Зв’язок інфрадіанної ритміки фізіологічних процесів у тварин з варіаціями геліогеофізичних факторів - Автореферат

Якість і тривалість життя залежать від процесів, що забезпечують регулювання параметрів організму та його адаптацію до довкілля. В обґрунтуванні Міжнародної наукової програми Всесвітньої організації охорони здоровя з біологічної дії електромагнітних полів на 1996-2005 рр. відзначалося, що онкологічні захворювання, утрата памяті, хвороби Паркінсона й Альцгеймера, СНІД, синдром раптової дитячої смерті і багато інших патологій можуть загострюватися через вплив електромагнітних полів. Існує гіпотеза, що фізіологічні процеси у широкому діапазоні періодів синхронізуються з варіаціями електромагнітних полів середовища, які зумовлені геліогеофізичними чинниками (Володимирський Б.М., 1982; Бреус Т.К., 2003). Роботу виконано в рамках теми науково-дослідних робіт кафедри медичної інформатики Кримського державного медичного університету ім.С.І.Георгієвського “Інформаційно-біотехнологічні підходи і методи модифікації, корекції і управління біологічними явищами в біосистемах” (№ держреєстрації 0100U002030, 2000-2005 рр.), а також у рамках наукової програми кафедри фізіології людини і тварин та біофізики Таврійського національного університету ім.В.І.Вернадського “Особливості інфрадіанної ритміки фізіологічних процесів у щурів з різними індивідуальними особливостями і її зміни під впливом електромагнітного випромінювання надтовисокої частоти” (№ держреєстрації 0100U001372, 2002-2005 рр.) Вперше досліджено вплив гіпокінетичного стресу, надтовисокочастотного електромагнітного випромінювання і їхньої комбінації; епіфізектомії, слабкого наднизькочастотного магнітного поля та їхньої комбінації на звязок ритміки фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями.У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність проблеми дослідження звязку фізіологічних процесів із геліогеофізичними параметрами, сформульовано мету і завдання досліджень, наведено основні наукові результати та їх практичне значення. Доведено, що для встановлення параметрів звязку ритміки фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями потрібен аналіз даних у двох напрямках. По-перше, зіставлення ритміки фізіологічних процесів ідентичних за параметрами тварин із геліогеофізичними чинниками в періоди часу, які характеризуються різними показниками сонячної та геомагнітної активності. Вже було досліджено, що ці чинники суттєво впливають на ритміку фізіологічних процесів (Мартинюк В.С., 1992; Чуян О.Н., 1992; Шехоткін О.В., 1995), але досі не зясовано, чи можуть вони змінювати параметри звязку ритміки фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями. З метою здійснення аналізу дисертанту було надано дані багатоденних вимірювань фізіологічних показників двох серій експериментів тривалістю 36 і 40 діб, проведених у різні роки співробітниками кафедри фізіології людини і тварин та біофізики Таврійського національного університету ім.У дисертаційній роботі подано нове рішення наукового завдання виявлення особливостей і показників звязку фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями. У результаті досліджень було визначено показники і особливості звязку інтегральної ритміки фізіологічних процесів з інтегральною ритмікою варіацій геліогеофізичних факторів за допомогою розробленої компютерної програми косинор-аналізу, а також методик зіставлення спектрів часових рядів. У спектрах інтегральної ритміки фізіологічних процесів інтактних щурів і спектрах інтегральної ритміки геліогеофізичних варіацій у різних фазах багаторічних циклів сонячної та геомагнітної активності зберігаються такі стійкі інфрадіанні складові: 6,8-7,2; 8,4-8,8; 9,6-10,0; 13,0-14,6; 20,4-21,6; 22,6-23,8; 25,0-26,2 діб. Щоденний по тригодинний вплив змінного магнітного поля з частотою 8 Гц та індукцією 5 МКТЛ нівелює розходження у стратегіях підстроювання фізіологічних процесів до геліогеофізичних варіацій. У епіфізектомованих тварин відбувається зрив синхронізації фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями.

Основний зміст роботи

У дисертаційній роботі подано нове рішення наукового завдання виявлення особливостей і показників звязку фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями. Це дозволяє розширити уявлення про роль слабких електромагнітних полів природного та штучного походження для складних біосистем. У дисертації новим є одержання числових показників синхронізації інтегральної ритміки фізіологічних процесів варіаціями геліогеофізичних факторів у інфрадіанному діапазоні періодів. Уперше досліджено вплив штучних електромагнітних полів на звязок фізіологічних процесів із природним електромагнітним фоном. Результати проведених досліджень підтверджено числовими оцінками.

Головні наукові і практичні висновки роботи є такими: 1. У результаті досліджень було визначено показники і особливості звязку інтегральної ритміки фізіологічних процесів з інтегральною ритмікою варіацій геліогеофізичних факторів за допомогою розробленої компютерної програми косинор-аналізу, а також методик зіставлення спектрів часових рядів.

2. У спектрах інтегральної ритміки фізіологічних процесів інтактних щурів і спектрах інтегральної ритміки геліогеофізичних варіацій у різних фазах багаторічних циклів сонячної та геомагнітної активності зберігаються такі стійкі інфрадіанні складові: 6,8-7,2; 8,4-8,8; 9,6-10,0; 13,0-14,6; 20,4-21,6; 22,6-23,8; 25,0-26,2 діб.

3. Геліогеофізична ритміка засвоюється організмом протягом всього онтогенезу, починаючи із найраніших стадій розвитку.

4. Щурам із різними типами поведінкових реакцій у тесті “відкритого поля” притаманні такі стратегії підстроювання ритміки організму до геліогеофізичних варіацій: “запізніла” - у щурів із низькою руховою активністю, “збалансована” - у щурів із середньою руховою активністю, “випереджальна” - у щурів із високою руховою активністю. Щоденний по тригодинний вплив змінного магнітного поля з частотою 8 Гц та індукцією 5 МКТЛ нівелює розходження у стратегіях підстроювання фізіологічних процесів до геліогеофізичних варіацій.

5. У епіфізектомованих тварин відбувається зрив синхронізації фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями. Цей результат висвітлює роль епіфіза як посередника між ритмікою довкілля та організму. Щоденний тригодинний вплив змінного магнітного поля з частотою 8 Гц та індукцією 5 МКТЛ на епіфізектомованих тварин частково відновлює синхронізацію фізіологічних процесів з геліогеофізичними варіаціями.

6. Гіпокінезія призводить до гіперсинхронізації ритміки фізіологічних процесів з поточними геліогеофізичними варіаціями. При щоденному тридцятихвилинному впливі на гіпокінезованих тварин електромагнітного випромінювання частотою 42194±20 МГЦ, щільністю потоку потужності 0,1 МВТ/см2 організм переключається на синхронізацію з цим сигналом замість синхронізації з геліогеофізичними варіаціями.

7. Синхронізація фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями реалізується через той канал їх дії на довкілля (іоносферний чи магнітосферний), активність якого превалює під час вимірювань. Цей результат вносить практичний внесок у вирішення проблеми невідтворюваності результатів біологічних досліджень.

8. Установлено пряму залежність між середніми значеннями активності СДГ і F10.7-індексу (r = 0,99984; p=0,011) та зворотну залежність між середніми значеннями активності ГФДГ і F10.7-індексу в діапазоні багаторічних варіацій сонячної активності (r = - 0,99985; p=0,011). Геомагнітні збурення викликають превалювання активності ГФДГ над активністю СДГ, а зміна знаку ММП - превалювання активності СДГ над активністю ГФДГ. Виявлені закономірності можна використовувати для прогнозу стану організму.

1. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С. Вариации индексов космической погоды и инфрадианные ритмы физиологических процессов у животных // Ученые записки Таврического национального университета им.В.И. Вернадского. Серия “Биология”. - 2003. - Т.16(55). - №4. - С. 43-49. (Особистий внесок здобувача полягає в розробці схеми дослідження щодо зіставлення фізіологічних та геліогеофізичних спектрів тварин з однаковими властивостями у різних фазах циклу сонячної активності; у проведенні статистичного аналізу, в узагальненні результатів).

2. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А. Инфрадианная ритмика физиологических показателей крыс с разными конституциональными особенностями и вариации космической погоды // Таврический медикобиологический вестник. - 2003. - №3. - С. 142-148. (Особистий внесок здобувача полягає в розробці програми косинор-аналізу, методики зіставлення фізіологічних та геліогеофізичних спектрів, у проведенні аналізу, у написанні тексту статей).

3. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А. Влияние переменного сверхнизкочастотного магнитного поля на синхронизацию ритмики физиологических процессов с электромагнитным фоном // Таврический медикобиологический вестник. - 2004. - №1. - С. 154-158. (Особистий внесок здобувача полягає в розробці програми косинор-аналізу і методики зіставлення фізіологічних та геліогеофізичних спектрів, у проведенні статистичного аналізу, у написанні тексту статей).

4. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А., Шехоткин А.В. Влияние эпифизэктомии на временную организацию физиологических показателей крыс // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия “Химия. Биология”. - 2004. - №1. - С. 127-135. (Особистий внесок здобувача полягає в розробці програми косинор-аналізу і методики зіставлення фізіологічних та геліогеофізичних спектрів, у проведенні статистичного аналізу).

5. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А. О зависимости биологической значимости различных индексов космической погоды от многолетних гелиогеофизических вариаций // Ученые записки Таврического национального универсиета им. В.И. Вернадского. Серия “Біологія”. - 2004. - Т.18(57). - №1. - С. 88-93. (Особистий внесок здобувача полягає в ідеї дослідження біологічної значущості геліогеофізичних індексів за допомогою виявлення ступеня синхронізації з ними фізіологічних показників, у проведенні математичної обробки даних, в узагальненні результатів).

6. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А., Чуян Е.Н. Особенности синхронизации физиологических процессов у крыс с вариациями космической погоды при гипокинезии и действии КВЧ-излучения // Проблемы, достижения и перспективы развития медикобиологических наук и практического здравоохранения. Труды Крымского гос. мед. ун-та им. С.И.Георгиевского. - 2004. - Т. 141. - С. 45-49. (Особистий внесок здобувача полягає в дослідженні ефектів впливу надтовисокочастотного випромінювання, гіпокінезії та їх комбінації на звязок фізіологічних процесів із геліогеофізичними варіаціями, у дослідженні показників поведінкових реакцій і функціональної активності лейкоцитів щурів).

7. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А. О связи активности дегидрогеназ с гелиогеофизическими факторами // Геофизические процессы и биосфера. - 2005. - Т.4, №1. - С. 71-75. (Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні застосування методу накладених епох і статистичних критеріїв з метою одержання числових оцінок звязку фізіологічних і геліогеофізичних показників, у проведенні статистичного аналізу).

8. Любарский А.В., Григорьев П.Е. Изучение влияния гелиогеомагнитных факторов на генетические проявления дезадаптации // Тези ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції “Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія”. - Харків. - 2003. - Ч.1. - С. 122. (Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні застосування методу накладених епох і статистичних критеріїв з метою одержання числових оцінок звязку фізіологічних і геліогеофізичних показників, у проведенні статистичного аналізу).

9. Григорьев П.Е., Мартынюк В.С., Темурьянц Н.А. Временная организация физиологических процессов в инфрадианном диапазоне ритмов у животных с разными конституциональными особенностями в норме и при действии магнитного поля крайне низкой частоты // Тезисы Международной Крымской конференции “Космос и биосфера”. - Партенит. - 2003. - С. 85-87. (Особистий внесок здобувача полягає в проведенні числового аналізу параметрів спектрів фізіологічних показників щурів, в узагальненні результатів).

10. Grigoriev P.E., Martynyuk V.S., Temuryants N.A. Heliogeophysical variables affect the infradian and longterm rhythmic of dehydrogenases // 3-rd Alexander Gurwitsch conference: Biophotons and coherent systems in biology, biophysics and biotechnology. - Moscow-Simferopol-Partenit. - 2004. - P. 42-43. (Особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні застосування методу накладених епох і статистичних критеріїв з метою одержання числових оцінок звязку фізіологічних і геліогеофізичних показників, у проведенні статистичного аналізу).