Диссертация (Этолого-иммунологическая характеристика экспериментального десинхроноза в условиях искусственного освещения и применения мелатонина), страница 4

Информация о световой длинедня воспринимается меланопсинсодержащими клетками сетчатки глаза, которыеявляютсяафферентнымзвеном.Отэтихклетокинформацияпоретиногипоталамическому тракту попадает в супрахиазматические ядра (СХЯ)гипоталамуса.«Эндогенными часами», являющимися основным водителем биологическихритмов являются СХЯ гипоталамуса [275, 286, 339]. Считается, что СХЯучаствуют в контроле циркадных ритмов на молекулярно-клеточном, органном иорганизменном уровнях [263]. Информация с CХЯ через функциональные связипередается к эпифизу, где реализуется его главная функция как эндокринногообразования, состоящая в выработке гормона мелатонина [126, 179, 360].Эфферентное звено обеспечивается секрецией мелатонина, оказывающегосинхронизующее влияние на работу периферических органов.

Мелатонин - этогормон, в том числе, ответственный за смену цикла сон-бодрствование [234, 419].Выработка мелатонина эпифизом находится под первичным контролем световогорежима: на свету его продукция угнетается, в темный период суток - возрастает.Информация об усилении яркости света через оптический нерв и СХЯ поступаетк шишковидной железе, что приводит к подавлению производства мелатонина.При малой яркости света или его полном отсутствии производство гормонавозобновляется [203].19Неблагоприятные для организма экологические факторы влияют навзаимодействиециркадныхбиоритмов,приводякрассогласованиюихфункционирования - десинхронозу.

Десинхроноз рассматривается как процессрассогласования во времени физиологических процессов как между собой, так и свнешними физическими и социальными датчиками времени [1, 45, 68, 89].Доказано, что десинхроноз является основой для развития патологическихизменений в организме.Былообоснованопредставлениеодесинхронозекактиповомпатологическом процессе, который, скорее всего, составляет временнуюструктуру стресса и является обязательным компонентом общего адаптационногосиндрома [4, 92, 93, 432].

Десинхроноз может являться триггером инфекционныхзаболеваний, кардиоваскулярной патологии, неопластических процессов [5, 32,42, 60, 79, 216].1.1.2. Классификация десинхронозовВ хронобиологии выделяется два вида циркадианного десинхроноза:внутренний и внешний. Десинхроноз внутренний описывается как нарушениесогласованностимеждуобычностабильнымибиологическимиритмамифизиологических показателей между собой, десинхроноз внешний - нарушениявзаимосвязи биологических ритмов с внешним датчиком времени (как правилопри явлении фотопериодизма) [4, 26, 32].По способности организма адаптироваться к действию «возмущающего»фактора выделяют физиологический и патологический десинхронозы [81].Физиологический десинхроноз является случаем успешной адаптации организма.Патологический десинхроноз возникает при нарушении реакций адаптации [83,263].Существует классификация десинхроноза по причинному фактору, средикоторых выделяют: старение, трансмеридианные перемещения изменениефотопериода [1, 26, 42].20Процессы старения способствуют изменению или возможному нарушениюциркадианных ритмов, что приводит к развитию возрастного десинхроноза [1, 25,114, 130, 383].

Старение рассматривается как многомерный физиологическийпроцесс, при котором отмечается нарушение сна, снижение когнитивныхфункций, температуры тела [251, 287, 448]. Высказаны предположения о том, чтов основе нарушений циркадианных ритмов у пожилых людей лежит нейрональнаядегенерация в СХЯ гипоталамуса - главного осцилятора биологических ритмов[436, 462]. Есть мнение о том, что возрастные нарушения циркадианойорганизации для ряда показателей у здоровых лиц являются следствием сбоя вмеханизмах передачи циркадианного сигнала от центрального осциллятора корганам и тканям [1, 319].По мнению многих авторов, такие технические решения как объединениечасовых поясов, перевод часов на «летнее» и «зимнее» время, быстроеперемещение через несколько часовых поясов, приводят к нарушениюправильной синхронизированной работы биологических ритмов организма ивозникновению «десинхроноза перемещения» [85, 300]. Одной из лидирующихпричин «десинхроноза перемещения» выступает активное перемещение надальние расстояния при авиаперелетах, сопровождаемое развитием синдромасмены часовых поясов (Jet-lag) [392, 468].

По мнению некоторых исследователей,синдром Jet-lag затрагивает до 90% авиапассажиров, пересекающих три и болеечасовых поясов [268, 317]. Основным следствием этого синдрома являетсянарушение сна, снижение работоспособности, внимания, нарушение когнитивныхфункций, изменения в настроении и скорости реакций [288, 449]. Быстрая сменачасовых поясов может усугубить уже имеющиеся аффективные расстройства,привести к психическим заболеваниям и длительной депрессии [423]. Возможныеизменения со стороны гомеостаза при авиаперелетах связывают с нарушениемрегуляции секреции мелатонина [110, 422].Впоследнеевремяособоевниманиеуделяетсядесинхронозам,возникающим из-за нарушения фотопериода, т.е.

правильной смены цикла свет–21темнота, за счет использования искусственных источников освещения [1, 5, 7, 60,121, 381].1.1.3. Роль искусственного освещения в формировании десинхронозаЖизнь современного человека требует кроме естественного освещенияприменениядополнительныхисточниковосвещения,нерациональноеиспользование которых создает предпосылки для нарушения согласованнойработыциркадианнойсистемы.Кестественномуосвещениюорганизмприспособлен филогенетически, но современный образ жизни способствует тому,что более двух третей времени суток человек проводит в помещениях с уровнеместественного освещения 1-3% от наружного [28].

В Европе и в США около 1520% сотрудников занимаются сменной работой, в том числе в ночное время сприменением искусственного освещения [131]. Исследования ученых Институтаневрологии университета им. Томаса Джефферсона (США) показали, что свет отискусственных источников освещения, попадающий на сетчатку глаза человека втечение длительного времени, вызывает ряд негативных биологических иповеденческихэффектов: нарушение секрециимелатонина икортизола,изменения циркадианных ритмов [14, 176, 314].В настоящее время имеется широкий выбор источников искусственногоосвещения как для закрытых помещений, так и для уличного интерьера на основесветодиодных, галогеновых, люминесцентных, плазменных носителей.Светодиоды занимают лидирующие позиции на рынке светотехническойпродукции,чтосвязаноэксплуатационнымисихтехническимизатратами,электробезопасностью,преимуществами:длительныммеханическойсрокомпрочностью,низкимислужбы,отсутствиемультрафиолетового и инфракрасного излучений [30, 70, 99].

Значимымнедостатком светодиодов является повышенная точечная яркость, способнаяпровоцировать«эффектыослепления»[48].Ктомуже,современныесветодиодные носители генерируют свет, «богатый» синим спектром с длинами22волн от 460 до 480 нм, что оказывает неблагоприятное воздействие в ночноевремя, вызывая максимальное ингибирование синтеза мелатонина [139, 204, 380].В исследованиях in vitro отмечено, что свет коротких длин волн может проникатьв клетки и их органеллы, вызывая генерацию активных форм кислорода (АФК) вмитохондриях пигментного эпителия сетчатки и даже апоптоз, что может вызватьтоксические эффекты в сетчатке [156, 327]Люминесцентные лампы (ЛЛ) также являются наиболее массовымиисточникамиосвещениявосветительныхустановкахпромышленныхиобщественных зданий.

На долю осветительных установок с линейными ЛЛприходится более 80% вырабатываемой световой энергии, что связано с рядом ихдостоинств: высокой световой отдачей, длительным сроком службы по сравнениюс лампами накаливания, малой себестоимостью, простотой конструкции, высокимкачеством цветопередачи, низкой яркостью и температурой поверхности лампы[70]. Недостатками ЛЛ является содержание ртути в их конструкции, сложностьсопутствующихпускорегулирующихустройств,отсутствиеоднородностисветового потока - пульсации, влияющего на процессы восприятия окружающегомира [139, 452].Увеличение распространенности воздействия искусственного света вночное время имеет существенные социальные, экологические, поведенческие,медицинские последствия [329].

Рассогласование работы циркадианных ритмов,связанное с неконтролируемым потреблением света в ночное время суток,приводит к снижению работоспособности человека, приобретая особую важностьпри выполнении различных видов деятельности [124, 323, 362, 400].1.2.Изменения гомеостаза при десинхронозе1.2.1. Состояние нервной системы при десинхронозеСогласованность в работе нервной системы обеспечивает поддержаниегомеостаза в организме и адекватный ответ на влияние внешних воздействий23[262].

Правильное функционирование эндогенных циркадианных часов позволяеторганизму своевременно реагировать на ежедневные изменения окружающейсреды [117]. Рядом исследователей было доказано, что физиологические иповеденческие особенности находятся под контролем циркадианных ритмов,деятельность которых нарушена при десинхронозах [105, 173]. По мнению Э.Б.Арушаняна, важным моментом для обеспечения когнитивных процессов являетсяформированиеприучастииСХЯособогородафункциональныххронобиологических блоков с рядом мозговых структур.

На примере отношенийСХЯ с полосатым телом им было показано значение таких блоков для адекватнойвременной организации как психической, так и двигательной активности [8].Сходные функциональные блоки, вероятно, формируются у пейсмекера за счетпрямых и опосредованных связей с гиппокампом, области мозга, связанной схранением длительной пространственной памяти и контролирующей циркаднуюдинамику познавательных процессов [9, 10]. Стриатные механизмы ответственныв основном за ритмстабилизирующие, синхронизационные процессы в мозге, агиппокампальные, наоборот, за дестабилизацию биоритмов. Смещение в однукакую-либо сторону естественного равновесия этих разнонаправленных влиянийнеизбежно влечет за собой дизритмию в форме гиперсинхронных или, напротив,десинхронизированныхявлений,влюбомслучаеспособныхвызыватькогнитивные нарушения [11].При десинхронозах ключевыми патогенетическими составляющими состороны нервной системы могут выступать биоритмы ЦНС, связанные с цикломсвет–темнота, поэтому колебания внешней освещенности или изменение свето- ицветовоспринимающей функции глаз способны существенно отразиться нафлюктуациях психических процессов во времени, проявляющихся негативнымиэмоциями,активациейфункцииправогополушариямозга,снижениеминтенсивности внимания и рабочей памяти [7, 42, 85, 86, 128].Считается, что когнитивная деятельность в определенной степени зависитот интенсивности сенсорной информации, поступающей в головной мозг череззрительный аппарат.

Исходя из этого, удлинение светового периода через24изменение работы СХЯ гипоталамуса и их эндокринного посредника - эпифизамогутприводитькдизритмииповеденческих,психоэмоциональныхипознавательных процессов. Отмечено, что нарушения циркадианных ритмов,связанные с дисфункцией нейронов в СХЯ гипоталамуса, приводят к нарушениямв работе симпатической нервной системы и напрямую коррелируют с изменениемповедения, приводящим к развитию депрессии [121, 295].Показано наличие связи между хронотипом человека, определяющимпериод ежедневного повышения активности, и параметрами сна.