Chronobiological characteristics of hemodynamic parameters in residents of the northern region with different levels of blood pressure

Full Text

Обоснование. На протяжении многих лет основной причиной всех смертей во всем мире продолжают оставаться сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) и одним из наиболее распространенных заболеваний является артериальная гипертензия (АГ). Распространенность АГ в Российской Федерации делает  ее социально значимым заболеванием, оказывающим существенное влияние на систему здравоохранения и экономику страны – ущерб до 1% валового продукта в год [1]. АГ – это сильный фактор риска развития инфаркта миокарда (ИМ), инсульта, ишемической болезни сердца (ИБС), хронической сердечной недостаточности (ХСН), транзиторной ишемической атаки и хронической болезни почек, который можно контролировать при условии своевременной диагностики [2]. Повышенные значения  АД коррелируют с ростом смертности от ССЗ [3]. 

По данным некоторых авторов в настоящее время почти половина взрослого населения имеет повышенное артериальное давление (АД), при этом наиболее чаще встречается у мужчин [4].  В мире распространенность АГ среди мужчин и женщин в возрастной группе 30-79 лет составляет 34 и 32% [3]. Согласно данным Росстата распространенность АГ в Российской Федерации составляет 30-35%, также прослеживаются половые различия – среди мужчин  возрастной группы 25-65 лет данная патология встречается в 47% случаев, у женщин – 40% [2].

В настоящее время выявлены многочисленные предикторы развития АГ и ССЗ в целом, так риск развития АГ более высок при наличии: наследственной предрасположенности, табакокурения, чрезмерного потребления алкогольных напитков, избыточной массы тела и ожирения, малоподвижного образа жизни и избыточного потребления поваренной соли. [5]. Суровый климат территории Севера – колебания атмосферного давления, продолжительные периоды низкой температуры, геомагнитная изменчивость, высокие значения относительной влажности воздуха, резкие изменения продолжительности светового дня и недостаток ультрафиолета, способствуют более высокой распространенности АГ по сравнению со средними показателями по России (49% vs 45%) [5, 6]. Данные климатические факторы предъявляют серьезные требования к адаптационным возможностям всего организма, особенно сердечно-сосудистой системе (ССС) и активизируют механизмы напряжения адаптации, целью которых является мобилизация энергетических и структурных ресурсов для сохранения функциональной целостности организма и поддержания гомеостаза [7, 8]. Если адаптационных возможностей организма достаточно, то после продолжительного напряжения адаптации развивается стабилизация физиологических функций. Если механизмы адаптации организма оказались несовершенными, то развивается истощение адаптационного резерва с последующим срывом и формированием патологического состояния [9]. Срыв адаптации проявляется неспецифической клинической картиной, включающей метеочувствительность, снижение работоспособности и концентрации внимания, головные боли, сонливость и развитие десинхроноза функциональной активности внутренних органов. Последний, по мнению некоторых авторов, представляет собой патологическое функциональное состояние [10]. Срыв адаптации с последующим развитием десинхроноза нарушают естественные биологические ритмы организма, создавая условия развития патологических состояний, а также обострению уже имеющихся хронических заболеваний. Установлена роль напряжения адаптации и  десинхроноза в развитии гормонального дисбаланса [11, 12] и гинекологических расстройств [13].  Таким образом становится целесообразным оценить роль нарушения циркадианной структуры ритмов АД в развитии АГ. 

Цель исследования – изучить половозрастные вариации циркадианных ритмов у жителей северного региона с разным уровнем артериального давления.

Материалы и методы. Исследование выполнено на базе БУ «Окружная клиническая больница» (г. Ханты-Мансийск). Перед обследованием всем пациентам была разъяснена цель исследования и подписано информированное согласие. Обследования проводились на этапе диагностики АГ, что исключало прием антигипертензивных препаратов и в дни близкие к датам весеннего и осеннего равноденствия, чтобы избежать влияний измененного фотопериода северного региона.

Из исследования исключены лица, занимающиеся профессиональными видами спорта, лица с заболеваниями сердечно-сосудистой системы (за исключением ГБ), хроническими заболеваниями дыхательной, пищеварительной, эндокринной и нервной систем в стадии обострения или декомпенсации, а также острые воспалительные заболевания, прием лекарственных препаратов, влияющих на уровень АД.

Исследование одномоментное (поперечное), способ создания выборки — нерандомизированный. Для возрастной градации параметров АД пользовались схемой периодизации постнатального онтогенеза человека [14]. Согласно данной схеме из общей выборки сформированы: подгруппы мужчин и женщин юношеского возраста, подгруппы мужчин и женщин первого периода зрелого возраста, и подгруппы мужчин и женщин второго периода зрелого возраста.

Также общая выборка была поделена на подгруппы в зависимости от уровня АД таблица 1.

Таблица 1 Классификация артериального давления на основании СМАД

Для определения «оптимального АД» и «нормального АД» использовали классификацию АД на основании СМАД предложенную экспертами ESH в 2003 г. [15], для определения АГ использовали критерии определения АГ по данным СМАД согласно клиническим рекомендациям «Артериальная гипертензия у взрослых» (Российское кардиологическое общество, 2024) [2]. Всем испытуемым проводили СМАД согласно общепринятой методике (NBREP, США, 1990 г). Продолжительность исследования СМАД составляла 48 часов, в процессе мониторирования оценивали параметры: САД, ДАД, ПАД, Ср.АД, а также ЧСС.

Для выявления циркадианных, ультрадианных ритмов, а также десинхроноза параметров СМАД использовали авторскую программу «Исследование биологических ритмов методом вейвлет-анализа» (свидетельство о гос. регистрации № 2014611398). Принцип определения биологического ритма и оценки синхронизации анализируемых параметров данной программы основан на методе вейвлет-анализа. Вейвлет представляет собой математическую функцию, с помощью которой производится анализ различных частотных компонентов данных. По результатам вейвлетного преобразования можно судить, как меняется спектральный состав изучаемого параметра во времени. Для всех изучаемых нами параметров СМАД определяли следующие характеристики биологических ритмов: периоды постоянных и вставочных ритмов (час), энергия (эквивалент амплитуды ритма) (усл./ед), значимость (р) и корреляция (r), отсутствие ритма обозначено знаком «---» [16].

Для статистического анализа использовали программу Statistica 10.0. Нормальность распределения оценивали с помощью критерия Шапиро-Уилка, при значении р<0,05 распределение данных считали отличным от нормального. Корреляционный анализ выполнен с помощью критерия Спирмена. Описательная статистика представлена в виде медианны (Me), верхнего и нижнего квартилей (Q1-Q3).

Результаты. Общая выборка включает 431 респондента –  лица мужского пола 249 (медианный возраст 25,8 лет (Q1= 20, Q3=37)), лица женского пола 182 (медианный возраст 25,0 лет (Q1= 19, Q3=39)). Подгруппа лиц с оптимальным уровнем АД  включала 144 человека, из них 78 женщин (медианный возраст 20,0 лет, (Q1= 19, Q3= 32,5)) и 66 мужчин (медианный возраст 21,0 лет, (Q1= 19, Q3= 30)).  Подгруппу лиц с нормальным АД составили 65 человек – 28 женщин (медианный возраст 21,0 лет, (Q1= 19, Q3= 38)) и 37 мужчин (медианный возраст 21,0 лет, (Q1= 19, Q3=34,5)). Подгруппа лиц с АГ имела состав из 222 человек –76 женщин (медианный возраст 34,0 лет, (Q1= 23,0, Q3=46,5)) и 146 мужчин (медианный возраст 27,0 лет, (Q1= 22, Q3=42)).

Биоритмологическая характеристика изучаемых параметров СМАД в подгруппе лиц с оптимальным уровнем АД отображена в таблице 2.

Таблица 2. Биологические ритмы показателей СМАД у лиц с оптимальным уровнем АД

Примечание: 1 – возрастной период; 2 – параметры СМАД; 3 – период ритма (часы); 4 – энергия ритма (усл. ед); 5 – значимость;

--- – отсутствие ритма.

У обследуемых в группе юношеского возраста (ЮВ) у лиц мужского пола наблюдаются значимые циркадианные ритмы: ДАД (22,4 часа) и Ср.АД (23,7 часа). У лиц женского пола наблюдается более физиологическая биоритмологическая картина: САД (23,7 часа); ДАД (22,4 часа), а также ЧСС (23,7 часа).

В подгруппе обследуемых возрастной группе первого периода зрелого возраста (1-ЗВ) у мужчин наблюдается два биологических ритма: ультрадианный – ПАД (18,0 часа) и циркадианный – ЧСС (23,7 часа). У женщин аналогичной возрастной группы – один циркадианный ритм ПАД (22,4 часа). У лиц возрастной группы второго периода зрелого возраста (2-ЗВ) среди лиц мужского пола наблюдаются циркадианные ритмы двух изучаемых параметров ДАД (22,4 часа) и Ср.АД (23,7 часа). У женщин возрастной группы 2-ЗВ – два значимых циркадианных ритма САД (22,4 часа) и ДАД (22,4 часа).

Хроноорганизация параметров СМАД в подгруппе лиц с нормальным уровнем АД отображена в таблице 3.

Таблица 3. Биологические ритмы показателей СМАД у лиц с нормальным уровнем АД

Примечание: 1 – возрастной период; 2 – параметры СМАД; 3 – период ритма (часы); 4 – энергия ритма (усл. ед); 5 – значимость;

--- – отсутствие ритма.

В возрастной группе ЮВ у лиц мужского пола наблюдается деструктуризация биологических ритмов изучаемых показателей СМАД. У респондентов женского пола отмечается циркадианная структура ритмов: САД (22,4 часа) и Ср.АД (21,2 часа). У лиц возрастной группы 1-ЗВ среди лиц мужского пола выявлен циркадианный ритм показателя САД (23,7 часа). У женского пола выявлены циркадианные ритмы – САД (22,4 часа), ДАД (22,4 часа) и Ср.АД (22,4 часа), а также ЧСС (22,4 часа).

В возрастной группе 2-ЗВ у мужчин наблюдаются циркадианные ритмы показателей: ДАД (22,4 часа) и Ср.АД (23,7 часа). У женщин аналогичной возрастной группы наблюдается циркадианная структура ритмов показателей: САД (22,4 часа), ДАД (21,2 часа) и Ср.АД (21,2 часа).

Биоритмическая картина показателей СМАД в подгруппе лиц с АГ представлена в таблице 4.

Таблица 4. Биологические ритмы показателей СМАД у лиц с АГ

Примечание: 1 – возрастной период; 2 – параметры СМАД; 3 – период ритма (часы); 4 – энергия ритма (усл. ед); 5 – значимость;

--- – отсутствие ритма.

Наиболее оптимальная биоритмическая организация отмечена у лиц женского пола возрастной группы 2-ЗВ, ввиду наличия трех циркадианных ритмов – САД (23,7 часа), ДАД (22,4 часа) и Ср. АД (23,2 часа). Однако у лиц мужского пола возрастной группы 2-ЗВ, а также лиц мужского и женского пола возрастной группы 1-ЗВ наблюдается полная дезорганизация биологических ритмов изучаемых показателей СМАД. У представителей юношеского возраста наблюдаются преимущественно ультрадианные ритмы: юноши – САД (18,0 часа); ДАД (23,7 часа); ПАД (17,0 часа); девушки – САД (19,0 часа); ДАД (20,1 часа); Ср.АД (19,0 часа); ЧСС (19,0 часа), что можно интерпретировать как признак функциональной перегрузки механизмов регуляции.

При анализе матрицы корреляции (таблица 5) наблюдается самая низкая корреляция как у мужчин, так и женщин по показателю ПАД и прирост взаимосвязи данного параметра с другими характеристиками в подгруппах с нормальным АД и АГ.

Таблица 5. Корреляция гемодинамических параметров у мужчин и женщин с оптимальным, нормальным уровнями АД и артериальной гипертензией

* - статистически значимые корреляции (р<0,05)

Обращая внимание на преимущественную деструктуризацию биологического ритма и наличие ультрадианных ритмов данного показателя, ПАД следует расценивать как потенциально значимый прогностический фактор развития АГ.

Обсуждение. Влияние условий Севера на биологические ритмы гемодинамики человека изучается с разных позиций довольно длительное время [17], в том числе и в ХМАО-Югре [18]. Проводился сравнительный анализ паттернов ритмов параметров АД и других показателей как в России, так и за рубежом [19, 20], кратковременной и длительной адаптации [21], вахтовом режиме [22], сменной работе [23], вариациях солнечной активности [24], конституциональных особенностях [25, 26, 27].

В нашем исследовании получены данные об эволюции десинхроноза не только в зависимости от пола и возраста, но и влиянии на его хронобиологические проявления уровня АД от оптимального уровня до патологических величин. Согласно полученным результатам, у жителей г. Ханты-Мансийска с оптимальным уровнем АД отмечается дезорганизация циркадианных ритмов некоторых показателей СМАД, с выраженными межполовыми различиями, что свидетельствует о десинхронозе. Системный десинхроноз показателей СМАД нарастает у лиц возрастной группы 1-ЗВ. Наиболее оптимальная хронофизиологическая картина биологических ритмов параметров СМАД отмечается у лиц возрастной группы 2-ЗВ, что может быть обусловлено возрастным снижением вегетативной реактивности. Десинхроноз параметров АД и ЧСС в возрастных группах ЮВ и 1-ЗВ вероятно обусловлен выраженной лабильностью регуляторных систем, что может свидетельствовать о вкладе нарушений регуляции и возрастных изменений в развитие десинхроноза.

Для группы обследуемых с нормальным уровнем АД характерна дизрегуляторная а- и дизритмия [28]. У обследуемых с АГ выявлен вариант ригидного циркадианного паттерна ритмов параметров гемодинамики. Учитывая достаточно подробную, но не всеобъемлющую классификацию десинхронозов [21, 29] в нашем исследовании обнаруживается многокомпонентный десинхроноз с климатическим, межполовым, возрастным и нозологическим компонентами. Необходимо отметить, что в межширотных исследованиях, в том числе и на Севере достаточно часто этапы исследования совпадают с периодами измененного фотопериода (белые ночи, полярные ночи), а значит добавляется и фотопериодический или световой десинхроноз, что затрудняет сравнение данных с другими регионами РФ [30]. Наше исследование проводилась в даты близкие к осеннему и весеннему равноденствию, когда межширотный фотопериодический коэффициент близок к нулю [31]. Адекватность данного подхода проверена нами в одномоментных совместных исследованиях с южным регионом России (Владикавказ, Северная Осетия) [32].

Для совершенствования методических подходов к диагностике нарушений циркадианных ритмов АД и других физиологических показателей в исследованиях разных географических регионов РФ необходимо оценивать не только возрастные, межполовые и нозологические типы десинхронозов, но и делать поправку на фотопериодический коэффициент. Так же при анализе суточной кривой необходимо выделять мезорный, гиперамплитудный, фазовый, инфра- и ультрадианный виды изменения кривой при экзо- или эндогенном воздействии, чтобы избежать ошибок первого рода.

Заключение. Результаты наблюдения свидетельствуют о том, что стойкое повышение АД может быть следствием мультикомпонентного десинхроноза параметров артериального давления. У лиц, проживающих в северных регионах, признаки десинхроноза проявляются даже при оптимальных и нормальных уровнях АД, что, вероятно, обусловлено воздействием климатогеографических особенностей местности. Это подтверждается большей распространенностью АГ на территории Севера по сравнению с общероссийскими данными.

About the authors

Daniil Vladimirovich Surinov

Author for correspondence.
Email: surinof.daniil@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5822-8575
Russian Federation

Oleg Nikolaevich Ragozin

Email: oragozin@mail.ru

Anvar Akulkerimovich Beisembaev

Email: anvar.kg@gmail.com

References

Supplementary files