Профессия и гипертония

Цфасман Анатолий Захарович

4.2. Суточные биоритмы и понятие о десинхронозе. Роль мелатонина

Жизнь человека как бы вписана в природные временные циклы, имеет согласованные с ними свои биоритмы [16] . Важнейшим биоритмом является суточный (циркадный или близкий к нему циркадианный) ритм. В нем выделяются основные крупные составляющие: день – ночь, бодрствование – сон. Согласно делению биоритмов на классы, циркадный ритм считается среднечастотным.

В окружающей человека среде имеются такие значимые для циркадных биоритмов циклические колебания, как свет – темнота, изменения температуры и некоторые другие космические и геофизические факторы. Организм генетически подстроен

к этим ритмам. С другой стороны, большое значение имеет образ жизни – бодрствование днем и сон ночью, степень физической активности, стрессы, вредные привычки, прием пищи и многое другое. Под все это организм вторично подстраивается, адаптируется своими ритмами.

Присутствие в циркадных биоритмах генетической и внешнесредовой составляющих сомнений не вызывает. С общебиологических позиций генетическая составляющая является как бы более фундаментальной. Клинические наблюдения, в частности за близнецами, во многом это подтверждают (Заславская P.M., 1991). В то же время есть ситуации, когда довлеющими здесь выступают внешнесредовые влияния, а генетические являются затушеванными (Baumgart P. et al., 1989).

Механизмы циркадных биоритмов начинаются с молекулярного, субклеточеского и клеточного уровней. Такой ритм прослеживается даже в культуре клеток. Затем это переходит на более крупные структуры, органы, системы и целостный организм.

Мультиосцилляторная модель возникновения и поддержания биоритмов целостного организма разумеет существование главного внутреннего пейсмейкера, который ведет этот ритм, и одновременно множества относительно самостоятельных осцилляторов – ритмов. Система работает во многом на принципах обратной связи, на фоне циркадно меняющейся чувствительности эфферентных структур к центральным импульсам (нейрогенно-эндокринно-гуморальным).

Центральным внутренним пейсмейкером является гипоталамус, его супрахиазматические ядра (СХЯ). Условно строится такая цепь (рис. 4.1): гипоталамус – эпифиз – гипофиз – вегетативная нервная система – периферические эндокринные железы – ткани и органы, выделяющие действующие гуморальные субстанции, – периферические рецепторы – эффекторные органы [17] .

Рис. 4.1. Звенья передачи световой импульсации к эпифизу (выработке мелатонина)

Выпадение некоторых из этих звеньев может и не нарушать (или не нарушать существенно) циркадную биоритмику организма. Сложность взаимоотношений, асинхронность некоторых звеньев в цепи циркадных биоритмов можно видеть на примере эндокринной системы (Дедов И.И., Дедов В.И., 1992). Существует следующая в упрощенном виде классификационная последовательность: времязадатель – свет, рецептор – сетчатка глаза, колебатель – СХЯ, осциллятор I уровня – эпифиз, осциллятор II уровня – гипофиз, осцилляторы III уровня – эндокринная система и нервные окончания, осцилляторы IV уровня – органы и периферические системы.

* * *

Свет в обычной жизни, по общепринятым представлениям (Арушанян Э.Б., 2006; Анисимов В.Н., 2007; Zawilska J.B. et al., 2009), является внешним раздражителем, обусловливающим биоритмы, прежде всего циркадные, человека [18] .

В данной цепи свет является внешним, а супрахиазматические ядра внутренним пейсмекерами суточных биоритмов. Однако такая схема требует ряда уточнений. Свет в большинстве случаев, но отнюдь не всегда, выступает водителем означенных биоритмов. Гипоталамус со своими СХЯ «зациклен» с эпифизом – мелатонином, который в цепи стоит за СХЯ, но и сам он циклически воздействует на них. При этом все же первичны здесь функции СХЯ. Роль мелатонина в регуляции АД, его суточного ритма требует специального

рассмотрения.

Свет – мелатонин – суточный ритм артериального давления. С фундаментальных биологических позиций при рассмотрении циркадных биоритмов основной интерес представляет природная освещенность [19] . Смена светового дня и темной ночи обусловливает циркадные биоритмы: сон – бодрствование, снижение АД ночью и др. Все это связывается с продукцией мелатонина, образуемого и секретируемого эпифизом в основном в темноте (отсюда мелатонин обозначается как «гормон темноты» или «ночной гормон»).

Днем освещенность на открытом пространстве колеблется в пределах (порядка) от 3000 лк в утренние и вечерние часы при дожде до 100 000 лк в полдень солнечного дня. Чаще всего речь идет об интервале 10 000–100 000 лк. В ясную лунную ночь освещенность составляет порядка лишь 0,25 лк. В офисах рекомендуемая освещенность составляет лишь 500–750 лк, что достигается тем или иным освещением. В относительно стандартном помещении с окнами освещенность внутренней стены составляет обычно 0,5–2,5 % от наружной.

Считается, что секреция мелатонина эпифизом прекращается при освещенности в 1500–2500 лк. Тем самым человек даже днем в помещении чаще всего находится еще в относительной биологической темноте. При этом есть мнение (цит. по В.Н. Анисимову, 2007), что уже значительно более слабая освещенность – 100 лк белого света может существенно снижать выработку мелатонина (встречаются величины 60 лк и даже 10 лк; наибольшая чувствительность имеет здесь место к голубому и синему участкам спектра).

Свет вызывает в организме целый ряд эффектов, среди них суточные биоритмы, часть из которых идет через подавление продукции мелатонина (Lewy A.J. et al., 1980; Czeisler С.A. et al., 1986; Horowitz T.S. et al., 2001) [20] . Природная освещенность влияет также, помимо ритма выработки мелатонина и ритма «сон – бодрствование», на настроение и степень активности, когнитивные функции; при этом степень реакции имеет некоторую зависимость от возраста, пола, времени суток, сезона года, широты (Eastman С., 1990; Cole R.J. et al., 1995; Kripke D.F. et al., 2004). Часть эффектов возникает в самом глазу (клетки сетчатки вырабатывают свой «периферический» мелатонин, здесь же богатая сеть рецепторов к мелатонину, светочувствительные ретинальные ганглиозные клетки продуцируют меланопсин, также имеющий отношение к суточным ритмам – Panda S. et al., 2005; Sekaran S. et al., 2005).

Значимость света в качестве пейсмейкера суточных биоритмов подтверждается обследованием слепых, у которых эти ритмы нарушены, вплоть до полного отсутствия некоторых из них; среди последних и мелатониновый ритм (Klein Т. et al., 1993; Lockley S.W. et al., 1997; Klerman E.B. et al., 2002; Jean-Louis G. et al., 2005).Свет в 2500 лк в ночные смены снижает сонливость и повышает работоспособность, что совпадает со снижением (или прекращением продукции) мелатонина, особенно в 02.00 часа (Lowden A. et al., 2004). Вместе с тем в исследовании М. Riiger с соавт. (2005), подтверждающем стимулирующее действие света ночью в части снятия сонливости и слабости, отвергается мелатониновый путь действия.

____________________________________________________

Следующим за внешним пейсмекером – светом и первичным внутренним – СХЯ идет эпифиз, продуцирующий мелатонин (М-ацетил-5-метокситриптамин). Эпифизарный мелатонин признается основным. Именно с ним связываются биоритмы, прежде всего циркадные. Кроме данного мелатонина наличествует в ограниченном количестве тканевой мелатонин. Он продуцируется клетками очень многих систем и органов: сетчатки глаза, слизистой кишечника, печени, почек, надпочечников, яичников, эндометрия, эндотелием, лейкоцитами, тромбоцитами и др. Роль данного мелатонина не совсем ясна. Одно из предположений состоит в том, что он действует только местно там, где образуется.