Хрономедицина 6-10; 16-20; 26-30
жүктеу/скачать 2.66 Mb.
|
| 19 сурак
Хронобиологиялық зерттеулер Циркадиялық ырғақтардың физиологиялық көрсеткіштерге, аурушаңдыққа, өлімге және ұзақ өмір сүруге әсерін екі халықаралық ғалымдар тобы зерттеді. Сарапшылар белсенділіктің күнделікті ырғағының ерекшеліктері, ең алдымен оның амплитудасы қартайған астенияның жедел дамуының критерийі екенін, сонымен қатар ауру мен өлімді болжайтынын анықтады. Көпжылдық деректердің үлкен базасындағы бұл зерттеулер 1980 жылы Тюмень медициналық университетіндегі хронобиология мектебінің негізін қалаушы, М.ғ. д., Ресей Федерациясының еңбек сіңірген ғылым қайраткері Геннадий Дмитриевич Губин тұжырымдаған теорияны растады. Ғалым бұл "денсаулық санының" әмбебап критерийі және ұзақ өмір сүрудің белгісі бола алатын тәуліктік (циркадиялық ) ырғақтардың амплитудасы деп есептеді. 90-жылдардың соңында ТМУ биология кафедрасының профессоры Денис Геннадьевич Губин теорияны қан қысымы мен дене температурасын бақылау арқылы көлденең зерттеу нәтижелерімен растады. Ол жасқа байланысты десинхроноздың және спецификалық емес қарсылықтың жоғалуының үш негізгі көрінісін анықтады: ырғақ күшінің төмендеуі, фазалық тұрақсыздық арқылы амплитудасының төмендеуі және физиологиялық көрсеткіштердің өзгергіштігінің жоғарылауы. - Көпжылдық зерттеулерінде актиметрлерді (белсенділікті, ұйқыны, әртүрлі спектрдегі жарықтың әсерін, температура мен жүрек соғу жиілігін 7 күндік бақылауға мүмкіндік беретін датчиктер) пайдаланған шетелдік әріптестерден айырмашылығы, 20 жыл бұрын бізде мұндай жабдық болмаған, бірақ әртүрлі жастағы адамдарда температура, қан қысымы параметрыақтарының параметрлерін салыстыра алдық және көп күндік бақылауларға негізделген импульс. Математикалық талдау әдістерінің көмегімен біз қартаю процесінде және аурулардың дамуында адамның ырғақты құрылымының қалай өзгеретінін көрсете алдық. Денис Губин қазір Тюмень медициналық университетінде осы бағытта зерттеулерді жалғастыру үшін жеткілікті актиметрлер бар екенін атап өтті: - Әріптестер алған деректер актиграфияның бір ғана көрсеткішінің — белсенділік ырғағының әлеуетін пайдаланды. Басқа мониторингтік көрсеткіштерді және олардың фазалық қатынастарын, сондай-ақ қоршаған жарықтың рөлін зерттеу қажет. Мұның бәрі жасалуы керек жеке деректер банкі негізінде жасалуы керек және мониторинг көрсеткіштері ажырамас бөлігі болуы керек. Біз ырғақтардың амплитудасын қалай басқаруға болатынын білуіміз өте маңызды, яғни ауру қаупіне әсер ету және ұзақ өмір сүруге ықпал ету. —- Хронобиология мен хрономедицина гелиобиологиямен тығыз байланысты. Хронобиология (биоритмология) және хрономедицина ғылым ретінде биологиялық объектілерді уақытша ұйымдастыру мәселелерімен, сондай-ақ тірі организмдердің сыртқы датчиктер ырғағының генетикалық құрылымына интеграциялау процесін зерттеумен айналысады. Бұл оларды күн және геомагниттік белсенділік сияқты қоршаған орта факторларының биологиялық объектілерге әсері мәселесінде алдыңғы қатарға шығарды. Гелиобиология күн белсенділігінің (СА) биосфераға, соның ішінде адам ағзасына әсерін зерттейді. Бұл пәнаралық білім саласы, өйткені ол күн сәулесіндегі құбылыстарға байланысты геофизикалық факторлар мен процестерді және олардың биологиялық әсерін түсіндіретін мүмкін физикалық механизмдерді зерттеу міндеттерін де, осы механизмдердің жасушадан популяцияға дейінгі барлық деңгейлеріндегі тірі жүйелердің физиологиялық көріністеріне биологиялық немесе биохимиялық түрленуін де біріктіреді. ХХ ғасырдың 30-50-ші жылдарында гелиобиологияның негізін қалаушы орыс ғалымы А. Л. Чижевский өз замандастарының еңбектерін жалпылап, талдап, биосфераға ғарыштық әсер етудің (және, ең алдымен, күннің) принципті тұжырымдамасын тұжырымдады. Оған талдаудың тиімді статистикалық әдістері ұсынылды (мысалы, қазіргі уақытта қолданылатын әдіс қолданылды, қазір ол дәуірлерді қабаттастыру әдісі деп аталады) және өзінің кең нақты материалын өңдеу және түсіндіру жүргізілді. А. Л. Чижевский эпидемиялардың пайда болуындағы синхронды өзгерістерді, сондай-ақ V ғасырдан ХХ ғасырдың бірінші ширегіне дейінгі кезеңдегі жер шары халқының жалпы өлімінің ырғақты өзгерістерін анықтады. Кейбір басқа биологиялық көрсеткіштердің (балықтардың көші-қоны, микроорганизмдердің жаппай көбеюі және т.б.) вариацияларын талдау сонымен қатар жалпы жерге жақын кеңістіктің қасиеттеріне және биосферадағы жаһандық өзгерістерді тудыратын күн сәулесіндегі процестерге байланысты сыртқы әсер ету факторларының бар екенін көрсетті. Жұмыстар А. Л. Чижевский халықаралық деңгейде кеңінен танылды, олар шет тілдеріне аударылды және оның көптеген идеялары мен нәтижелері қазіргі уақытта сенімді расталды. Ғарыштық зерттеулер басталғанға дейінгі дәуірде А.Л. Чижевский күн мен Жердің өзара әрекеттесу механизмін дұрыс бағалай алмады және оған электр күштерін басқаратын белгілі бір агент қатысады деп болжады. Ғарыштық зерттеулер күн желін ашты - күн тәжінен ағып, күн магнит өрісін планетааралық кеңістікке тартатын зарядталған бөлшектердің ағындары, олар жердің өзіндік диполь өрісімен әрекеттеседі, нәтижесінде Жердің магниттік қабығы пайда болады – магнитосфера. Бұл динамикалық формация күн сәулесіндегі бұзылуларға үнемі жауап береді және олар тудыратын электр және магнит өрістерінің жер кеңістігіндегі өзгерістер (гелио - геофизикалық белсенділік) биосфераға және адамзат өмірінің көріністеріне әсер етеді. Жақында гелиобиологтар биологиялық объектілерге тән қасиет биоритмдер екендігіне мұқият назар аударды. Соңғылары биожүйелердің табиғатымен, олардың генетикалық аппараттарымен және сыртқы сенсорларымен анықталады. Гелиогеофизикалық және медициналық ырғақтардың ықтимал байланысының алғашқы иллюстрацияларының бірі олардың жалпы жиілігін салыстыру болды. Геомагниттік белсенділіктің уақыт қатарлары кезеңдерде ырғақтарды (яғни жиілік спектрлерінде шыңдары бар) қамтиды. Сонымен қатар, адамда ұқсас инфрақызыл (бір күннен астам кезеңмен, оның ішінде жеті күндік кезеңмен) ырғақтардың болуы ежелгі дәуірден бастап әртүрлі аурулардың өршуінің тән даму кезеңдерімен, сондай-ақ қазіргі заманғы мәліметтермен, мысалы, бүйрек және жүрек трансплантациясы кезінде трансплантациядан бас тартуды дамыту туралы белгілі. Бұл қарапайым бақылау алғаш рет геомагниттік белсенділіктің биологиялық белсенділікке әсері туралы гипотеза жасауға мүмкіндік берді Нысандар дәл биоритмдер тұрғысынан. 1990 жылдары алға тартылған бұл гипотеза биологиялық ырғақтардың сыртқы синхронизаторларына гелиогеомагниттік факторлардың ырғағы кіреді. Соңғыларында, атап айтқанда, күннің өзіндік айналу кезеңі – шамамен 28 күн және оның гармоникасы – шамамен 14, шамамен 7, шамамен 3,5 және басқа кезеңдер сияқты кезеңдер бар. Мұндай кезеңдердің ырғақтары күннің орташа магнит өрістері, планетааралық магнит өрісінің әртүрлі компоненттері (MMP), күн плазмасының жылдамдығы (күн желі), сондай-ақ Жердің геомагниттік өрісінің ырғақтары және оларды сипаттайтын геомагниттік белсенділік индекстері сияқты SA сипаттамаларында бар. Геомагниттік белсенділікті (ГМА) жалпы бағалау үшін гелиобиофизикалық зерттеулерде ең көп қолданылатын Кр-индексі - геомагниттік өрістің көлденең құрамдас бөлігінің үш сағаттық уақыт аралығындағы максималды амплитудасы, логарифмдік тоғыз балдық шкалада көрсетілген және геомагниттік өрістің вариацияларын тіркейтін орта және орташа жоғары ендіктердің бірнеше геомагниттік обсерваториялары бойынша орташаланған. Кр-4 баллдан жоғары индекс геомагниттік дауылға сәйкес келеді. Геомагниттік вариация сияқты сыртқы әсер ету факторының кезеңділігі эволюцияның бастапқы кезеңдерінде биологиялық объектілерде ұқсас ырғақтың пайда болуына ықпал етуі мүмкін, ал ГМА-ның тұрақты емес апериодты компоненті (магниттік дауылдар) тудыратын осы кезеңділіктің сәтсіздіктері трансконтинентальды рейстердің циркадиандық (тәуліктік) десақтардың десинхронозын тудыратын түрі бойынша биологиялық ырғақтардың десинхронозын тудыруы мүмкін. Айдың орбиталық қозғалысында шамамен 28 күндік цикл бар, бірақ айдың әсер ету жиілігінің бұзылуын елестету қиын. Дауыл кезінде геомагниттік өрістің вариациясының амплитудасы жердің полярлық аймақтарында шамамен 1000 нТл және геомагниттік өрістің шамасы 30 000-50 000 нТл болатын орта және төменгі ендіктерде шамамен 100 нТл құрайды. Геомагниттік вариациялар толық өріспен және техникалық шығу тегінің кедергісімен салыстырғанда аз болғандықтан, шағын өрістердің биологиялық объектілерге әсер ету механизмдері түсініксіз және Статистикалық зерттеулер әрқашан тұрақты және қайталанатын нәтижелерге әкелмеді және өткен ғасырдың 70-ші жылдарында гелиобиологияға Елеулі скептицизм пайда болды. Алайда, биологиялық реакциялар мен әлсіз ЭМӨ әсер ету механизмдерінің проблемасы (1 мТл-ден аз) экологиялық себептерге байланысты гелиобиологиядан асып түсті. Адамның өндірістік және тұрмыстық қызметінің нәтижелерімен тіршілік ету ортасының электромагниттік ластануы, сондай - ақ жылулық емес қарқындылықтағы әлсіз төмен жиілікті өрістердің денсаулыққа ықтимал қауіптерін анықтау осы зерттеу саласына қызығушылықты күрт арттырды. Осылайша, шамамен 20 жыл бұрын гелиобиология магнитобиологиямен біріктірілді, ол кез келген сипаттағы әлсіз төмен жиілікті, айнымалы магниттік және электр өрістерінің биологиялық әсерлерімен айналыса бастады. Зерттеушілердің қызығушылығы мен ынта-жігері өсе берді және магнитобиологияның барлық аспектілері (ғылыми, медициналық, әлеуметтік) бойынша электрондық деректер банкі 30 000-нан астам сілтемелерді қамтиды. 80-ші жылдардың ортасы мен 90-шы жылдардың басында.ХХ ғ. гелиобиология мен магнитобиология мәселелерін түсінудегі елеулі прогреске Шу тудыратын ауысулар теориясының жетістіктері және оның биологияға практикалық қолданылуы ықпал етті. Биологиялық объектілер, осы теорияға сәйкес, күрделі ашық сызықтық емес жүйелер болып табылады, олардың мінез-құлқы үшін әлсіз сыртқы шудың әсер ету әсерлері интуитивті көріністерге қарама-қарсы іргелі болып табылады. Сыртқы шу осы жүйелердің өзін-өзі ұйымдастыру процестерінде белсенді рөл атқаруы мүмкін. Мысалы, математикалық биологияның әйгілі американдық маманы Артур Уинфри биологиялық жүйелердің өзін-өзі ұйымдастыру құбылыстарының модельдерін жасаудағы ізашарлардың бірі болып табылады. Биологиялық ырғақтарды зерттей отырып, ол белгілі бір жағдайларда, өте әлсіз бұзылулардың әсерінен биологиялық "осцилляторлар" тобы, соның ішінде ми мен жүректің пульсирленген жасушалары өздігінен синхрондалып, біртұтас соғуды бастайтынын көрсетті. Ол сондай-ақ мұндай ырғақтардың ең тұрақтысы кенеттен құлдырауы мүмкін екенін және кейде өлімге әкелетін хаотикалық қозғалыстардың қалай пайда болатынын көрсетті. Әлбетте, бұл түсініктер шу деңгейінің әлсіз табиғи ЭМӨ-нің биологиялық жүйелерге әсер етуінің энергетикалық парадокс мәселесін шешуі мүмкін. Сондай-ақ, күрделі сызықтық емес жүйелердің әлсіз әсерлерге реакциясының түсініксіздігі олардың тән қасиеті болып табылады және ол тек әсер етуші факторға ғана емес, сонымен қатар жүйенің күйіне де байланысты. Бұл екіұштылыққа және зертханалық эксперименттердің нашар қайталануына әкелуі мүмкін. Геомагниттік тербелістердің әсер ету механизмі туралы егжей-тегжейлі түсініктің болмауына байланысты олардың әртүрлі физиологиялық параметрлермен байланысы ең алдымен корреляциялық және регрессиялық талдау арқылы эмпирикалық түрде зерттеледі. Эффектінің басқалармен салыстырғанда салыстырмалы әлсіздігін ескере отырып, мысалы, әлеуметтік және метеорологиялық факторларды ескере отырып, зерттелетін уақыт қатарларындағы қажетті сигнал/шу қатынасы біреуден айтарлықтай аз екенін есте ұстаған жөн. Бұл корреляцияның жеткілікті төмен коэффициенттеріне және нәтижелердің басым Шу сипаттамаларына жоғары сезімталдығына әкеледі, бұл деректерді таңдау және өңдеу кезінде көбірек назар аударуды қажет етеді. Нашақорлықты егжей-тегжейлі қалпына келтірумен айналысатын зерттеушіге бірнеше проблемалар туындайды. Олардың кілті-бөлшектердің қажетті дәрежесін математикалық тұрғыдан қатаң тұжырымдау. Екінші маңызды мәселе-бұл бөлшектердің қайталануының сенімділігі. Үшінші мәселе-қажетті тәуелділікті қамтамасыз ететін деректерді жинау әрекеттерін бағалау қажетті егжей-тегжей және сенімділік. Әдетте, зерттеулер адамның физиологиялық көрсеткіштері мен Күн белсенділігінің факторлары арасындағы функционалдық тәуелділіктің болуын анықтауға бағытталған. Бұл үшін зерттеушілердің басым көпшілігі корреляциялық талдауды қолданады. Бұл тәсілдің артықшылықтарының ішінде белгілі бір математикалық дағдыларды қажет етпейтін стандартты бағдарламалық жасақтаманың кең таңдауының болуын және аппараттық құралдардың сипаттамаларына жоғары талаптардың болмауын атап өтуге болады. Алайда, елеулі кемшілік бар: бұл жағдайда қолданылатын қатынас моделі сызықтық болып саналады, бірақ модельдің ерекшелігі туралы априорлық білім болмаған жағдайда тәуелділік класын кеңейту орынды. Сызықтық тәуелділік сызықтық емес ерекше жағдай екені түсінікті. Жұмыста сызықтық емес модельдер қарастырылады. Гелиогеофизикалық параметрлер мен адамның физиологиялық көрсеткіштері арасындағы көпөлшемді байланыстарды іздеудің статистикалық аппаратының қазіргі жағдайына талдау жүргізілді. Осы уақытқа дейін мұндай талдау жүргізілген жоқ және әдістер қажетті тәуелділіктің тегістігі мен мәліметтер базасының мөлшері мен әсер ету факторларының саны арасындағы байланысты ескерусіз қолданылды. Гелиобиофизикалық процестерді бақылау арқылы алынған мәліметтер базасында тәуелсіз (болжаушы) және тәуелді (адаптер) айнымалының жұп өлшемдері бар. Бұл жұп прецедент деп аталады. Тәуелді белдікте бақылау объектісіне есепке алынбаған әсерден туындаған шу бар деп болжау табиғи нәрсе. Шудың орташа квадраттық амплитудасының қажетті тәуелділікке жуықтау қатесіне қатынасы шуды азайту коэффициенті деп аталады. Прецеденттер алып жатқан болжамды кеңістіктегі аймақ өлшемінің қажетті тәуелділік бөлігінің минималды өлшеміне қатынасы адаптордың болжаушыға функционалдық тәуелділігін іздеу алгоритмінің шешуші күші деп аталады. Адаптерге әсер ететін факторлардың саны, яғни тәуелсіз айнымалылар кеңістігінің өлшемі болжамды кеңістіктің өлшемі деп аталады. Жұмыста тәуелсіз айнымалылар кеңістігінің берілген өлшемімен нақты ажыратымдылық пен шуды болдырмауға қол жеткізу үшін қажетті мәліметтер базасының минималды көлемін анықтау міндеті қойылған. Деректер базасын оңтайлы толтыру мәселесіне ұқсас тәсіл алғаш рет қолданылады. Гелиобиология үшін бұл екі себеп бойынша пайдалы: (1) бұл адаптордың әсер етуші факторлардың нақты санына тәуелділігін қалпына келтіру үшін пайдаланылатын дерекқорды жинау бойынша күш-жігерді және (2) адапторлардың бұрыннан бар дерекқорының көмегімен тәуелділікті қалпына келтіруге болатын факторлардың ықтимал санын бағалауға мүмкіндік береді (өлшемдік потенциал). Алғаш рет қажетті тәуелділіктің жеткілікті тегістігі болған кезде сызықтық тәсілдің кепілдендірілген қолданылуы дәлелденді. Сондай-ақ, жалпы болжамдар жеткілікті болған кезде, сызықтық емес көпөлшемді талдау кезінде талданатын мәліметтер базасының минималды рұқсат етілген мөлшері кіріс кеңістігінің өлшемділігінің көрсеткішіне қарағанда тез өсетіні көрсетілген. Көптеген гелиобиологиялық жұмыстарда келтірілген мәліметтер базасында осы жұмыстарда қолданылмаған көп өлшемді зерттеу әлеуеті бар екендігі анықталды: а) қоршаған ортаның адамға әсер етуінің бір факторымен жуықтаудың сызықтық әдістері үшін деректердің ең аз саны (ең оптимистік болжамдар бойынша) 750-ге тең; б) жуықтаудың жергілікті сызықтық емес әдістері үшін деректердің минималды санының адам ағзасына әсер ететін факторлардың санына тәуелділігі. Бұл жұмыстың нәтижелерін физиологиялық көрсеткіштердің қоршаған орта факторларының әсеріне функционалдық тәуелділіктерін іздеу кезінде ескеру ұсынылады. Қазіргі уақытта гелиобиологияда Математикалық талдаудың заманауи әдістері қолданыла бастады-үлгіні тану әдісі, генетикалық алгоритмдерді қолдану, нейрондық желіге жуықтау. Әдебиеттерде ғарыштық ауа-райы мен адам ағзасының жағдайы арасындағы байланыстың мультифакторлығына көптеген көрсеткіштер бар, бірақ бұл байланыс ең күшті болатын ауа-райын табудың тікелей міндеті хронобиологиялық зерттеулер тарихында алғаш рет жұмыста қойылды. Ресми тұрғыдан алғанда, бұл міндет ауа-райы параметрлерінің үш өлшемді кеңістігінде ішкі жиынды (магнитобиотропты аймақтар) анықтау болды: күндерге сәйкес келетін қысым, температура және ылғалдылық, адам ағзасы жердің магнитосферасындағы өзгерістерге белгілі бір физиологиялық параметрдің статистикалық тұрғыдан сенімді жоғарылауымен (немесе төмендеуімен) қатты әсер еткенде – әртүрлі магнитобиотропты аймақтар әртүрлі физиологиялық параметрлерге сәйкес келеді. Мұндай өндіріс мәселенің оңтайландыру сипатын белгілейді, ал соңғысын Мета-эвристикалық іздеудің қуатты әдістерін тартпай шешу мүмкін емес. Дифференциалды эволюция алгоритмін қолдана отырып, бұл жұмыста систолалық, диастолалық қан қысымы мен жүрек соғу жиілігінің магниттік сезімталдығы көрінетін жердегі ауа – райы кеңістігінде магнитобиотропты аймақтардың бар екендігі дәлелденді-тек үш аймақ. Бұл ретте үш магнитобиотропты аймақтың әрқайсысына түсетін ауа райы жағдайлары бар күндерге келетін өлшеулер нәтижелері бойынша алынған корреляция коэффициенттерінің шынайылығының максималды мәні 0.006 құрайды, бұл шамамен 10(!) алдыңғы медициналық зерттеулерде қабылданған 0.05-ке тең сенімділік шегінен бір есе аз. Қазіргі уақытта талдау үшін деректердің жеткілікті кең таңдауы бар, соның ішінде: негізгі аурулардың көпжылдық медициналық статистикасы, жеке ғарышкерлердің негізгі физиологиялық параметрлерін ұзақ, жиі көпжылдық бақылау деректері, науқастар мен сау адамдар топтарын әртүрлі клиникалық және зертханалық бақылаулардың нәтижелері. Көптеген зерттеулер авторларды әлсіз геомагниттік өрістердің биологиялық объектілерге әсері сенімді түрде анықталған факт деген қорытындыға келді. жүктеу/скачать 2.66 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|