BIOLOGICAL AGE OF MEN - ROTATION WORKERS OF ARCTIC, RESIDENTS OF THE SOUTHERN PART OF TYUMEN REGION - A COMPARATIVE STUDY

Full Text

Durov A. M., Gubin D. G., Prokopiev N. Ya., Zuevsky V. P., Solovieva S. V. Biological Age of Men - Rotation Workers of Arctic, Residents of the Southern Part of Tyumen Region - a Comparative Study. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2018, 2, pp. 26-30. Биологические ритмы организма человека, с одной стороны, являются одним из важнейших механизмов приспособления к внешней среде, а с другой - рассматриваются в качестве универсального критерия его функционального состояния, благополучия [1, 9, 25, 26]. Большой интерес представляет сравнительный анализ биоритмов физиологических показателей жителей юга и севера Тюменской области, районов с различными климатическими условиями, с оценкой их биологического возраста. Известно, что биологический, или истинный, возраст человека определяется не только генетическими механизмами, но и образом жизни, а также условиями проживания, и в частности климатическими условиями [13, 14, 16, 25]. Поскольку биологический возраст - это мера изменения биологических возможностей человека во времени [3], оценка его у лиц, работающих в 26 Экология человека 2018.02 Экологическая физиология условиях Заполярья и на юге Тюменской области, является актуальной проблемой. В связи с этим цель настоящей работы - изучить структуру околосуточных ритмов показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем и оценить биологический возраст у лиц зрелого возраста, работающих длительное время на севере и юге Тюменской области. Методы Обследованы 34 мужчины (средний возраст (30,1 ± 0,8) года), длительное время работающие вахтовым методом в поселке Харасавэй (Заполярье), - группа исследования, а также 30 мужчин в возрасте (37,0 ± 1,0) года, проживающих и работающих на юге Тюменской области (г. Тюмень), - контрольная группа. Средний стаж работы в Заполярье для мужчин составлял 6,5 года. Использовалась классификация возрастных групп, принятая на 7-й Всесоюзной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии (Москва, 1965 г.). Согласно этой классификации выделяют зрелый 1-й период (22-35 лет) и зрелый 2-й период (36-60 лет). Обследование осуществлялось с хронобиологиче-ских позиций четыре раза в сутки: в 8, 12, 16 и 20 часов. Из группы исключались люди с обострениями заболеваний, а также имеющие в анамнезе заболевания, которые могли бы повлиять на результаты, например сахарный диабет, бронхиальная астма и другие. Для оценки функционального состояния измерялось артериальное давление на правой руке в условиях относительного покоя в положении сидя. Использовался электронный измеритель артериального давления. Из полученных данных рассчитывались: пульсовое давление (ПД) в мм рт. ст.; среднее динамическое давление (СДД) в мм рт. ст.; систолический объем сердца (СО) в мл; минутный объем кровообращения (МОК) в мл/мин. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) в мл определялась на спирометре. Частота дыхания (ЧД) считалась в положении лежа, после 5-минутного отдыха. Величину биологического возраста определяли по методу А. М. Дурова [16]. Данный способ основан на хронобиологическом подходе. Согласно теории Г. Д. Губина [6, 7] весь онтогенез представляет форму волчка. На ранних этапах онтогенеза амплитуда циркадианных ритмов физиологических показателей возрастает и достигает максимальных величин в зрелом возрасте. На поздних этапах (пожилой и старческий возрасты) происходит затухание циркадианных ритмов, что проявляется в снижении амплитуд. Данная теория получила дальнейшее развитие [1, 8, 10, 25] и была подтверждена другими исследованиями, в том числе на молекулярно-генетическом уровне [23]. В этих работах было показано, что снижение циркадианных амплитуд физиологических и биохимических параметров в целом является неблагоприятным фактором, указывающим на утрату синхронности биологических процессов. Нами были разработаны специальные шкалы по параметрам суточного ритма: амплитудам и мезорам (средним значениям полезного сигнала) для пяти возрастов (юношеского, зрелого 1-го, зрелого 2-го, пожилого и старческого), которые характеризуют биологический возраст человека. Вначале определялись мезоры и амплитуды биоритмов. Затем по имеющимся шкалам (для пяти возрастных групп) устанавливался биологический возраст по изученным показателям системы крови, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Биологический возраст сопоставлялся с паспортным, или хронологическим, возрастом. Математически были рассчитаны параметры биоритма: мезор - среднесуточный уровень, амплитуда -отклонение от среднесуточного уровня, акрофаза - время наибольшего значения показателя [2]. Результаты В наших исследованиях мезоры ПД, дыхательного объема (ДО), ЖЕЛ у жителей юга Тюменской области были статистически значимо выше аналогичных значений у северян. Среднесуточные значения частоты сердечных сокращений (ЧСС) значимо выше у лиц, работающих в Заполярье. Установлено, что амплитуда ритма показателей систолического артериального давления (САД), ПД, ЖЕЛ у лиц, работающих в Заполярье, статистически значимо снижалась относительно значений, зарегистрированных у жителей г. Тюмени. По таким показателям, как ЧСС, СО, ДО, также имеется тенденция к уменьшению амплитуд у северян. Акрофазы САД, диастолического артериального давления (ДАД), СДД регистрировались в вечернее время (20 часов), ЧД - в 16 часов, ЖЕЛ - в 12 часов у мужчин обеих изученных групп. Однако по многим показателям (ЧСС, ПД, МОК, ДО) происходило смещение акрофаз на более ранние часы суток у лиц, работающих в Заполярье, относительно значений у жителей г. Тюмени. Данные по значениям ЖЕЛ у рабочих в Заполярье и на юге Тюменской области представлены в таблице. Характеристика циркадианной организации жизненной емкости легких у мужчин, проживающих на севере и юге Тюменской области Место работы / широта Мезор (М±ш), мл Амплитуда (М±ш) Акрофаза в часах n Харасавэй / 71.4' с.ш. 3789±136* 128±10* 12:00 34 Тюмень / 57.2' с.ш. 4300±126 349±30 12:00 30 Примечание. * - различия статистически значимы относительно значений лиц, работающих в г. Тюмени (p < 0,001). Мезоры и амплитуды ЖЕЛ у мужчин в г. Тюмени значимо выше, чем у мужчин в п. Харасавэй. Выполнено суммирование данных, полученных в результате определения биологического возраста у людей, работающих в п. Харасавэй и Тюмени. Величина биологического возраста была выражена в процентах, поскольку количество обследованных на севере и на юге Тюменской области было различным. 27 Экологическая физиология Экология человека 2018.02 У половины обследованных биологический возраст больше паспортного, или хронологического, у 33 % они совпадали, а у 17 % меньше паспортный возраст. Данные по биологическому возрасту на севере имели существенные отличия от таковых в южном районе. Так, у 47 % мужчин отмечались более высокие значения биологического возраста, нежели паспортного, у 50 % эти возрасты совпадали, и наблюдалось совсем небольшое число лиц (3 %), у которых биологический возраст был меньше паспортного. Обсуждение результатов Полученные нами данные по изучению циркадианного ритма ЧСС у мужчин, работающих в г. Тюмени, полностью согласуются с результатами ряда исследователей [8, 19]. Характерная для здорового организма строгая согласованность различных процессов во времени поддерживается благодаря взаимному сопряжению периферических осцилляторов, контролю за ними центральных пейсмекеров (супрахиазмати-ческие ядра, эпифиз) и внешних датчиков времени, основными из которых являются свет, температура, электромагнитные и гравитационные поля [5, 9, 16]. Таким образом, в целом, анализируя параметры циркадианных ритмов по ЧСС, САД, ДАД, ПД, СО, МОК, можно отметить более высокие амплитуды у мужчин, работающих на юге Тюменской области. Более низкие значения амплитуд, сдвиг акрофаз на другие часы суток могут свидетельствовать о напряжении механизмов адаптации у вахтовиков в п. Харасавэй Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО). Это можно объяснить экологическим состоянием округа, которое подробно описано в монографии [17]. В ней говорится, что основными факторами формирования климата Заполярья являются преобладающий перенос воздушных масс с запада на восток и влияние евроазиатского континента. Континентальность климата выражается в большой повторяемости анти-циклональной погоды. Взаимодействие климатообразующих факторов придает циркуляции атмосферы своеобразные черты - быструю смену циклонов и антициклонов и очень резкую изменчивость погоды. Известно, что функциональные параметры внешнего дыхания у жителей Севера отражают морфологическую перестройку легких [4, 18, 20]. Обычным у них считается повышение бронхиального сопротивления на 15 % по сравнению с жителями средней полосы страны, что сопровождается увеличением частоты и минутного объема дыхания. Холод является не единственным, хотя, возможно, ведущим фактором негативного влияния северного климата на систему внешнего дыхания [4, 12, 17]. Однако в нашей работе не выявлены различия в мезорах ЧД у мужчин, проживающих в разных районах Тюменской области. По результатам наших исследований (см. таблицу), амплитуды ЖЕЛ выше у мужчин - жителей юга Тюменской области, чем у жителей севера области. Данное снижение амплитуд по показателю внешнего дыхания у лиц из северного района является неблагоприятным признаком, характеризующим снижение у них адаптационных и функциональных резервов. Оценка биологического возраста у коренных жителей Ханты-Мансийского автономного округа - ХМАО (хантов, манси, зырян) по такому же (хронобиоло-гическому) методу представлена в работе [15]. Для зрелого 2-го возраста были получены следующие результаты: у 20 % мужчин биологический возраст был больше паспортного, у 47 % они совпадали и у 33 % биологический возраст был меньше паспортного. Однако не стоит забывать о том, что коренные жители ХМАО хоть и живут в суровых климатических условиях окружающей среды, но эта среда является для них родной и привычной в отличие от населения, которое прибыло в данную местность. Полученные результаты по биологическому возрасту у лиц, приехавших и проживающих на севере, были нами ожидаемы, поскольку амплитуды ритмов по большинству изученных показателей у них были статистически значимо ниже, чем у лиц, находящихся на юге области. Данный способ определения биологического возраста в основном базируется на величине амплитуд. Чем больше амплитуды ритмов, тем выше уровень функциональных и адаптационных возможностей организма и тем соответственно меньше биологический возраст. Поэтому в целом, оценивая циркадианную организацию показателей кардиореспираторной, дыхательной систем и биологический возраст, можно заключить, что уровень адаптационных возможностей у жителей юга Тюменской области выше, чем у пришлого населения ЯНАО. Это проявляется в более высоких амплитудах циркадианных ритмов и более низких значениях биологического возраста. Такие результаты также соответствуют принципиальным особенностям временной организации биологических функций в условиях высоких широт, и в частности Арктики, описанных в других исследованиях [5, 11, 22, 25]. По нашему мнению, напряжению механизмов адаптации у лиц с большим сроком проживания на севере Тюменской области способствует ряд факторов: резко континентальный климат Заполярья, который характеризуется неустойчивостью климатических и геомагнитных параметров и низкими температурами зимой; фотопериодические региональные особенности и интенсивное использование искусственных источников света, а также модуляция этими факторами хронотипа человека, каскада гормональных и иммунных процессов [24]; особенности питания населения (употребление в малых количествах овощей и фруктов); высокая заболеваемость описторхозом, который у пришлого населения протекает более остро, чем у коренных жителей. Ряд авторов [21] выделяют понятие «климатогеографический стресс» и определяют ведущими его факторами специфику нейрогуморальных реакций, изменения метаболизма и развитие «окислительного стресса». Адаптационные способности к условиям 28 Экология человека 2018.02 Экологическая физиология климатогеографического стресса могут также зависеть от конституциональных характеристик [19] и хронотипа человека [11, 19]. Заключение Выявлены определенные отличия в циркадианной организации показателей кардиореспираторной системы у людей, работающих на севере и юге Тюменской области. У мужчин, длительное время (около 6,5 года) находящихся в Заполярье, регистрируют более высокие значения мезоров (среднесуточных значений) ЧСС (Р < 0,05) и более низкие значения САД, ПД, СДД, ЖЕЛ, чем у жителей юга Тюменской области. Циркадианные (околосуточные) ритмы показателей кардиореспираторной системы у жителей юга Тюменской области сильнее выражены, чем у жителей ЯНАО. Это проявляется в более высоких значениях амплитуд и стабильных акрофазах изученных физиологических показателей. Так, амплитуды ритмов ряда показателей (САД, ПД, ЖЕЛ) у жителей Тюмени статистически значимо выше, чем у лиц, работающих в Заполярье. Доля лиц, у которых биологический возраст был меньше паспортного, примерно в 6 раз выше среди жителей Тюмени. Более низкие значения амплитуд большинства изученных показателей, более высокие значения биологического возраста, смещение акрофаз у мужчин зрелого возраста ЯНАО свидетельствуют о снижении у них адаптационных и функциональных возможностей по сравнению с лицами, проживающими на юге Тюменской области. Список литературы

About the authors

A M Durov

Tyumen State University; Tyumen State Medical University

Email: amdurov@mail.ru

D G Gubin

Tyumen State Medical University

N Ya Prokopiev

Tyumen State University

V P Zuevsky

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

S V Solovieva

Tyumen State Medical University

References

Supplementary files