Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Длительное проживание в экстремальных или дискомфортных климато-географических условиях вызывает состояние хронического стресса у человека, приводящего при истощении адаптивных резервов организма к неадекватному повышению уровня психоэмоционального напряжения, значительному увеличению экскреции в кровь стрессовых гормонов, нарастанию окислительного стресса и появлению метаболических нарушений. Возможность длительного сохранения здоровья в подобных условиях зависит, прежде всего, от индивидуальных феногенотипически закрепленных психофизиологических и морфофункциональных механизмов адаптивного реагирования на биологически значимые колебания во времени климатических, метеорологических, геофизических, социальных, антропогенных факторов, обеспечивающих эффективность восстановления адаптивных резервов организма [7, 14, 15]. Понимание этих механизмов необходимо для формирования наиболее адекватных подходов к обеспечению полноценной адаптации, длительной безболезненной жизнедеятельности и высокой трудоспособности человека в экстремальных природных условиях.

Способность противостоять негативным эффектам стресса получила название стрессоустойчивости [2, 9]. Среди механизмов адаптивного реагирования, формирующих стрессоустойчивость человеческого организма в неблагоприятных климатогеографических, социальных, профессиональных и техногенных условиях среды, выделяется индивидуальная конституционально обусловленная временная организация функционирования организма человека (хронотип) [1, 5, 10, 11, 12, 13]. О зависимости стрессоустойчивости от принадлежности человека к тому или иному типу временной организации функционирования организма свидетельствуют результаты работ оте­чественных исследователей [4, 6, 8]. Более того, было показано [2], что по мере продвижения на Север с нарастанием уровня экстремальности климатогеографических условий увеличивается частота встречаемости представителей позднего хронотипа, нарастают признаки десинхроноза у человека, что может быть причиной увеличения риска развития возрастных заболеваний. Все перечисленное позволяет предполагать, что индивидуальный хронотип является неотъемлемым звеном обеспечения эффективной адаптации человека к климатогеографическому стрессу и механизмом обеспечения устойчивости к проявлениям стресса в виде психоэмоционального напряжения, выброса в кровь больших концентраций стрессовых гормонов, формирования нарушений метаболизма. В связи с этим возникает необходимость при изучении проблем неэффективной адаптации человека к экстремальным условиям Севера и дискомфортным климатогеографическим условиям других регионов обратить внимание на вклад хронотипа человека в формирование устойчивости к психоэмоциональному стрессу в зависимости от других морфофункциональных характеристик индивидуального типа адаптивного реагирования.

Проведено комплексное психофизиологическое, клинико-лабораторное, функциональное и биохимическое обследование практически здоровых молодых людей в возрасте 17-25 лет в г. Архангельске (82 человека - поморы, коренные жители Европейского Севера), в г. Норильске (342 пришлых жителя), в п. Ямбург (72 вахтовых рабочих), в г. Кызыле - Республика Тыва (182 человека), в селах Республики Алтай (143 человека), в г. Новосибирске (159 человек). Обследование соответствовало стандартам Хельсинкской декларации 1975 года и её пересмотра 1983 года. От каждого обследованного человека получено информированное согласие на использование материалов в научных обобщениях. Для определения выраженности психоэмоционального стресса использованы психотесты Спилбергера-Ханина, Люшера и скрининг-оценка дизадаптивных функциональных и патологических состояний с помощью компьютерной программы «СКРИНМЕД» (ФГБУ НЦКЭМ СО РАМН). Содержание гормонов в сыворотке крови определялось радиоиммунным методом с использованием коммерческих наборов. Биохимические параметры определялись с использованием стандартизованных наборов на биохимическом анализаторе.

Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартного пакета статистических программ STATISTICA (StatSoft, США) версии 7.0. Количественные данные представлены в виде средних показателей (М) и стандартной ошибки среднего (m) при нормальном распределении показателей. Статистическую значимость различий определяли по парному t-критерию Стьюдента для независимых выборок, пороговый уровень статистической значимости принимался при значении критерия р < 0,05. Корреляционный анализ проводился по методу Пирсона.

Полученные нами данные подтвердили выводы работы [2] о том, что по мере продвижения на Север с нарастанием уровня экстремальности климатогеографических условий увеличивается частота встречаемости представителей вечернего хронотипа (табл. 1).

Распределение хронотипов среди обследованных жителей в разных географических широтах (в % от обследованных в данном регионе)

Другими словами, материалы представленной таблицы свидетельствуют о связи накопления в популяции, в зависимости от степени экстремальности климатогеографических условий, утреннего («жаворонки»), либо вечернего («совы») хронотипов. Этот факт позволяет предположить наличие большей адаптивной устойчивости к факторам северной природы у вечернего хронотипа. В подтверждение этого предположения свидетельствуют данные определения уровня психоэмоционального напряжения у пришлых жителей, работающих на Севере вахтовым методом. Как оказалось, у людей с вечерним хронотипом психоэмоциональное напряжение было ниже (10,0 ± 0,6 усл.ед.), чем у северян-вахтовиков с утренним хронотипом (12,9 ± 0,7 усл. ед.). В какой-то степени о большем уровне стресса у обследованных «жаворонков» может говорить и более высокое содержание в крови липопротеидов низкой и очень низкой плотности (6,0 ± 0,2 ммоль/л) по сравнению с людьми вечернего хронотипа (5,2 ± 0,1 ммоль/л).

Оказалось, что не только у пришлых жителей Севера выявляется зависимость устойчивости к психоэмоциональному стрессу от индивидуального хронотипа. При обследовании молодых людей в Республике Тыва выяснилось, что у «сов» уровень психоэмоционального напряжения (18,1 ± 0,8 усл. ед) был ниже, чем у «жаворонков» (23,1 ± 1,1 усл. ед). При этом степень десинхроноза у утреннего хронотипа была на 9 % выше, чем у вечернего хронотипа. Еще одним показателем сниженной стрессоустойчивости у обследованных молодых людей Тывы с утренним хронотипом, по сравнению с вечерним хронотипом, является большее потребление (на 45 %) алкоголя «жаворонками» по сравнению с «совами».

Обследование молодых людей 16-18 лет в г. Новосибирске также показало, что степень выраженности десинхроноза у «жаворонков» на 10 % превышает аналогичный показатель у «сов». Психоэмоциональное напряжение же в группе «сов» оказалось меньше (13,4 ± 0,5 усл. ед) по сравнению с группой «жаворонков» (16,7 ± 0,6 усл. ед). А такие показатели психоэмоционального стресса, как психический дискомфорт и уровень агрессии, были у «сов» примерно на 10 % меньше, чем у жаворонков. В целом же большая часть физиологических, обменных, гормональных показателей у молодых людей в г. Новосибирске с утренним хронотипом имела тенденцию к более эффективному поддержанию физиологических процессов, нежели у людей с вечерним хронотипом.

Анализ результатов обследования пришлых жителей Севера и средних широт не позволил выявить значимые различия между «совами» и «жаворонками» по другим показателям. Поэтому мы попытались выявить значение индивидуальных хронотипов в обеспечении устойчивости к психоэмоциональному стрессу во взаимосвязи их с другими феногенотипически закрепленными морфофункциональными характеристиками организма человека, которые, по данным предыдущих исследований, обеспечивают более эффективную адаптацию в экстремальных условиях Севера и других регионах с дискомфортными климатогеографическими условиями.

Речь идет о типах адаптивного реагирования на действие экстремальных климатогеографических факторов, обеспечивающих необходимую скорость мобилизации в единицу времени психических, энергетических, пластических и информационных резервов жизнеобеспечения в периоды постоянного контакта с неблагоприятными природными факторами, при выполнении работы и в периоды обеспечения эффективных восстановительных процессов. Эти типы адаптивного реагирования, отличающиеся по степени возможности мобилизовывать внутренние резервы в единицу времени, были названы В.П. Казначеевым [3] «стайерами» или, по другим авторам, «гипореакторами», и «спринтерами» («гиперреакторами»). Тип «спринтер» обладает способностью мобилизовать максимум внутренних резервов организма на действие мощного стрессирующего фактора в короткое время и, за счет этого, обеспечить наиболее эффективную краткосрочную адаптацию к изменившимся условиям существования. В таких ситуациях у гиперреактивного типа людей ускоряются нервные процессы, повышается эффективность переработки мозгом информации, скорость простых сенсомоторных реакций становится максимальной, происходит выброс в кровь адаптивных стрессовых гормонов, активизируются функции кардио-респираторной системы, выбрасываются в кровь необходимые для усиленного энергетического обеспечения углеводы, белки и жиры. Однако быстрая трата внутренних резервов не означает последующей быстроты восстановительных процессов. Процесс восстановления также требует дополнительных психических, пластических, энергетических, регуляторных ресурсов, которые перед этим были уже, в значительной степени потрачены на активную и интенсивную краткосрочную адаптацию. Поэтому восстановление, как потраченных ресурсов, так и структурно-функциональных элементов систем жизнеобеспечения организма у первого типа людей затягивается на значительное время. Следующая эффективная быстрая мобилизация ресурсов у этого типа людей возможна лишь после накопления необходимого минимума резервов. Обращает на себя внимание тот факт, что именно данный скоростной тип адаптивного реагирования способен практически с первых минут пребывания в новых условиях перестроить свои психологические и физиологические механизмы жизнеобеспечения на новый уровень функционирования, что позволяет успешно и адекватно реагировать на любые изменения внешней среды, сохраняя при этом высокий уровень психической и физической работоспособности. Но длительное проживание в экстремальной среде быстро истощает адаптивные резервы «спринтеров». Они начинают часто болеть острыми инфекциями, нейроциркуляторной дистонией, гипертонией и другими экологически обусловленными заболеваниями.

Второй, противоположный, тип возможностей мобилизации внутренних приспособительных резервов - «стайеры», отличается более экономным и медленным использованием ресурсов организма в единицу времени. Данный тип людей на стрессовую ситуацию реагирует постепенным нарастанием мобилизации ресурсов центральной нервной системы, эндокринной системы, обменных процессов, систем кровообращения и дыхания, иммунной защиты, выделительных и барьерных функций. Но активация всех психических, пластических, регуляторных, энергетических ресурсов при этом не достигает максимально возможных величин. Регуляторные системы жизнеобеспечения организма ставят ограничения на использование всех ресурсов организма в короткие промежутки времени. Организм сохраняет постоянный резерв адаптивных ресурсов, который уже в процессе использования начинает пополняться. У таких людей траты и восстановление приспособительных ресурсов идут одновременно. Люди с подобным типом мобилизации адаптивных резервов хорошо приспосабливаются к длительному действию стрессирующих факторов не очень высокой интенсивности. Представители этого типа адаптивного поведения переносят первые месяцы адаптации с существенными осложнениями со стороны функционирования основных гомеостатических систем, снижением работоспособности и отличаются в этот период негативным состоянием психики (высокий уровень тревожности, заторможенность нервных процессов, агрессивность, депрессия). Вместе с тем эти люди не могут приспособиться к стрессовым ситуациям большой величины. Значительные экстремальные ситуации могут вызывать у таких людей срыв адаптации и, часто, патологические состояния. Эти люди более склонны к развитию хронической патологии, которая протекает доброкачественнее. Именно эти люди имеют меньшую склонность к острым заболеваниям и, в целом, их адаптивные механизмы имеют преимущества для выживания на Севере длительное время.

Учитывая перечисленные факты, мы проанализировали зависимость устойчивости к психоэмоциональному стрессу у людей, живущих в климатогеографических условиях Севера, от сочетания утреннего или вечернего хронотипа с типами адаптивного реагирования «спринтер» или «стайер». Выяснилось, что среди молодых людей на Севере, относящихся к вечернему хронотипу, «стайеров» было больше (63,8 %) чем среди людей с утренним хронотипом (50 %). Соответственно среди «сов» было меньше «спринтеров» (17,2 %). Среди «жаворонков» на Севере «спринтеров» оказалось 25 %. Результаты подтвердили, что на Севере устойчивость к психоэмоциональному стрессу зависит от сочетания у человека хронотипа с типом адаптивного реагирования скорости мобилизации приспособительных резервов (рис. 1).

Рис. 1. Уровень психоэмоционального напряжения (ПЭН) у постоянно живущих на Севере (г. Архангельск) и работающих в режиме вахты (п. Ямбург) людей в зависимости от сочетаний хронотипов с типами адаптивного реагирования «стайер» и «спринтер» (* -обозначены достоверные различия при p < 0,05)

Так, постоянно живущие на Севере «совы-стайеры» и «совы-спринтеры» реагируют большим подъемом психоэмоционального напряжения, чем «жаворонки-стайеры» и «жаворонки-спринтеры». Среди людей, работающих вахтовым методом на Севере, уровень психоэмоционального напряжения оказался ниже при сочетании ночного хронотипа с адаптивными типами «стайер» и «спринтер», по сравнению с утренним хронотипом в сочетании, как со «спринтерскими», так и со «стайерскими» типами адаптивного реагирования. Хотя для северной вахты наиболее оптимальным по устойчивости к психоэмоциональным проявлениям к климатогеографическому стрессу оказалось сочетание хронотипа «сова» с типом адаптивного реагирования «стайер». Об этом же говорят более низкие уровни стрессового гормона кортизола в крови у «сов-стайеров», а также наименьший уровень из всех обследованных групп болезненного реагирования на изменение метеорологических и геофизических факторов (табл. 2).

Биохимические характеристики крови и функциональные показатели у людей, работающих на Севере вахтовым методом в зависимости от сочетания хронотипа и типа адаптивного реагирования (достоверность различий между «спринтерами» и «стайерами»: * - < 0,05; ** - < 0,003; *** - < 0,001)

В отличие от групп вахтовых работников, у родившихся в высоких широтах постоянных жителей Севера сочетание отдельных хронотипов с типом адаптивного реагирования «стайер» или «спринтер» не сопровождалось столь значимыми различиями в содержании кортизола в крови и значимыми различиями концентраций липидов, сахара и трансаминаз. Болезненная метеореакция была наименьшей у «жаворонков-стайеров» (табл. 3).

Биохимические характеристики крови и функциональные показатели у людей, родившихся в высоких широтах и живущих на Севере постоянно, в зависимости от сочетания хронотипа и типа адаптивного реагирования (достоверность различий между «спринтерами» и «стайерами»: * - < 0,05; ** - < 0,01; *** - < 0,001)

Для уточнения возможной зависимости формирования высокого уровня психоэмоционального напряжения у различных хронотипов, сочетающихся с типами адаптивного реагирования «спринтер» или «стайер», мы изучили показатели психоэмоционального напряжения и степень десинхроноза у студентов г. Новосибирска до введения круглогодичного летнего времени в ноябре 2010 года и, после введения этого времени, в ноябре 2011 года. Как свидетельствуют полученные результаты, представленные на рис. 2, психоэмоциональное напряжение при наиболее оптимальном «зимнем» времени в 2010 году у «жаворонков-спринтеров» было больше, чем у «сов-спринтеров» на 34 %, а у «жаворонков-стайеров» больше, чем у «сов-стайеров» на 16,7 %.

Рис. 2. Психоэмоциональное напряжение (ПЭН) и степень десинхроноза у студентов Новосибирска при переходе на круглогодичное летнее время в зависимости от сочетания хронотипа и типа адаптивного реагирования (*-обозначены достоверные различия при p < 0,05)

Степень десинхроноза в целом была больше у «сов» и «жаворонков» «спринтеров» по сравнению с «совами» и «жаворонками» «стайерами». Переход на круглогодичное летнее время практически не изменил уровень психоэмоционального напряжения у «сов-спринтеров», но увеличил на 16,7 % уровень психоэмоционального напряжения у «сов-стайеров», снизил ПЭН у «жаворонков-спринтеров» на 38 % и увеличил уровень психоэмоционального напряжения у «жаворонков-стайеров» на 19,5 %. Другими словами, и утренний, и вечерний хронотипы, при сочетании с типом адаптивного реагирования «спринтер», прореагировали на введение раннего утреннего подъема снижением психоэмоционального напряжения. Ранние же подъемы в предутренние часы способствовали развитию наибольшего уровня психоэмоционального напряжения у утреннего и вечернего хронотипов при их сочетании с типом адаптивного реагирования «стайер». В то же время наибольшие показатели степени десинхроноза были обнаружены у «жаворонков-спринтеров», а самые минимальные показатели степени десинхроноза у утреннего и вечернего хронотипов - при их сочетании с адаптивным типом реагирования «стайер».

Рассматривая значение утреннего и вечернего хронотипа в формировании адаптивной устойчивости организма человека к психоэмоциональному стрессу при проживании в экстремальных и дискомфортных климатогеографических условиях Севера и других регионов планеты с неблагоприятными природными условиями жизнедеятельности, мы должны, прежде всего, отметить большее влияние на повышение уровня стрессоустойчивости фено-генотипических качеств, присущих вечернему хронотипу. Эта закономерность больше присуща людям, работающим на Севере вахтовым методом, а также людям, живущим в дискомфортных условиях Сибири (Республика Тыва, Новосибирск). Об этом говорит и увеличение среди населения в северных широтах количества хронотипа «совы». Сопоставление индивидуальных хронотипов с принадлежностью человека к типу адаптивного реагирования, обеспечивающему наиболее эффективную адаптацию в условиях северного стресса - «стайер», показывает, что среди «сов» отмечается значительно больший процент людей с медленной гипореактивной мобилизацией адаптивных ресурсов, т.е. «стайеров». У «сов-стайеров» на северной вахте были обнаружены самые минимальные подъемы концентрации стрессового гормона кортизола в крови, оптимальный уровень концентрации атерогенных липидов: холестерина, липопротеидов низкой и очень низкой плотности, триглицеридов. У них же отмечался минимальный уровень болезненного реагирования на изменение погодных и геофизических факторов. Наиболее негативные изменения гормонов и содержания атерогенных липидов в крови оказалось у «жаворонков-спринтеров». Родившиеся в высоких широтах и живущие постоянно на Севере люди, в отличие от приезжающих на Север из средних широт, не имели значимых различий по содержанию кортизола, липидов, сахара, трансаминаз в крови при сочетании утреннего и вечернего хронотипов с типом адаптивного реагирования «стайер» или «спринтер». Но, тем не менее, болезненная метеореакция, отражающая адаптивную устойчивость к экстремальным климатогеографическим факторам, была наименьшей у «жаворонков-стайеров».

Резюмируя полученные данные, мы можем говорить о том, что наличие у человека утреннего или вечернего хронотипа, наряду с оптимизацией суточного ритма, является одним из необходимых звеньев формирования адаптивной устойчивости к психоэмоциональному стрессу при проживании в экстремальных или дискомфортных климатогеографических условиях. При этом степень значимости хронотипа в обеспечении адаптивной стрессоустойчивости оказалась зависима от наличия у человека того или иного типа адаптивного реагирования. Вполне вероятно, что гено-фенотипически обусловленный тип адаптивного реагирования, обеспечивающий высокую стрессоустойчивость человека к климатогеографическим условиям проживания на Севере или других регионов Земли с экстремальными природно-климатическими условиями жизнедеятельности, состоит из ряда сочетающихся качеств организма, включающих: скорость и экономичность мобилизации адаптивных резервов, морфофункциональные особенности организма, соответствие хронотипа суточной фотопериодичности на широте проживания, а также особенности типа нейроэндокринной регуляции адаптационных процессов. Необходимость формирования эффективных методов повышения стрессоустойчивости человека и создания условий для его активной, продолжительной, здоровой жизнедеятельности на Севере и в других экстремальных климатогеографических регионах требует последующих углубленных комплексных научных исследований, раскрывающих значение в обеспечении адаптивной стрессоустойчивости всех морфофункциональных, нейроэндокринных, регуляторных и биоритмологических адаптивных механизмов.

Архипов С.А., д.б.н., профессор, руководитель лаборатории цитологии и клеточных структур ФГБУ «Научный центр клинической и экспериментальной медицины» СО РАМН, г. Новосибирск;

Чухрова М.Г., д.м.н., академик Академии полярной медицины и экстремальной экологии человека, профессор кафедры специальной психологии ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет», г. Новосибирск.

Работа поступила в редакцию 26.11.2012.