С целью исследования суточных изменений показателей неспецифической резистентности у клинически здоровых людей в условиях Заполярья нами обследовано 36 человек в возрасте от 19 до 22 лет со сроками проживания на Кольском Севере от 1.5 до 2.5 лет. У 24 обследуемых изучение суточной ритмики проводилось зимой, а у 12 - на протяжении года. Определялись количество лейкоцитов в периферической крови, интенсивность лейкоцитолиза, поглотительная, переваривающая и адгезивная способности лейкоцитов, активность лизоцима слюны и сыворотки крови, бактерицидная способность сыворотки крови; изучались аутомикрофлора кожи, бактерицидность кожи, а также содержание в нейтрофилах пероксидазы по Грэхему-Кноллю, липидов по Рейнгольду и Вислоцкому и гликогена с вычислением среднего цитохимического коэффициента.
Оказалось, что в период полярной ночи содержание лейкоцитов в периферической крови в первой половине дня уменьшается и достигает минимальных значений к 12 ч. Во второй половине дня количество лейкоцитов прогрессивно увеличивается и к 18 ч достигает наибольшего для данной группы значения, что является, видимо, компенсаторной реакцией в ответ на снижение фагоцитарной активности крови. В последующем содержание лейкоцитов в крови значительно уменьшается, а затем вновь увеличивается и в ночное время суток не отличается от утренних значений.
Аналогичную динамику имеют изменения адгезивной способности лейкоцитов, наименьшие значения которой также регистрируются в 12 ч, а наибольшие в 15 и 18 ч. В вечернее время число лейкергичных лейкоцитов уменьшается.
Показатели физико-химической устойчивости и поглотительной способности фагоцитов, наоборот, имеют более высокие значения в первой половине дня, а во второй существенно уменьшаются с последующим повышением в ночное время суток. Колебания показателей интенсивности поглощения лейкоцитов и их переваривающей активности являются на протяжении суток незначительными и не имеют существенных различий в разные периоды времени. Изменения антимикробной устойчивости кожи сходны с динамикой поглотительной функции лейкоцитов. Наиболее высокие значения ее регистрируются в первой половине дня, а наименьшие во второй, когда число колоний аутомикрофлоры существенно возрастает. В ночное время микробная обсемененность кожи снижается.
Активность лизоцима слюны и сыворотки крови также существенно повышается в первой половине дня, а во второй достоверно снижается. В вечернее время значения этих показателей вновь возрастают, а в ночное время уменьшаются до тех, которые регистрируются утром. Изменения бактерицидной способности сыворотки крови синхронны с динамикой лизоцимальной активности. Однако выраженность циркадных изменений в бактерицидной системе крови значительно меньшая. Наибольшие значения ее показателей, регистрируемые в первой половине дня и в ночное время, не превышают 20.17/20.26, а наименьшие, отмечаемые во второй половине дня и в вечернее время, - 16.87/18.0.
Суточная ритмика содержания гликогена в определенной степени идентична с изменениями фагоцитарной активности лейкоцитов. Однако снижение метаболической активности начинается раньше, а повышение позже, чем поглотительной функции лейкоцитов. Акрофаза внутриклеточного обмена нейтрофилов, если судить по содержанию гликогена, приходится на утренние и ночные часы. Циркадные изменения пероксидазной активности нейтрофилов и содержания липидов являются менее значительными. Вместе с тем направленность изменений этих показателей также сопряжена с динамикой фагоцитарной активности лейкоцитов и гуморальных факторов неспецифической защиты.
Таким образом, наиболее высокие показатели неспецифической резистентности у пришлого населения Заполярья зимой регистрируются в первой половине дня. Это дает основание полагать, что в период полярной ночи естественная фотопериодика не перестает действовать на организм человека и социальные факторы не являются единственными датчиками времени, тем более что цикл социальной активности и природные циклы в этот период не совпадают.
Существенным в биоритмологической организации физиологических функций является характер циркадных изменений в сезонном ритме. Данные, полученные при исследовании человека и животных, позволили сформировать представление о так называемой константности циркадианной системы, в соответствии с которой воспроизводимость суточных параметров снижается у жителей средних широт в переходные сезоны - весной и осенью и возрастает в контрастные сезоны - летом и зимой.
Наши исследования выявили у пришлого населения Заполярья ряд особенностей, позволяющих считать, что в процессе адаптации человека к новым климатическим условиям происходит рассогласование фазовых взаимоотношений циркадных ритмов по сезонам года. Так, суточная ритмика абсолютного количества лейкоцитов в периферической крови людей, адаптирующихся к условиям Севера, характеризуется во все периоды года максимальным содержанием лейкоцитов утром и ночью, между 6-10 ч и 22-2 ч, и минимальным - днем, в 12-14 ч. В то же время амплитуда колебаний абсолютного числа лейкоцитов в течение суток в разное время года различная. Больший размах колебаний отмечается осенью, меньший - весной и летом. По-видимому, если в средних широтах равномерные и постоянные смены дня и ночи способствуют установлению суточных ритмов физиологических функций, то длинная полярная ночь или непрерывный полярный день постепенно приводят к изменению воспроизводимости циркадных ритмов, что проявляется, в частности, сглаживанием ритмики и уменьшением амплитуды колебаний числа лейкоцитов. Подобный факт в отношении других физиологических показателей отмечается И. С. Кандрором и И. И. Тихомировым.
Характерным для биоритмологических изменений физико-химической устойчивости лейкоцитов является инверсия суточного ритма в разное время года. Акрофаза повышенной устойчивости лейкоцитов к разрушению осенью и зимой отмечается в 2 и 6 ч, а весной и летом - в 10 и 14 ч. Циркадные ритмы интенсивности лейкоцитолиза у некоренного населения Заполярья в разные периоды года не только значительно изменяются, но по существу приобретают противоположную направленность. Это прежде всего говорит о том, что за 1.5-2.5 года проживания людей в Заполярье синхронизации всех физиологических параметров системы крови не наступает. Справедливо думать, что через такой срок еще продолжается перестройка функциональных систем организма в новых условиях обитания, которая может иметь два исхода - либо приспособление и синхронизация внутренней периодичности физиологических процессов с факторами внешней среды, либо рассогласование во времени физиологических функций и развитие десинхроноза как основы пре- и патологического процесса.
К внутреннему рассогласованию физиологических функций может привести и ускоренная перестройка на новый ритм, поскольку одни параметры перестраиваются сравнительно быстро, а другие более медленно. По мнению В. А. Матюхина с соавторами, неодинаковая скорость перестройки физиологических ритмов различных функций приводит к нарушению нормальных фазовых соотношений, которое при длительном рассогласовании может рассматриваться как скрытый десинхроноз. На скорость перестройки суточных ритмов влияют, с одной стороны, индивидуальные особенности людей и выработанная у них константность циркадианной системы и, с другой стороны, состояние внешних, в том числе и искусственно созданных, условий в данный период времени. Уместно подчеркнуть, что более организованные системы являются, как правило, и более приспособленными. Иными словами, адаптация выступает здесь в качестве критерия организованности, из чего следует, что хорошо организованная система является более устойчивой к воздействию внешней среды.
Циркадные изменения фагоцитарной активности лейкоцитоз характеризуются однонаправленной динамикой во все периоды года. Отчетливую суточную ритмику имеют поглотительная функция и адгезивная способность лейкоцитов крови. Менее существенно изменяются интенсивность поглощения и переваривающая функция лейкоцитов. Акрофаза поглотительной способности лейкоцитов приходится на 6-10 ч и 22-2 ч, а адгезивной способности - преимущественно на 18 ч. Исключением является весна, когда максимальное число лейкергичных лейкоцитов регистрируется не только в 18 ч, но также в 2 и 6 ч.
Определенный вклад в понимание ритмических процессов, происходящих в циркадной системе неспецифической защиты, в но сит исследование внутриклеточного обмена нейтрофилов крови. Нами установлено, что большее содержание гликогена и липидов в полиморфно-ядерных нейтрофилах крови приходится на те часы, когда поглотительная функция лейкоцитов находится в акрофазе, а меньшее - на те, когда она снижена. В то же время суточная динамика содержания пероксидазы тождественна ритмическим изменениям гуморальных факторов неспецифической защиты, акрофаза которых регистрируется днем, между 10 и 14 ч. Во второй половине дня активность лизоцима слюны и крови, бактерицидная способность сыворотки крови и содержание пероксидазы уменьшаются, а вечером вновь возрастают.
Результаты исследования суточной ритмики антимикробной устойчивости кожных покровов позволяют считать, что снижение ее происходит во второй половине дня с акрофазой в 18 ч. В это время микробная обсемененность кожи возрастает в 1.5-2 раза, а бактерицидность ее существенно уменьшается, что сопряжено с ухудшением показателей функции других физиологических систем за щиты организма. Большая амплитуда колебаний количественного состава аутомикрофлоры кожи отмечается осенью, а меньшая, как и ее бактерицидности, весной.
При сопоставлении динамики циркадных изменений показателей резистентности в условиях Заполярья и средних широтах, откуда прибыли исследуемые, выявляются существенные различия. В средней климатической зоне увеличение количества лейкоцитов в периферической крови регистрируется не утром и вечером, как в Заполярье, а в первой половине дня, и минимальное количество - вечером. Поглотительная функция лейкоцитов, наоборот, в утренние часы является минимальной, а в течение дня существенно поднимается и достигает наибольших значений в вечернее время. Максимально выраженные значения индекса завершенности фагоцитоза находятся между 14 и 18 ч, а значимое увеличение микробной обсемененности кожи наблюдается в вечернее время. По данным автора, отмеченная суточная ритмичность показателей неспецифической резистентности имеет устойчивый характер и прослеживается даже при некоторых патологических состояниях (грипп, острые респираторные заболевания, ангина, воспаление легких).
Исходя из приведенных данных, можно заключить, что в процессе хронофизиологической адаптации обычные амплитудно-фазовые соотношения факторов неспецифической защиты изменяются, а система претерпевает сложную функциональную перестройку, проявляющуюся в десинхронизации функций. При этом вызванная внешними факторами длительная десинхронизация суточных ритмов задерживает процесс адаптации и может стать первичной причиной болезненных состояний, ускоренного развития наследственной патологии и даже сокращения продолжительности жизни.
Нарушения, обусловленные десинхронизацией биоритмов, можно отнести к болезням регуляции, в которых первичным является изменение временной организации функций, приводящее в дальнейшем к структурным повреждениям.
В категории внутренних десинхронозов выделяется частичный или парциальный десинхроноз, проявляющийся в рассогласовании колебательных процессов только в некоторых звеньях циркадной системы. Применительно к этой градации некоторые авторы выделяют межсистемный и внутрисистемный десинхронозы. Относя к первому варианту состояния, характеризующиеся рассогласованием циркадных ритмов, затрагивающие временную организацию системообразующих свойств, а ко второму - фазовые рассогласования ритмов отдельных систем, авторы приходят к заключению, что в условиях Заполярья изменения циркадных ритмов являются в большинстве случаев проявлением внутрисистемных десинхронозов. Однако с этим положением трудно согласиться, так как известно, что в ритмических изменениях параметров отдельных функций сказывается общий закон биоритма и они отражают не только взаимоотношения синхронизируемых систем, но и состояние биологической временной структуры в целом.
Следовательно, в иерархической системе биоритмологических изменений ритмически текущие процессы в рамках отдельных систем коррегируются со стороны целого и отражают при десинхронизации функций не только внутрисистемные изменения, но и общие закономерности хронофизиологической адаптации.