MONITORING OF HUMAN BODY BIORHYTHMS USING BIOLOGICAL FLUID INDICATORS

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Большинство процессов в организме человека подчинено биоритмам, которые наследственно закреплены и являются важнейшими факторами естественного отбора и адаптации [1].  В настоящее время множество исследований сфокусированы на изучении влияния биоритмов на организм [2-6]. Особенно важно учитывать данные исследования в области биоритмологии для профессий, связанных с круглосуточной работой, ночного труда для выявления периодов наибольшей поражаемости человека [7]. Циркадные ритмы являются основными для синхронизации всех физиологических процессов огранизма с внешней средой. Они регулируются центральными часами, расположенными в супрахиазматическом ядре (СЯГ) переднего гипоталамуса, а также периферическими часами, расположенными в различных тканях и органах организма человека [1, 7]. Гомеостаз организма обеспечивается согласованием биоритмов как внутри организма, так и с ритмами окружающей среды. Несоответствие данных ритмов может приводить к десинхронизации и в дальнейшем к возникновению метаболически ассоциированных заболеваний [7, 8]. Гомеостаз и воспалительные реакции иммунной системы демонстрируют выраженные суточные колебания. Эти колебания обусловлены внутренними молекулярными часами клеток и факторами окружающей среды – светом, пищей или микробиотой.  Рассогласование циркадных ритмов и их нарушение связаны с более высокой распространенностью/развитием нарушений сна, метаболических заболеваний (например, ожирения и диабета 2 типа), сердечно-сосудистых заболеваний (например, гипертонии) и расстройств настроения [10-12]. Проспективные исследования выявили нарушение циркадного поведения, включая снижение амплитуды активности и чрезмерную дневную сонливость, как предикторы нарушения когнитивных функций и нейродегенерации соответственно [8, 13]. В результате возрастает потребность в понимании того, играют ли циркадные часы причинную роль в патогенезе, а также нарушении молекулярных механизмов. Поскольку циркадные ритмы регулируют не только повседневные биологические процессы, но и их молекулярную основу, то такое понимание может быть полезным для разработки стратегий лечения вышеперечисленных заболеваний.

Целью данного обзора является систематизация информации о биологически ритмах организма, их взаимосвязи с биохимическими показателями и способах мониторинга с использованием разных биологических жидкостей.

1. Биоритмы человека.

Биологические ритмы – это статистически достоверные изменения различных показателей физиологических процессов волнообразной формы для адаптации организма к внешним условиям [13].

Характерные черты ритмов: стремление к синхронизации и переустановке в соответствии с местным солнечным временем, временной согласованности и способностью к автономному «ходу», упорядоченность во времени, способностью к температурной компенсации [12, 13]. Существует несколько видов классификаций биоритмов (Рис.): по длительности периода; по роду процесса, порождающего ритм (экзогенные (вызванные периодическим воздействием извне), эндогенные (обусловленные активными процессами в самом организме); [7] по функции, которую выполняет ритм (ритмы сна, ритмы размножения и т.д.); по частотам колебаний (низко-, средне- и высокочастотные), а также сезонные, годичные и др.[14].

Самым известным и наиболее изученным является суточный ритм – циркадианный (циркадный). Для данного цикла характерен период около 24 часов, и он напрямую связан с вращением Земли вокруг оси. Циркадные ритмы представляют собой широкий спектр поведенческих, гормональных и биохимических процессов, возникающих под влиянием изменения длительности светового дня [15, 16].Они включают в себя ритмы состояний и функций ЦНС, систем анализаторов, фаз сердечного цикла и дыхания, легочной вентиляции и потребления кислорода, функции системы пищеварения, концентрации макро и микроэлементов, суммарного содержания аминокислот, медиаторов, половых и нейроэндокринной системы гормонов  [17, 18].

Инфрадианные, в свою очередь, делятся на – циркасептанные, циркадисептанные, циркавигинтанные, циркатригинтанные и цирканнуальные. Инфрааннуальные ритмы достигают несколько лет (Рис.)  К ультрадианной ритмике относятся: декасекундные ритмы колебания пульса, дыхания, перистальтики кишечника, минутные ритмы биоэлектрической активности мышц, частоты сердечных сокращений, дыхания, декаминутные ритмы фаз ночного сна, околочасовые ритмы синтеза белка, ферментативной активности, секреции [19].

2. Механизмы регуляции циркадианных ритмов.

Основой регуляции циркадных ритмов является комплекс циркадных генов, регулирующих всю нашу активность в течение суток. Данные гены расположены в клетках супрахиазматического ядра (СХЯ) гипоталамуса, которое контролирует биоритмы всех систем органов, тканей и клеток организма, определяя время основных физиологических событий (пищеварения,сна и бодрствования, моторной активности и др. [1, 19, 20]. Изучены молекулярно-генетические механизмы регуляции циркадных ритмов: часовые гены играют определяющую роль в работе, как отдельных клеток, так и всего организма [21]. Наиболее изученными часовыми генами являются белки CLOCK (ген циркадных локомоторных выходных циклов) и BMAL1 (ген мозгового и мышечного аналога ядерного транслокатора ариловых углеводородов), концентрация которых максимально увеличивается в ночное время [16, 17].  Данные белки с утра активируют транскрипцию и трансляцию генов периода (PER1, PER2, PER3) и криптохрома (CRY). В дневное время концентрация белков PER и CRY достигает максимума, тогда как к вечеру они транслоцируются в ядро и взаимодействуют с BMAL1 и CLOCK, тем самым подавляя их активность. Постепенный распад PER и CRY и высвобождение молекул BMAL1 и CLOCK образуют первую петлю обратной связи [1, 22]. Во второй петле обратной связи экспрессия BMAL1 подавляется генами REV-ERBα, REV-ERBβ (член суперсемейства ядерных рецепторов лиганд-регулируемых факторов транскрипции) и ROR (ретиноид-связанные орфанные рецепторы) [18]. REV-ERBα участвует в метаболизме липидов и глюкозы, термогенезе, дифференцировке адипоцитов и мышц, а также в биогенезе митохондрий.

    3. Циркадные колебания биохимических параметров организма.

Гормоны. На секрецию гормонов главным образом влияет наличие солнечного света, время суток и состояние сознания человека (сон и бодрствование). Важным посредником в регуляции биоритмов является мелатонин. Данный гормон синтезируется в эпифизе, является производным аминокислоты – триптофана и синтезируется из серотонина. Мелатонин влияет как на работу центральной нервной системы, так и периферической [23].

Кортизол воздействует на сигнальные пути инсулина, ухудшает чувствительность к инсулину в ряде тканей, снижая поглощение глюкозы и способствуя развитию инсулинорезистентности [1]. Максимальная концентрация кортизола приходится на ранние утренние часы на 07:00–08:00, более низкие значения кортизола отмечаются в 02:00–04:00 [24].

Усиление секреции мелатонина в темное время суток приводит к снижению чувствительности к инсулину. Мелатонин передает сигнал из СЯГ в периферические часы. Основным зейтгебером в секреции мелатонина является свет-темнота. Мелатонин влияет на качество сна, колебания его концентраций влияют на состояние бодрствования. Высокая световая волна подавляет мелатонин в крови. Уровень мелатонина в организме человека чаще всего обратно пропорционален концентрации кортизола.

Мелатонин связан с гормоном серотонин, который модифицируется в шишковидной железе, с образованием мелатонина[25, 26]. В дневное время синтез и секреция мелатонина снижаются, как и ток импульса по симпатическим нервам, иннервирующим шишковидную железу, при этом концентрация серотонина повышается. С наступлением темноты происходит активация этих нервных путей и повышенное высвобождение норадреналина, что приводит к росту объема мелатонина и снижению серотонина. Существуют предположения о регуляции циркадных ритмов серотонинергическими нейронами[25, 27]. Синтез глюкагона также подвержен циркадным колебаниям: секреция инсулина в ночное время суток снижается, а глюкагона — увеличивается, чтобы стимулировать глюкозу в печени и поддерживать ее уровень.

Кроме того, нарушение циркадных ритмов организма влияет на выработку гормона лептина, который воздействует на термогенез, энергетический гомеостаз и скорость обмена веществ [28]. Секреция лептина происходит в адипоцитах и имеет рецепторы в гипоталамусе, максимальная концентрация приходится на ночное время, подавляя чувство голода.

 Cоматотропин (СТГ- гормон роста) оказывает большое влияние на процессы роста и развития. СТГ изменяется циклически с максимальной секрецией в ночное время, в начале глубокого сна (0,02–0,06 МЕ/кг/сут). Отмечено снижение выработки гормона с возрастом и при ожирении, а при физических упражнениях и употреблении белка [29, 30].

У женщин, как и у мужчин, максимум концентрации СТГ отмечен ночью. Однако у женщин в течение дня присутствуют частые не дискретные пики с более равномерной амплитудой, а у мужчин показаны более редкие дискретные импульсы в течение дня [31]. Некоторые авторы отмечают, что пики секреции данного гормона достигают через каждые 3-5 часов [32, 33]

Кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ) и адренокортикотропный гормон (АКТГ) достигают максимума секреции с утра, воздействуя на суточный ритм кортизола[34]. Симпатоадреналовая и ренин-ангиотензиновая системы к ночному времени снижают свою активность [14], что связано с подготовкой организма ко сну и с активацией парасимпатического отдела нервной системы.

Пульсирующая секреция характерна для такого гормона, как пролактин. Секреция пролактина подчиняется циркадным суточным ритмам (во время ночного сна его уровень растет и достигает максимума (при этом максимальный подъем отмечается ближе к 24 часам), после пробуждения — концентрация пролактина резко уменьшается, достигая минимума в поздние утренние часы (около полудня) [35]. Количество пролактина увеличивается при длительном отсутствии света, а деление сна на разные периоды сна и бодрствования связано с более низким ночным уровнем пролактина [31].

Наиболее высокие уровни тестостерона, связанные с секрецией лютеинизирующего гормона, наблюдаются в утренние часы у мужчин. Фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормон в целом характеризуются импульсной секрецией [34]. Пик тестостерона достигает с 6:00 до 11:00, а минимальный уровень приходится на 02:00 -03:00 часа ночи [36, 37].

Грелин, лептин, инсулин регулируют аппетит в течение суток [38]. Так уровень инсулина, грелина и кортизола повышается в первой половине дня у человека, в то время как мелатонин, тиреотропный гормон, пролактин, лептин, гормон роста и фактор роста фибробластов 21 – во второй половине дня увеличивается [24]. Во время бодрствования концентрация грелина уменьшается, однако во сне происходит повышение общего грелина. Также грелин повышается непосредственно перед приемом пищи и с большой скоростью снижается после еды [39]. При вынужденном нарушении циркадного ритма наблюдается снижение лептина, повышение постпрандиальной гликемии, инсулина, среднего артериального давления и изменение ритма секреции кортизола с максимумами пред сном и после пробуждения [34].

 Циркадный ритм уровня лептина, гормона насыщения характеризуется повышением в крови в ночной период времени и достигает своего максимума в утреннее время перед пробуждением.

Секреция инсулина и глюкагона регулируется циркадными часами: пик концентрации инсулина достигает максимума с полудня до 18:00 и снижается между полуночью и 06:00, тогда как секреция глюкагона ночью увеличивается [1, 40].

Гормоны щитовидной железы в большем количестве синтезируются в ночной период, что связано с особенностями терморегуляции организма [41]. Концентрация Т3 (трийодтиронин) и Т4 (тироксин) также подвержена суточным изменениям. Уровень гормонов щитовидной железы достигает высокого значения в утренние часы, а вечером снижается. Колебания концентрации ТТГ (тиреотропный гормон) имеет циркадный ритм с пиком концентрации в ночные и ранние утренние часы (между 2 и 8 ч) [34]. Самый низкий уровень ТТГ отмечается между 16 и 20 ч вечера. Уровень Т3 также имел собственный ритм, связанный с колебаниями ТТГ, но имел менее выраженную амплитуду [42].

 Секреция катехоламинов увеличивается в дневные часы и уменьшается ночью. Циркадный ритм катехоламинов формируется под влиянием симпатического отдела нервной системы с участием ацетилхолина как стимулирующего нейромедиатора их активности [40]. Днем организм больше подвержен стрессовому фактору и чем стресса больше, тем выше будет уровень данных гормонов, а ночью наоборот происходит снижение, так как наблюдается минимальный уровень стресса[43].

Дофамин — хорошо известный модулятор циркадных ритмов в сетчатке глаза. В частности, циркадный выброс дофамина в сетчатке глаза позвоночных (который либо вырабатывается эндогенно в интерплексиформных, амакриновых клетках, либо в обеих типах клеток, в зависимости от вида) обеспечивает правильную адаптацию к свету и передачу световой информации в супрахиазматическое ядро через экспрессирующие меланопсин ipRGC (светочувствительная ганглиозная клетка сетчатки) [44]. Обнаружены суточные колебания выработки дофамина в супрахиазматическом ядре [45], что может свидетельствовать о том, что дофамин участвует в нейромодуляции циркадных ритмов супрахиазматического ядра [46].

Суточные биоритмы содержания цитокинов в крови у здоровых людей характеризуются повышенным уровнем провоспалительных цитокинов в ночное время суток [47]. Противовоспалительные цитокины, такие Интерлейкин-10 (IL-10), активизируются после пробуждения и подавляют сон [48]. Таким образом, суточные биоритмы цитокинового спектра говорят о неодинаковом функциональном состоянии иммунной системы в разное время суток [49].

Критические взаимодействия между микробиотой и кишечным эпителием регулируются циркадными часами [50]. Фактически, метаболизм синхронизирован с циклами сна и бодрствования и приёмом пищи. Недавние исследования выявили эпигенетический механизм, посредством которого кишечная микробиота вносит вклад в суточные метаболические циклы [51]. В тонком кишечнике, но не в толстом кишечнике, микробиота вызывает колебания экспрессии метаболических генов, участвующих в транспорте питательных веществ и метаболизме липидов, посредством ритмических изменений активности гистондеацетилазы3. Показано, что изменений в структуре и функции кишечной микробиоты достаточно для развития метаболического синдрома, воспаления и рака. Среди факторов образа жизни, связанных с метаболическим синдромом, все чаще встречается нарушение циркадной системы, известное как циркадная дисритмия. Нарушение циркадной системы может изменить сообщества микробиома и нарушить метаболизм хозяина, энергетический гомеостаз и воспалительные процессы, что приводит к метаболическому синдрому [52].

Сезонные инфрадианные ритмы играют решающую роль в функциях организма, в частности, в метаболизме, воспроизводстве и иммунных реакциях[53]. Многие исследования показали сезонные колебания иммунитета и связанных с ним аналитов [54-56]: сезонные профили экспрессии в более чем 4000 мРНК, кодирующих белок, в лейкоцитах и ​​жировой ткани; профиль провоспалительных транскриптомных профилей и повышенные уровни растворимых рецепторов IL-6 и С-реактивных белков в зимний сезон [54]. Кроме того, наблюдаются изменения в аналитах, которые регулируют минеральный обмен костей, в частности витамина D, который находится под влиянием солнечного света. Интенсивность солнечного света неравномерна в глобальном масштабе и показывает изменения в зависимости от географических широт и времен года. В зависимости от интенсивности солнечного света уровни 25-гидроксивитамина D, кальция и паратиреоидного гормона (ПТГ) колеблются в течение года. Другими словами, концентрация 25-гидроксивитамина D выше летом и ниже зимой, в то время как уровень ПТГ показывает противоположную тенденцию. В случае кальция повышенный уровень наблюдается осенью [57]. Уровень липидов в сыворотке/плазме крови также демонстрируют сезонные колебания [54]:  уровни общего холестерина в сыворотке и холестерина ЛПНП повышаются зимой по сравнению с летом, но обратная ситуация наблюдается в отношении уровня холестерина ЛПВП.

Содержание микроэлементов и электролитов  у здоровых людей стабильно: у лиц разного возраста в разные времена года в среднем существенно не отличаются друг от друга и находятся в 92% случаев в циркадианном диапазоне. Однако, у большинства больных ИБС со стенокардией напряжения выявляются статистически значимые изменения содержания микроэлементов. Так, инфрадианный диапазон особенно характерен для ритмов экскреции 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 [58].

рН. Днем в промежутке от 10:00 до 13:00 рН мочи достигает максимальных щелочных показателей (рН > 8,0). Однако ночью (1:00 – 3:00) рН опускается до самых низких значений (рН < 5,0). Интересным является тот факт, что именно в ночное время, когда регистрируются максимально кислые значения рН мочи, наиболее часто происходят патологические сосудистые события, такие как инфаркт или инсульт [59]. Максимальное выделение с мочой воды, солей органических кислот и продуктов белкового обмена происходит днем, независимо от режима питания.

4. Десинхронизации биоритмов.

Ритмические изменения контролируются циркадными часами – и включают циклы сна и бодрствования, физическую и умственную работоспособность, артериальное давление и температуру тела. Следовательно, многие заболевания, такие как метаболические, нарушения сна, аутоиммунные и психические расстройства, а также рак, связаны с циркадным ритмом [60].

Эндогенные биологические ритмы чрезвычайно устойчивы. При этом адаптационная система организма поддерживает синхронизацию этих ритмов с их внешними датчиками и обеспечивает устойчивость, необходимую для выживания организма. Поэтому только достаточно резкие и значительные сбои ритмов внешнего синхронизатора могут приводить к десинхронозу биологических ритмов [61].

Соблюдение циркадных ритмов может предотвратить развитие многих заболеваний, таких как сердечно-сосудистые, заболевания нервной системы и нарушения обменных процессов [62]. При этом у каждого органа есть свой пик активности и свой период восстановления сил, если силы не восстанавливаются своевременно, то возникают нарушения в работе органов, они испытывают повышенную нагрузку, что в дальнейшем может привести к заболеваниям [1].

Так увеличение массы тела, повышение риска ожирения [38, 63], сердечно-сосудистые заболевания могут возникать у людей с малой продолжительностью сна. Недостаточный сон приводит к нарушению метаболизма глюкозы возникновению резистентности к инсулину, а также изменению активности гормонов, регулирующих метаболизм: лептина и грелина, каннабиноидов, тестостерона, кортизола и других регуляторов метаболических процессов [64]. Уже доказана связь между сменной работой и повышенным риском развития рака [63], желудочно-кишечных дисфункций (в печени и кишечнике циркадные ритмы управляют синхронизацией гомеостаза глюкозы и липидов, метаболизма желчных кислот и ксенобиотиков, а также всасывания питательных веществ, что делает эти системы особенно восприимчивыми к последствиям нарушенных ритмов) [1, 65-67], возникновением депрессии [64], шизофрении [68] и бесплодием [60, 64], нарушением обмена веществ у человека, остеопорозом [24]. При нарушении биоритмов в эндокринной системе происходят значительные отклонения в системе синтеза тех или иных гормонов, что приводит к возникновению депрессии. Существует ряд гипотез, касающихся причин развития данного состояния. Моноаминовая – связывает депрессию с недостатком серотонина, норадреналина и дофамина. Хронобиологическая дополнила моноаминовую гипотезу и это привело к открытию и изучению нового направления исследований – мелатониновой гипотезе депрессий. Хронобиологическая гипотеза утверждает, что в основе развития данной патологии лежит нарушение внешних и внутренних биоритмов, а также нейробиологическая уязвимость и нарушение серотонинергической функции [69]. Кроме того, причинами депрессии могут является несовпадение циркадных изменений температуры тела, кортизола, ТТГ, мелатонина, серотонина в крови при десинхронозе [70]. Остеопороз, как правило, связывают с нарушением гормонов гипоталамо-гипофизарной системы, работой щитовидной и паращитовидной железы, работой надпочечников [71].

Ночная работа у девушек является одним из основных факторов, вызывающих нарушения овариально-менструального цикла из-за измененных уровней фолликулостимулирующего гормона, лютеинизирующего гормона и пролактина, что препятствует наступлению беременности [72, 73]. Уменьшение длительности сна в пожилом возрасте, ухудшение его качества, нарушение цикла сон–бодрствование способствуют развитию дементных проявлений [74]. Сахарный диабет также может возникнуть вследствие нарушения ритма сна и бодрствования, так как нарушается секреция таких гормонов, как инсулин и глюкагон и как следствие нарушается метаболизм глюкозы [1].

У работников с ночными сменами работы выше риск развития сердечно сосудистых заболеваний, в частности ишемической болезни сердца. Бала доказана зависимость между повышенной смертностью у женского пола от острого инфаркта миокарда и сменной работой в ночной период времени. Кроме того, ухудшение состояние сосудов, повышает риск развития инсульта и инфаркта миокарда и увеличивает смертность от данного заболевания [75, 76]. Развитие инсульта связано с вегетативной дизритмией и несостоятельностью в работе центральной системы регуляции [77]. При нарушении биоритмов изменяется уровень выработки меланина, который обладает нейропротективным действием на головной мозг и защищает от инсульта [78], а также циркадные ритмы участвуют в регуляции воспалительных процессов и метаболизма, что может влиять на патологию артериосклероза и тромбоза [79].

Ритмы сна и бодрствования в значительной степени влияют на развитие аутоиммунных заболеваний и проявление их симптомов. Например, утренняя скованность суставов при ревматоидном артрите [60, 80]. Вероятно снижение иммунитета связывают с  биоритмологической организацией лимфоидной системы. При этом главным компонентом в развитии аутоиммунных заболеваний является нарушение процессов центральной дифференцировки Т‑лимфоцитов. В ряде исследований показана связь риска возникновения онкологических заболеваний с нарушением режима сна за счет изменения уровня продукции мелатонина: у женщин относительный риск рака молочной железы составил 1,1 (для тех кто спал меньше 6 часов), 1,0 (7-8 часов) и 0,28 (для тех кто спал более 9 часов) [81]. У людей, работающих в ночные смены, выявлено повышение риска рака молочной железы, простаты и пищеварительной системы [82-85]. Таким образом, работа в ночное время суток может негативно влиять на состояние организма, нарушая циклы сна и бодрствования [86]. При этом происходит понижение секреции мелатонина [82], что в свою очередь может косвенно указывать на повышение риска развития опухолей.

5. Визуализация биоритмов в биохимических показателях биологических жидкостей.

5.1 Кровь. Десинхронизация биоритмов отражается на всем организме человека, и в том числе нарушения можно наблюдать по изменениям характеристик аналитов биологических жидкостей.  Так изучаются сезонные биоритмы системы крови у спортсменов. Показано, что концентрация белка плазмы статистически значимо увеличивалась в осенне-зимний сезон, и снижалась летом и осенью. Также, зимой и весной содержание креатина было стабильным, а летом и осенью достоверно уменьшалось. Летом и осенью наблюдается рост концентрация мочевины (максимум приходится на осень), а от зимы к весне отмечено понижение содержания мочевины [87, 88]. Показано, что дефицит сывороточного витамина D витамина D у детей и взрослых связан с проблемами со сном, (более короткий сон) и ночными пробуждениями[89], а определение уровня мелатонина и кортизола в крови при диабетической ретинопатии свидетельствуют о нарушении циркадной регуляции организма[90]. Нарушение целостности биоритмов организма человека может приводить к снижению уровня мелатонина в крови. Поскольку мелатонин является одним из самых мощных антиоксидантов и соединяется с активными формами кислорода, нейтрализуя свободные радикалы, и стимулирует различные антиоксидантные ферменты, такие как глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза, супероксиддисмутаза и каталаза [91].  Отмечено, что активность исследуемых ферментов, а также концентрации мелатонина и глутатиона достигают пика в 2:00 ночи. Наибольшая активность этих ферментов и наибольшая концентрация глутатиона ночью, вероятнее всего, связаны с усилением процессов, приводящих к выведению свободных радикалов во время сна, что, в свою очередь, приводит к подавлению окислительного стресса в организме [91].

5.2 Слюна. Мелатонин можно определять не только в крови, но и в слюне человека. Он циркулирует в крови на уровне <3 пг/мл в течение дня и активно секретируется только ночью, достигая уровня приблизительно 100 пг/мл [92]. В результате связывания с белками плазмы свободный мелатонин появляется в слюне в концентрации, составляющей приблизительно одну треть от концентрации в плазме. Поэтому важно учитывать время сбора биологического материала для проведения анализа. Антиоксидантные свойства слюны могут меняться в течение суток. Результаты показали, что концентрации глутатиона и общей антиоксидантной активности в слюне к вечеру были значительно выше, чем с утра, в то время как уровень малонового диальдегида снижался[93]. В слюне людей с заболеваниями пародонта не было отмечено повышения антиоксидантной активности к вечеру.  Кроме того изучена околосуточная динамики электролитного состава слюны у мужчин и женщин. Экспериментально установлено, что в дневное время суток значение Na/K-коэффициента не превышает среднего значения. Выявленные особенности динамики Na/K обусловлены снижением уровня натрия и повышением концентрации калия [94]. Отдельно изучены макро- и микроэлементный состав слюны детей. Акрофазы выделения кальция со слюной у детей во все возрастные периоды регистрируются в дневное время суток и только в возрасте 6 лет регистрируются в вечернее время. Это свидетельствует о ритмичности обмена веществ в организме и его устойчивости[95]. Показано, что у здоровых женщин максимальная концентрация в слюне Al, B, Cd, Cu, Hg и Ni наблюдалась утром, а Cr, Fe, J, Se, Mn, Si и Zn – вечером [96]. 

5.3 Моча. Параметры рН мочи следуют суточным закономерностям [97]. Отмечены колебания рН мочи в течение дня: снижение рН возникает после обеда и к вечеру (минимальный рН ночью), затем происходит рост рН в ранние утренние часы, что подтверждает утренний «щелочной прилив», далее до обеда наблюдаются лишь небольшие изменения [59, 97]. Ритм мелатонина в эпифизе является эталонным маркером для оценки циркадной фазы центрального циркадного водителя ритма в супрахиазматическом ядре. Мелатонин метаболизируется в основном в печени, причем 90% его выводится в виде 6-сульфатоксимелатонина (aMT6s). Уровень aMT6s в моче демонстрирует устойчивый и надежный ритм, который тесно коррелирует с уровнем мелатонина в плазменном растворе, с задержкой около 2 часов в их относительных пиках. Измерение уровня aMT6s в моче имеет ряд преимуществ для оценки циркадной фазы[98]. Суточная вариабельность белка в моче является простым способом прогнозирования нефротических заболеваний, и высокочувствительным инструментом скрининга для выявления пациентов, которым следует пройти дополнительную комплексную оценку риска [99].

Заключение

Целостность циркадных часов и их синхронизация с клеточными процессами имеет решающее значение для здоровья человека. В последнее десятилетия во всех отношениях изменились условия жизни, труда и отдыха, что зачастую приводит к нарушениям и сбою биологических ритмов и десинхронизации. При этом ухудшается самочувствие, понижается работоспособность, снижается качество жизни, а также возникают хронопатологиии, которые могут приводить к метаболическим нарушениям, таким как сахарный диабет, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, психоэмоциональные нарушения и др. Поэтому хрономедицина ставит перед собой актуальные вопросы возможности использования знаний о закономерностях биоритмов для профилактики, диагностики и лечения заболеваний человека. Показано, что мониторинг биоритмов возможен по ряду биологических жидкостей в соответствии с поставленными задачами и лабораторными возможностями.

About the authors

Alevtina Anuchina

Омский государственный педагогический университет

Email: The-first157@yandex.ru

Аспирант, научно-исследовательская лаборатория биохимии

Elena A. Sarf

Omsk State Pedagogical University

Email: nemcha@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4918-6937
SPIN-code: 9161-0264
Russian Federation, Omsk

Lyudmila Bel'skaya

Омский государственный педагогический университет

Author for correspondence.
Email: ludab2005@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6147-4854

Научно-исследовательская лаборатория биохимии, заведующая

Russian Federation

References

Supplementary files