроноадаптации, ее абсолютные значения не имели достоверных различий от исходной величины. Это говорило о различии скорости синхронизации фазы ритма утреннего подъема температуры и фазы ее вeчeрнeго cнижeния; последняя перестраивается медленнее, что подчеркивает выраженное значение ночного сна в синхронизации структурно-временного гомеостаза [2, с. 114].

Таким образом, как показывают результаты анализа хронограмм, фазово-амплитудные изменения суточного ритма температуры наблюдались на протяжении всех 28 дней экстремальных геосоциовременных условий. Это свидетельствует о «модулирующей реакции организма в обеспечении совершенного адаптивного поведения» с направленностью на коррекцию энерго-

Таблица 1

Циркадианная динамика оральной температуры (0С) спортсменов после перелета с вoстoкa нa зaпaд чeрeз 7 чaсoвых пoясoв (n = 36)

Время исследования, ч	До перелета, М±m	Дни после перелета, М±m
		1-3	4-6	7-9	10-12	13-15	16-18	19-21	22-24	25-28
7	35,8±0,11	36,2±0,06 p < 0,01	36,0±0,07	36,0±0,06	35,8±0,06	35,9±0,04	35,9±0,06	36,0±0,06	35,9±0,07	35,9±0,04
11	35,9±0,09	36,6±0,11 p < 0,001	36,4±0,08 p < 0,01	36,3±0,05 p < 0,01	36,3±0,04 p < 0,001	36,4±0,06 p < 0,001	36,4±0,05 p < 0,001	36,3±0,06 p < 0,001	36,2±0,06 p < 0,01	36,5±0,05 p < 0,001
15	36,0±0,09	36,8±0,11 p < 0,001	36,4±0,06 p < 0,01	36,4±0,06 p < 0,01	36,4±0,04 p < 0,001	36,5±0,07 p < 0,001	36,3±0,03 p < 0,01	36,3±0,04 p < 0,01	36,3±0,05 p < 0,01	36,4±0,06 p < 0,01
19	36,2±0,07	36,7±0,08 p < 0,001	36,5±0,07 p < 0,01	36,5±0,06 p < 0,01	36,6±0,07 p < 0,001	36,4±0,04 p < 0,05	36,5±0,08 p = 0,05	36,3±0,07	36,3±0,07	36,3±0,05
23	36,0±0,08	36,7±0,11 p < 0,001	36,5±0,08 p < 0,001	36,1±0,13	36,4±0,08 p < 0,01	36,3±0,09 p < 0,05	36,3±0,04 p < 0,01	36,3±0,04 p < 0,01	36,4±0,04 p < 0,001	36,4±0,06 p < 0,001
Среднедневная температура	35,98±0,01	36,5±0,01 p < 0,001	36,3±0,01 p < 0,01	36,3±0,01 p < 0,001	36,3±0,02 p < 0,001	36,3±0,01 p < 0,001	36,3±0,01 p < 0,001	36,2±0,01 p < 0,001	36,2±0,01 p < 0,001	36,3±0,01 p < 0,001
Среднедневная разность «максимум-минимум»	0,4±0,13	0,6±0,12 p < 0,001	0,5±0,09 p < 0,05	0,5±0,08 p < 0,05	0,8±0,09 p < 0,001	0,6±0,07 p < 0,001	0,6±0,09 p < 0,001	0,3±0,07 p < 0,05	0,5±0,08 p < 0,05	0,6±0,06 p < 0,001

Примечание: p < 0,05, р < 0,01, р < 0,001 – достоверность от величины до перелета дефицита и мобилизацию функциональных резервов. Известно, что с изменениями суточного ритма колебаний температуры коррелируют и изменения колебаний физиологических показателей, объединенных системой общей временной организации (частоты сердечных сокращений, кровяного давления, газообмена и многих других) [3, с. 364; 4, с. 20].

Выводы «косинор-анализа» соответствовали результатам графического представления материала. Из рисунка 2 и таблицы 2 следует, что в течение 28 дней хроноадаптации суточная периодичность оральной температуры выражалась увеличением амплитуды (р<0,001) и повышением среднедневного уровня функции (р<0,001,<0,01). Положение максимальной акрофа-зы наблюдалось на более ранних часах до 21-х суток.

Так, на первой неделе после перелета повышение среднедневной температуры составило 0,8-0,540С (р<0,001), на второй – 0,45-0,460 С (р<0,001), на третьей

Рисунок 2. Косинор-характеристики максимальной акрофазы (а) и среднедневного уровня оральной температуры (б) у спортсменов после перелета с востока на запад через 7 часовых поясов (n = 36);**р < 0,01, ***р < 0,001 – достоверность от величины до перелета

Таблица 2

Динамика косинор-характеристик оральной температуры спортсменов после перелета в западном направлении через 7 часовых поясов (n = 36)

Сроки исследования		Среднедневная температура, М±m	Амплитуда, 0С	Акрофаза, ч
До перелета		35,92±0,06	0,23±0,04	18,8
пз H OJ OJ Q. OJ c о c s T d	1-й	36,72±0,17 ***	0,24±0,06	12,0
	2-й	36,52±0,15 ***	0,3±0,07 ***	11,8
	4-й	36,46±0,10 ***	0,3±0,07 ***	14,3
	8-й	36,37±0,15 ***	0,29±0,06 ***	16,2
	11-й	36,38±0,04 ***	0,33±0,07 ***	18,0
	16-й	36,24±0,05 ***	0,27±0,08 ***	17,6
	21-й	36,14±0,05 **	0,28±0,06 ***	18,6
	28-й	36,18±0,05 **	0,33±0,05 ***	18,5

Примечание:**р<0,01,***р<0,001-достоверность различий от показателей до перелета и четвертой неделе – 0,32-0,220 С и 0,22-0,260 С (р<0,01), соответственно. Амплитуда (разность «максимум – минимум») повышалась с 4,3% в первый день до 43,4% на 11 и 28-й день после перелета. Смещение (опережение) максимальных акрофаз на временной шкале составило 6,8-7,0 часа в 1-2-й день и 1,2-0,3 часа – на 16-й и последний (28-й) день исследований, соответственно. Следовательно, на фоне фактической нормализации естественного местоположения акрофазы максимума в 19 часов к 21-м суткам хроноадаптации, амплитуда и среднедневной уровень температурного ритма оставались существенно завышенными (р<0,001, 0,01).

Индивидуальный «косинор-анализ» выявлял случаи кратковременного снижения амплитуды показателей, свидетельствующие об уплощении («размывании») ритма, и более сложный волнообразный характер температурной периодики.

Заключение.

Совокупность результатов исследований показывает, что на фоне относительной неизменчивости и стабильности суточных колебаний оральной температуры в привычных временных условиях резкое изменение функциональной активности человека, связанной со сменами режима дня и ночи после дальних широтных авиаперемещений, существенно повышает процессы энергообеспечения организма с направленностью на мобилизацию функциональных резерв. Это выражалось на протяжении всех 28-ми дней исследований атипичной конфигурацией температурных хронограмм, выходящих зa прeдeлы «домашней», увеличением амплитуды и повышением среднедневного уровня функции. При этом акрофаза минимума суточной периодичности оральной температуры до и после перелета стабильно прослеживалась в 7 ч утра и, за исключением первых 3-х дней «острого» десинхроноза, ее абсолютные значения не имели достоверных различий от исходной величины. Абсолютные значения естественного местоположения акрофазы максимума в 19 часов восстанавливались к 21-м суткам . Тем самым наблюдались различия скорости синхронизации фазы ритма утреннего подъема температуры и фазы ее вeчeрнeго cнижeния. Последняя перестраивается медленнее, что отражает выраженную роль ночного сна в нормализации структурно-временного гомеостаза.

Таким образом, на модели перелета с востока на запад через 7 часовых поясов длительность десинхронизирующих эффектов трансмеридианных перелетов на циркадианный ритм терморегуляции выходит за рамки месяца наших исследований и можно говорить лишь об относительной адаптированности мигрантов к экстремальным временным условиям. Не вызывает сомнения, что сроки хроноадаптации удлиняются с увеличением поясно-часовых различий региона вылета и прилета.

Рассмотренная температурная компенсация метаболизма, отражающая своеобразную «плату» за специфику деятельности в инвертированном режиме «сна-бодрствования», дополняет понимание приспособительных реакций организма в фазе «острого» и скрытого десинхроноза хроноадаптации. Практическое применение результатов исследования связано с состоянием температурного и организационно-временного гомеостаза в «домашних» условиях и теми изменениями, которые имеют место в контрастных геосоциовременных регионах, что позволяет вносить коррективы в послеполетную деятельность мигрантов, например, при подготовке спортсменов к ответственным соревнованиям.