Отчет о научно-исследовательской работе Проблемной комиссии рамн по хронобиологии и хрономедицине
| Вид материала | Отчет |
- Реферат отчет о научно-исследовательской работе состоит, 61.67kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2011 год, 1208.93kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2009 год, 851.3kb.
- Пидемиологическому нормированию при Госкомсанэпиднадзоре России и секции "Промышленная, 175.27kb.
- Отчёт онаучно-исследовательской работе гу нии но ур за 2010 год, 997.69kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе профессорско-преподавательского состава, 617.56kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе; пояснительная записка к опытно-конструкторской, 14.47kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе (итоговый), 2484.06kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе, 2473.27kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе, 392.92kb.
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК
ПРОБЛЕМНАЯ КОМИССИЯ
«ХРОНОБИОЛОГИЯ И ХРОНОМЕДИЦИНА»
О Т Ч Е Т
о научно-исследовательской работе
Проблемной комиссии РАМН
по хронобиологии и хрономедицине
(ПК 31.07)
за 2011 г.
Председатель Проблемной комиссии
Заслуженный деятель науки РФ,
д.м.н., профессор С.И. Рапопорт
Москва 2011
Аннотация.
В 2011 году были продолжены исследования, касающиеся актуальных теоретических и практических проблем хронобиологии и хрономедицины. Основная часть теоретических разработок была посвящена исследованию роли мелатонина в этиологии, патогенезе и лечении больных с патологией внутренних органов, реакций показателей АД и ЧСС на изменение температуры и атмосферного давления у здоровых и больных гипертонией различного возраста, пола жителей различных городов, возможных механизмов биотропного влияния космической погоды, биологических и фармакологических свойств мелатонина, методов интеллектуального анализа многопараметрических динамических объектов в хронобиологических и хрономедицинских исследованиях, разработке алгоритмов и методов хронодиагностики, особенностей спектров временных рядов при существенно неравноотстоящих наблюдениях.
Научно-практические исследования были главным образом направлены на изучение адаптогенных свойств мелатонина, корреляционных отношений между факторами погоды и показателями гемодинамики у больных артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца, определение эффективности мелаксена в коррекции нарушений функций сердечно-сосудистой системы у метеочувствительных и магниточувствительных больных с разным уровнем АД и наличием ИБС с использованием СМАД, ЭХОКГ, изучением мозгового кровотока, изучение гендерных особенностей эффективности мелаксена в лечении больных артериальной гипертонией. Большое внимание было уделено исследованию временной организации физиологических систем в норме и патологии, а также механизмов комплексного влияния природных факторов окружающей среды на функциональное состояние организма здоровых лиц разных возрастных категорий и разработка хрономедицинских технологий для профилактики их неблагоприятных эффектов.
В 2011 году было разработано несколько программных средств, математических моделей, получен ряд патентов на изобретения и полезные модели.
Аналитический обзор по НИР, выполненных в 2011 г. в рамках комплексной проблемы «Хронобиология и хрономедицина»
1. Теоретическая часть
1.1. Теоретические исследования, проведённые в Первом московском государственном медицинском университете им. И.М. Сеченова (рук. – Засл. деятель науки РФ, д.м.н., проф. Рапопорт С.И.).
Лаборатория является головным учреждением в стране в области хрономедицины, одним из лидеров разработки роли мелатонина в клинике внутренних болезней.
Задачи лаборатории:
- изучение роли мелатонина в этиологии, патогенезе и лечении больных с патологией внутренних органов
- Разработка проблем хрономедицины в клинике внутренних болезней.
- Исследование биотропного действия естественных магнитных бурь.
- Механизмы сезонных обострений заболеваний, в том числе психических.
- Разработка и внедрение в клинику приборов, основанных на хронобиологических принципах.
- Организационная работа.
В 2011 г. были продолжены исследования возможности использования мелатонина в лечении обострений язвенной болезни 12-п. кишки. Было установлено и клинически подтверждено данными морфологических исследований, в том числе на электронно-микроскопическом уровне, что сочетанное применение ингибиторов протонной помпы и мелатонина давало более выраженный успешный клинический эффект, обусловленный 2-я причинами: отчетливой антихеликобактерной и устранение повреждения слизистой оболочки желудка на клеточном и субклеточном уровнях. Полученные данные дают возможность рекомендовать при лечении обострений язвенной болезни применять мелатонин без проведения специальной антихеликобактерной терапии, что является принципиально важным.
Обнадеживающие результаты получили при лечении метаболического синдрома мелатонином. Установлены принципиально новые факты о воздействии мелатонина на углеводный обмен на генетическом уровне, получены обнадеживающие клинические факты.
Подтверждена значимость использования мелатонина в профилактике магнитных бурь, в частности, намечено с этой целью профилактика мелатонином.
Начата работа по лечению бесплодия у женщин среднего возраста мелатонином.
Заведующий лабораторией «Хрономедицина и новые технологии в клинике внутренних болезней ГБОУ ВПО первый МГМУ им. И.М. Сеченова заслуженный деятель науки РФ профессор С.И. Рапопорт является председателем проблемной комиссии «Хронобиология и хрономедицина» РАМН.
В 2011 г. сотрудники лаборатории участвовали в проведении научно-исследовательской работы, в заседаниях проблемной комиссии, конференциях, с докладами, публикациями в журналах.
Лаборатория сотрудничает с МГУ – кафедрой эмбриологии и биофизики, ИЗМИРАН, РУДН, Университетом г. Белгорода, Институтом биомедицинских исследований РСО Алания, Ростовским государственным университетом.
1.2. Теоретические исследования, проведённые в Институте космических исследований РАН (рук. - д.ф.-м.н. Бреус Т.К.)
1.2.1. Исследование реакция показателей АД и ЧСС на изменение температуры и атмосферного давления у здоровых и больных гипертонией различного возраста, пола жителей различных городов.
На основании индивидуального анализа результатов длительных ежедневных измерений показателей артериального давления (АД ) и частоты сердечных сокращений у здоровых и больных гипертонией 318 добровольцев различного возраста, пола жителей восьми городов (Москва, Симферополь, Архангельск, София, Сыктывкар, Белгород, Ростов-на-Дону, Новосибирск) было показано, что реакция показателей АД и ЧСС на изменение температуры и атмосферного давления проявляется в виде синхронизации с физиологическими показателями медленных волн длительностью порядка 4-7 суток, а реакция на магнитные бури – в виде резких однодневных скачков физиологических параметров, синхронных с началом бури или отстающих на 1-2 суток от ее начала. У гипертоников эти эффекты проявляются на фоне приема гипотензивных препаратов и усложняют лечение, снижая или маскируя гипотензивный эффект лекарств.
Показано, что не только амплитуда, но и знак реакции на погодные факторы зависит от текущих значений метеопараметров в период наблюдений. Реакция показателей АД жителей средних широт в период зимы, близкой к климатической норме, укладывается в картину компенсаторно-приспособительной реакции организма на недостаток кислорода в окружающем воздухе (экзогенная гипоксия). Однако в период экстремально холодной зимы наблюдалась противоположная реакция – возрастания уровня АД при понижении температуры и относительной влажности, аналогичная реакции жителей высоких широт (эндогенная гипоксия). Также изменение знака реакции наблюдалось у здоровых людей в период экстремальной жары 2010 г., когда отрицательная корреляция уровня АД с атмосферной температурой, наблюдаемая у этих лиц на протяжении предыдущих лет, сменилась положительной (рис 1).
Рис. 1.
1.2.2. Выяснение относительной роли исследуемых гелиогео- магнитных факторов в проявлении медико-биологических эффектов.
Разработан математический подход к выяснению групповой относительной роли исследуемых гелиогеомагнитных факторов в проявлении медико-биологических эффектов (биотропности), базирующийся на кросс-валидационной оценке ошибок в многофакторных зависимостях медико-биологических параметров от факторов обычной и космической погоды. Метод применялся к базам данных по инфарктам, инсультам и мониторированию основных параметров сосудистого тонуса. Выяснено, что, несмотря на разнородность анализируемых медико-биологических данных, иерархия биотропностей исследуемых факторов земной и космической погоды остается примерно постоянной. Наибольший вклад в воздействие на организм человека вносят факторы земной погоды – атмосферные температура и давление, на последнем месте – фактор возмущенности геомагнитного поля.
1.2.3. Сравнительный анализ чувствительности различных показателей сосудистого тонуса к метеорологическим и геомагнитным факторам
В работе проведен анализ длительных рядов ежедневных измерений показателей сосудистого тонуса, таких как артериальное давление (АД), скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) и эндотелиальная функция (ЭФ), измеренных у одного добровольца на протяжении трех лет. В эксперименте был использован специально разработанный прибор «Тонокард».
Для анализа чувствительности этих показателей к геомагнитным и метеорологическим факторам были использованы два независимых подхода, один из которых основан на традиционных методах математической статистики, а другой – на теории распознавания образов. Результаты, полученные с помощью этих подходов, показали очень хорошее согласие, как качественное, так и количественное.
Получено, что показатели систолического АД, СРПВ и ЭФ данного волонтера в значительной степени реагируют на комплекс атмосферных факторов. Чувствительность к действию геомагнитной активности (ГМА) была обнаружена только у показателя СРПВ. Высказывается предположение, что снижение эластичности стенок сосудов, отражаемое данным показателем, является более выраженной и специфической реакцией организма на геомагнитное возмущение, чем изменение среднего уровня АД.
1.2.4. Исследование мелатонина, как одного из важнейших факторов воздействия естественных электромагнитных полей на человека (больных гипертонической болезнью и ишемической болезнью сердца)
В настоящем работе рассмотрена концепция, которая не привлекла пристального внимания в ранних работах и обзорах. Она опирается на цепочку эффектов, порождаемых воздействием слабых ЭМП на клеточно-молекулярном уровне, в которой задействованы механизмы с участием изменения прохождения ионов кальция через клеточные мембраны, связанные с этим вариации уровня продукции мелатонина клетками эпифиза и АПУД-системы, и с вызванным этими вариациями десинхронозом суточных ритмов. Отдельные компоненты этой цепочки уже обсуждались в литературе В настоящее время предлагаемая гипотеза и её компоненты, как, впрочем, и остальные обсуждаемые в литературе механизмы, страдает ограничениями и во многом не доведена до теоретического описания В нашей работе однако сделана попытка проследить, может ли подобная цепочка представлений работать в целом по результатам экспериментальных исследований и натурных наблюдений, опубликованных в литературе и проведенных авторами.
Продолжаются работы по мониторированию ЭКГ прибором «Кардиовизор», мониторированию скорости распространения пульсовой волны, и эндотелиальной функции, артериального давления у группы здоровых добровольцев, психофизиологических параметров у детей и взрослых . Анализ этих данных начнется летом 2012 года после того, как будет сформирована соответствующая база данных.
1.3. Теоретические исследования, проведённые на базе медицинского факультета ФГБОУ ВПО Российский университет дружбы народов совместно с Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова (рук. – Засл. деятель науки РФ, д.м.н., проф. Фролов В.А.).
1.3.1. Исследования возможных механизмов биотропного влияния космической погоды (совместно с М.В.Рагульской, В.В. Вишневским и др.).
В 2011 году были продолжены исследования (совместно с М.В.Рагульской, В.В. Вишневским и др.) возможных механизмов биотропного влияния космической погоды. Показано, что основной сценарий, разрабатываемый в настоящее время в научной литературе, является гелиоцентричным и квазилинейным, и требует существенной корректировки. Благодаря длительным мониторинговым экспериментам последнего десятилетия и современным он-лайн технологиям стало возможным проводить анализ крупных баз данных, полученных одновременно в различных городах по единому протоколу на постоянных группах обследуемых. Объемы баз данных непрерывных измерений физиологических параметров, превышающие 100 000 единиц, позволяют сделать вывод о существенной нелинейности адаптационных процессов. Выявляется, что артефакты, считавшиеся раньше ошибкой эксперимента и выбрасывающиеся из рассмотрения, на самом деле являются воспроизводимым результатом следующего уровня познания материи. В качестве возможных дальнейших направлений исследований рассмотрено:
1. Комплексное изучение нелинейного влияния факторов космической и обычной погоды
2. Изучение адаптационных процессов в вероятностных терминах нахождения системы в одновременной совокупности возможных состояний.
3. Изучение прогностических возможностей опережающей адаптации сложных биосистем
4. Изучение одновременной синхронизации гелио – и геосистем внешним галактическим воздействием
5. Изучение динамики активности древнего Солнца и условий пространственно-временного масштаба формирования жизни на Земле.
6. Изучение формирования вторичных и последующих стерео-структур белков, как адаптационной защитной реакции на внешнее разрушающее космофизическое воздействие
7. Изучение современной реакции биосистем на факторы космической погоды, как атавистической, что позволяет на несколько порядков увеличить энергии биоэффективного внешнего воздействия при построении теоретических моделей.
8. Изучение (на современном клеточном материале) характерных времен и интенсивностей возникновения реакции и определения порога разрушения эталонных клеточных структур для воссоздания биотропных параметров активности древнего Солнца.
Вторым направлением работы (совместно с Г.С. Катинасом, М.В.Дементьевым, А.В Сорокиным, А.А. Киричек) являлось выявление и количественная оценка внутреннего десинхроноза на основании измерений АД и ЧСС, то есть на основе методов, доступных не только медицинским работникам, но и самостоятельно каждому пациенту.
В 2005 – 2008 гг в локомотивном депо станции Челябинск в порядке регулярных предрейсовых измерения в рамках автоматизированной системы медицинского осмотров с помощью аппаратно-программного комплекса КАПД-01-ст «Системные технологии» было обследовано 197 машинистов(по 380 – 400 наблюдений у каждого); все они были относительно клинически здоровы, в случае, если АД было высоким, машинисты к рейсу не допускались.
Группу контроля составили клинически здоровые студенты и сотрудники Российского Университета Дружбы Народов (51 испытуемый, 2005-2011 гг), у которых в течение 2 - 7 сут, осуществляли мониторирование по 96 – 336 измерений у каждого посредством прибора ТМ2421 (A&D, Япония).
Между полученными рядами наблюдений САД-ДАД, САД-ЧСС и ДАД-ЧСС средствами приложения Microsoft Excel вычисляли коэффициенты корреляции (r), регрессионный коэффициент (b), его стандартную ошибку (SE) и вероятность (P) нулевой гипотезы: отсутствие значимой регрессионной зависимости при сопоставлении рядов наблюдений. Результаты считали статистически значимыми при Р < 0.05. Различия между группами оценивали с помощью критерия хи-квадрат.
У здоровых испытуемых все коэффициенты регрессии были положительны, высоки и статистически значимы, то есть рост каждого из показателей сопровождался также и повышением двух других. При этом коэффициенты САД-vs-ДАД и ЧСС-vs-ДАД были выше, чем обратные им ДАД-vs-САД и ДАД-vs-ЧСС.
По сути дела, названные пары отражают организацию рефлекторно-гуморальных ответов, возникающих при изменениях одного из компонентов такой пары. Это дает основание рассматривать регрессионно-корреляционные взаимоотношения как проявления взаимодействия в соответствующих регуляторных контурах физиологических систем организма. В таком аспекте слишком высокие коэффициенты корреляции, стремящиеся к единице, могут свидетельствовать о чрезмерной жесткости связей и, тем самым, о пониженной способности к адекватным адаптивным реакциям. Слишком слабые коэффициенты корреляции, стремящиеся к нулю, напротив, могут означать ослабление или даже отсутствие адекватности ответов на соответствующие раздражители.
Контуры управляющих реакций, естественно, функционируют в организме не изолированно друг от друга, но также связаны (сопряжены) между собой. С целью оценки согласованности таких взаимосвязей, то есть для выявления направленности изменений между сопряженными контурами (например, цепи ЧСС-vs-САД и цепи ЧСС-vs-ДАД), нами было предложено рассчитывать между такими цепями вторичные коэффициенты регрессии и корреляции и назвать их коэффициентами сопряженности. Схема связей управляющих контуров между ЧСС, ДАД и САД показана на схеме. Коэффициенты сопряженности свидетельствуют о взаимной слаженности деятельности всех рассмотренных управляющих контуров
В группе машинистов встречаются отрицательные коэффициенты регрессии между ЧСС и АД, и даже между САД и ДАД. Все коэффициенты регрессии и корреляции оказались значимо ниже, при сравнении их с таковыми в группе контроля, а в ряде случаев и ниже, чем у тяжелых онкологических больных, данные о которых были проанализированы нами ранее. Анализ корреляций выявил ослабление силы связи между исследованными функциями, причем в изменениях АД и ЧСС наблюдалась даже разная направленность, когда повышение одного показателя сопровождалось снижением другого; формально это проявлялось в отрицательных коэффициентах регрессии у части обследованных. Это может свидетельствовать о возникновении десинхронизации в работе между сопряженными контурами внутри сердечно-сосудистой системы.
При медицинской оценке такой десинхронизации допустимы две трактовки наблюдавшихся изменений. Их, казалось бы, можно было расценить как преморбидные состояния и пытаться лечить возникший десинхроноз. В то же время, у обследованных машинистов на протяжении многих лет их трудовой деятельности не возникало тяжелой патологии, препятствующей их профессиональной и бытовой жизненной активности.
В связи со сказанным возникает и другая трактовка результатов: десинхронизация может служить лишь адаптационной реакцией организма на сменный график и высокую напряженность труда, что как раз и требует значительной «нестабильности» и гибкости системы. Можно полагать, что именно способность к изменениям амплитуды суточного ритма и к «миграции» акрофаз, помогают обследованным машинистам переносить такие нагрузки легче, чем людям, не тренированным к сменной работе.
Выводы: рассчитывая попарные корреляции и линейные регрессии между легко измеряемыми показателями деятельности сердечно-сосудистой системы, а также коэффициенты сопряженности между ними, можно не только выявить, но и количественно оценить внутренний десинхроноз на ранних стадиях.
1.3.2. Внедрение методики телеметрического мониторирования в деятельность Научно-учебной лаборатории функциональных методов исследования, хронобиологии и хронокардиологии.
Исследовались возможности методики телеметрического мониторирования в научной и учебной работе образовательного учреждения высшего профессионального образования. С помощью компьютерной программы Dataquest A.R.T. 4.2 Gold (Ponemah, США) был проведен предварительный анализ данных исследования, заключавшегося в непрерывной (круглые сутки) длительной (6 месяцев) регистрации различных физиологических показателей (артериальное давление, электрокардиограмма, температура тела, двигательная активность) у лабораторных животных, находящихся в свободном двигательном и пищевом режиме, в условиях, свободных от влияния стресса и наркоза. Исследование позволило освоить и внедрить в научно-учебный процесс ранее не применявшуюся в РФ уникальную методику телеметрического мониторирования, обладающую в силу своей инновационной составляющей огромными перспективными возможностями. Представлен пример успешной модернизации методического обеспечения и аппаратно-приборной базы лаборатории образовательного учреждения, совмещающей в своей деятельности научную и педагогическую работу. Предложен оптимальный набор количественных параметров, получаемых в процессе обработки физиологических кривых – результатов регистрации данных телеметрическим методом, пригодных для хранения в электронном виде.
22 июня 2011 года ученым секретарем Проблемной комиссии Благонравовым М.Л. была защищена докторская диссертация на тему: «Апоптоз кардиомиоцитов как типовая реакция альтерированного сердца» (научный консультант – Засл. деятель науки РФ, д.м.н., профессор В.А. Фролов).
1.4. Теоретические исследования, проведённые на кафедре фармакологии ГОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия (рук. – д.м.н., проф. Э.В. Арушанян).
В 2011 году продолжились исследования в рамках единой научной проблемы «Актуальные проблемы хронобиологии и хронофармакологии», в разработке которой участвовали все 6 сотрудников кафедры. За отчётный период в отечественной печати опубликовано 22 научных работы в виде журнальных статей и тезисов докладов на Всероссийских конгрессах и конференциях (из них 11 в журналах из перечня ВАК Минобрнауки РФ).
Основное внимание было уделено приоритетному для кафедры изучению биологических и фармакологических свойств гормона мозговой железы эпифиза мелатонина. Впервые в нашей стране в центре внимания оказались нейропротективные возможности гормона. В ряде работ на моделях функциональной и органической патологии головного мозга показана его способность обеспечивать защиту центральных нейронов при черепно-мозговой травме, острых нарушениях мозгового кровообращения и нейродегенеративных заболеваниях (паркинсонизм, болезнь Альцгеймера). В исследованиях на людях представлена многопараметрическая оценка спектра психотропной активности препарата мелаксена и её корреляция с уровнем содержания мелатонина в слюне испытуемых. Продолжилось изучение хронотропных свойств анксиолитиков, а также характера психотропного действия естественных растительных адаптогенов.