БИОФИЗИКА, 2020, том 65, № 6, с. 1161-1170

БИОФИЗИКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

УДК 551.521.6

ОСОБЕННОСТИ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ

СИСТЕМЫ НА ГЕОМАГНИТНУЮ ВОЗМУЩЕННОСТЬ

НА РАЗЛИЧНЫХ ШИРОТАХ

А.А. Стрекаловская***, В.Д. Петрова*, А.И. Кодочигова*, К.В. Комзин***, Л.К. Токаева*

*Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского,

410012, Саратов, ул. Большая Казачья, 112

**Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера Якутского научного центра СО РАН,

677980, Якутск, просп. Ленина, 31

***Медицинский институт Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова,

677000, Якутск, ул. Ойунского, 27

E-mail: 1parshinasvetlana@mail.ru

Поступила в редакцию 09.12.2019 г.

После доработки 13.05.2020 г.

Принята к публикации 20.08.2020 г.

Описаны принципы проведения многоширотного мониторинга «Гелиомед-2» для получения но-

вых данных о влиянии космической погоды на состояние здоровья человека. Представлены резуль-

таты синхронного мониторинга по оценке реакции сердечно-сосудистой системы и психоэмоцио-

нального состояния здоровых добровольцев на изменение геомагнитной возмущенности в высоких

(пос. Тикси, г. Якутск) и средних (г. Саратов) широтах. Во всех обследуемых группах выявлено на-

личие эффекта синхронизации процессов реполяризации миокарда желудочков (по данным коэф-

фициента симметрии зубца Т электрокардиограммы) и геомагнитной возмущенности, а также син-

хронизации реактивной тревожности и геомагнитной возмущенности. Установлено, что в одной и

той же группе добровольцев групповая кардиочувствительность и психологическая чувствитель-

ность к геомагнитным возмущениям совпадают независимо от широты проживания.

Ключевые слова: космическая погода, сердечно-сосудистая система, тревожность.

DOI: 10.31857/S0006302920060162

указывал, что «наше тело насквозь пронизывает-

Выяснение взаимосвязи между активностью

ся электромагнитными излучениями и реагирует

Солнца и здоровьем человека является одной из

на них с величайшей чувствительностью». Гео-

фундаментальных проблем современной науки.

магнитные возмущения, возникающие вслед-

Состояние здоровья человека зависит от измене-

ствие взаимодействия изменяющихся парамет-

ния факторов внешней среды, например, метео-

ров солнечной активности с магнитосферой Зем-

рологических факторов и менее известных фак-

ли, являются одним из природных факторов

торов космической погоды.

риска для здоровья человека. Они воздействуют

Термин «космическая погода» характеризует

на временную последовательность информаци-

состояние околоземного космического про-

онных сигналов, которые организм использует

странства, основное влияние на которое оказыва-

для согласования ритмики биологических про-

ет Солнце. На явления, происходящие в биосфе-

цессов с ритмикой окружающей среды. У челове-

ре Земли и связанные с солнечной активностью,

ка геомагнитные возмущения не вызывают спе-

одним из первых обратил внимание основопо-

цифических заболеваний, но из-за разбалансиро-

ложник российской космической биологии про-

вания систем регуляции отягощают имеющиеся

фессор А.Л. Чижевский в 1915-1924 гг. [1]. Он

функциональные нарушения [2].

Сокращения: КСТ - коэффициент симметрии Т-зубца

Под солнечной активностью понимается со-

электрокардиограммы, ЭКГ - электрокардиограмма, К_р -

вокупность возникающих на Солнце образова-

К_р-индекс глобальной геомагнитной возмущенности,

ний: пятен, факелов, флоккул, протуберанцев,

ГМВ - глобальная геомагнитная возмущенность, РТ - ре-

активная тревожность.

особых форм короны, вспышек, сопровождаю-

1161

1162

ПАРШИНА и др.

щихся усилениями интенсивности излучения в

вести к серьезным осложнениям, вплоть до ле-

ультрафиолетовой, рентгеновской и радиоволно-

тального исхода [7, 11, 12].

вой частях спектра и появлением корпускуляр-

При воздействии геомагнитных возмущений

ной радиации - протонов, электронов и других

возникают аритмии, изменяется частота сердеч-

частиц. Заряженные частицы, высыпающиеся из

ных сокращений, происходят скачки артериаль-

хвоста магнитосферы в атмосферу, вызывают на

ного давления, увеличивается вязкость крови, аг-

Земле полярные сияния, геомагнитные бури,

регация эритроцитов, наблюдается замедление

земные токи, неравномерную ионизацию верх-

кровотока в капиллярах и происходит ряд других

них слоев атмосферы.

патологических сдвигов [6, 13-16].

При этом генерируются электромагнитные

Влияние фактора солнечной активности на

колебания, которые, несмотря на их небольшую

организм человека сильно рассеяно (диспергиро-

интенсивность по сравнению с теми, в которых

вано) одновременным воздействием биосоциаль-

находится человек в обычной жизни, весьма эф-

ных, производственных, психоэмоциональных и

фективны из-за близости их частот (герцы и их

иных факторов, вот почему во многих случаях

доли) к основным биологическим ритмам [3-5].

влияние солнечной активности, геомагнитных

Хотя сами корпускулярные потоки до поверхно-

возмущений затушевано, скрыто в сложных меж-

сти Земли не доходят, при их взаимодействии с

системных, промежуточных соотношениях как

магнитосферой Земли возникают электромаг-

физической, так и биологической природы. На-

нитные поля, вызывающие геофизические воз-

пример, разделить влияние космической погоды

мущения в виде магнитных бурь и суббурь.

и метеорологических факторов достаточно слож-

но, что требует использования специальных ме-

Раскрытие механизма влияния солнечной ак-

тодов исследования.

тивности на процессы, происходящие в биосфе-

ре, является ключевой позицией не только для

Одним из важнейших методологических

создания физической теории воздействия сол-

принципов изучения влияния параметров косми-

нечной активности на биосистемы. Это также не-

ческой погоды на сердечно-сосудистую систему

обходимо для разработки критериев адаптации и

человека является принцип многоширотного мо-

создания эффективных систем совершенствова-

ниторинга состояния здоровья добровольцев, ко-

ния здоровья, профилактики различных заболе-

торый был реализован в уникальном междуна-

ваний и жизнеопасных осложнений [6]. Влияние

родном телекоммуникационном проекте «Гелио-

космической погоды на здоровье человека опре-

мед», осуществленном междисциплинарным

деляется прежде всего электромагнитными излу-

коллективом физиков, биологов, специалистов

чениями Солнца и корпускулярными потоками

по информационным технологиям и медиков

солнечного ветра, воздействующими на магнит-

[17].

ное поле, газовую оболочку и твердую кору Зем-

Первый этап мониторинга «Гелиомед» прово-

ли. Гелиогеофизические факторы - часть едино-

дился с 2006 по 2010 гг. одновременно в городах

го физического процесса, тесно связанного с сол-

Москва (Россия), Якутск (Россия), Киев (Украи-

нечной активностью, который начинается на

на) и Симферополь (Украина), удаленных друг от

Солнце и заканчивается на Земле.

друга на более чем 6000 км и находящихся в раз-

личных часовых поясах. В 2011-2013 гг. многоши-

Основными мишенями для воздействия ге-

ротный мониторинг стал охватывать и аврораль-

лиогеофизических факторов на организм челове-

ные широты (пос. Тикси), также мониторинг

ка являются сердечно-сосудистая и нервная си-

проводился в авроральном и субавроральном

стемы. Доказана связь возникновения острых со-

(Якутск) регионах. Состояние сердечно-сосуди-

судистых событий (инфарктов миокарда,

стой системы оценивали ежедневно по электро-

инсультов) с колебаниями гелиогеомагнитного

кардиографическим данным данным, получае-

фона Земли [7-9]. Изменения напряженности

мым с помощью экспресс-кардиографа «Фаза-

магнитного поля на Земле в результате активных

граф», позволяющего производить обработку

процессов на Солнце и в магнитосфере Земли [10]

ЭКГ в фазовом пространстве координат [18].

являются одним из важнейших факторов срыва

адаптации и обострения хронических заболева-

В результате проведения первого этапа много-

ний. Проведенные в последние годы исследова-

широтного мониторинга «Гелиомед» были собра-

ния по влиянию параметров космической погоды

ны данные, включающие более 50000 измерений.

показали, что здоровый человек на Земле безбо-

Сравнение прямых измерений состояния сердеч-

лезненно может перенести такое воздействие. В

но-сосудистой системы добровольцев на широ-

то же время воздействие возмущенных гелиогео-

коразнесенных пунктах наблюдения в России и

физических параметров на человека с заболева-

на Украине показало их совпадение; было уста-

ниями сердечно-сосудистой системы может при-

новлено, что именно космофизические факторы

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

ОСОБЕННОСТИ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ

1163

являются синхронизатором общих ритмов попу-

Длительность мониторинга составила 60 су-

ляции [19].

ток, ежедневные измерения в группах доброволь-

цев проходили в весенний период (март-апрель)

С 2014 г. проводится второй этап многоширотно-

2014 г. Весенний сезон является переходным,

го синхронного биофизического эксперимента -

именно в это время происходят наиболее выра-

«Гелиомед-2», особенностями которого являются

женные по количеству и амплитуде изменения

изменившаяся география исследования: (за счет до-

геомагнитной возмущенности Земли, что позво-

бавления средних широт (Саратов) к арктическому

ляет проследить ответные реакции показателей

(пос. Тикси) и субарктическому (Якутск) регио-

сердечно-сосудистой системы и психоэмоцио-

нам), комплексный подход к одновременному син-

нального состояния.

хронному мониторинговому изучению состояния

сердечно-сосудистой системы и психоэмоциональ-

Состояние сердечно-сосудистой системы ис-

ного состояния добровольцев по разработанным на-

пытуемых оценивали ежедневно по данным элек-

учной группой принципам [20], исследование гене-

трокардиографии с определением коэффициента

тических особенностей участников мониторинга -

симметрии Т-зубца (КСТ, усл. ед.), отражающего

добровольцев разных широт [21].

процессы реполяризации миокарда желудочков,

с помощью экспресс-кардиографа «Фазаграф»

С 2014 г. накоплено более 30000 комплексных

(ООО «Укрспецснаб», Запорожье, Украина), поз-

измерений (каждое из которых включает характе-

воляющего проводить обработку электрокардио-

ристику состояния сердечно-сосудистой системы

грамм (ЭКГ) в фазовом пространстве координат

и психоэмоционального состояния). Это впервые

[18]. Настоящий метод исследования состояния

позволяет проводить корректную статистическую

миокарда хорошо зарекомендовал себя не только

обработку при оценке влияния факторов космиче-

в скрининге ишемической болезни сердца, но и в

ской погоды не на какую-либо одну систему чело-

оценке влияния параметров космической пого-

веческого организма, а одновременно на две ос-

ды, в частности солнечной активности, на мор-

новные жизнеопределяющие системы функцио-

фологические параметры сердечной мышцы [22-

нирования - сердечно-сосудистую и нервную - у

25]. В норме значение КСТ составляет 0.45-0.70;

одной и той же группы добровольцев. При этом

при увеличении КСТ возрастают нарушения про-

анализируются группы добровольцев, проживаю-

цессов реполяризации миокарда и возникает

щих на разных широтах. Подобных эксперимен-

риск развития ишемических изменений.

тальных многоширотных исследований в доступ-

ной нам литературе не обнаружено.

Психоэмоциональное состояние оценивали в

соответствии с методологическими принципами,

Цель работы: выявление особенностей инди-

изложенными в работе [20]: по показателям реак-

видуальных и групповых реакций синхронизации

тивной (ежедневный контроль) и личностной

показателей здоровья (процессов реполяризации

тревожности (опросник Ч. Спилбергера в моди-

миокарда желудочков и психоэмоционального

фикации Ю. Ханина), особенностям построения

состояния) добровольцев с геомагнитной возму-

стресс-преодолевающего поведения (опросник

щенностью в высоких (авроральных и субавро-

Э. Хайма) и определения типологии личности че-

ральных) и средних широтах.

ловека (проективный психогеометрический тест

С. Делингер, адаптированный А. Алексеевым и

М. Громовой).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Геомагнитную активность оценивали по пока-

Синхронный мониторинг состояния сердеч-

зателю глобальной геомагнитной возмущенности

но-сосудистой системы и психоэмоционального

(К_р-индексу) ежедневно в течение всего периода

состояния здоровых добровольцев осуществлял-

наблюдения. К_р-индекс (усл. ед.) отражает гло-

ся одновременно в высоких и средних широтах.

Группа добровольцев в высоких широтах (всего

бальную геомагнитную возмущенность (ГМВ) и

44 человека) включала: в авроральных широтах

отличается от других индексов космической по-

(пос. Тикси) - 11 человек, в субавроральных

годы логарифмической шкалой измерения, по-

(г. Якутск) - 33 человека. В средних широтах

этому лучше всего описывает слабые возмуще-

(г. Саратов) в мониторинге участвовал 31 человек.

ния. А как было показано в работе [26], даже при

слабой ГМВ наблюдается отклик в состоянии

Точки исследования удалены друг от друга на

сердечно-сосудистой системы человека.

более чем 5000 км и на пять часовых поясов. По-

селок Тикси расположен на берегу Северного Ле-

Оценивали индивидуальные и групповые эф-

довитого океана (71° сев. шир.) и насчитывает

фекты синхронизации «КСТ-К_р», а также «реак-

всего 4537 жителей на 1 января 2018 г., в связи с

тивная тревожность-К_р» (РТ-К_р). Синхрониза-

чем группа добровольцев в данной точке монито-

ция показывает, насколько состояние миокарда и

ринга является самой малочисленной.

реактивная тревожность человека реагируют на

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

1164

ПАРШИНА и др.

изменения геомагнитного поля Земли. Данный

ции миокарда желудочков с параметрами косми-

процесс характеризует адаптационные возмож-

ческой погоды, который позволяет осуществлять

ности миокарда и нервной системы при внешних

классификацию добровольцев [28]. Этот же ме-

стресс-воздействиях.

тод использовали для оценки синхронизации ре-

Индивидуальный эффект синхронизации для

активной тревожности и К_р-индекса. Для постро-

обследуемого (КСТ-К_р и РТ-К_р) отражает совпа-

ения графиков и статистических расчетов ис-

дение между максимумами медицинского пока-

пользовали программы «Origin» и «Medstat» для

сравнения показателей между группами - методы

зателя (коэффициента симметрии Т-зубца ЭКГ

или показателя «реактивная тревожность») и К_р-

χ² и точный критерий Фишера.

индекса геомагнитной возмущенности при ана-

Таким образом, алгоритм анализа полученных

лизе динамических рядов данных показателей

данных включал следующие этапы:

для каждого добровольца в течение 60-суточного

1. Построение индивидуальных графиков ди-

мониторингового наблюдения.

намики КСТ и К_р для каждого добровольца за

Поскольку мы оценивали два вида синхрони-

весь период мониторинга и оценка индивидуаль-

зации - КСТ-К_р и РТ-К_р, возникла необходи-

ной синхронизации КСТ-К_р с помощью указан-

мость упорядочивания терминов, так как мы

ного программного комплекса.

столкнулись с тем, что синхронизация КСТ-К_р и

2. По результатам оценки индивидуальной

синхронизация РТ-К_р у каждого добровольца не

синхронизации включение в группу кардиочув-

всегда совпадали.

ствительных либо кардионечувствительных доб-

В связи с этим нами был введен термин «кар-

ровольцев.

диочувствительность» к колебаниям ГМВ. Инди-

3. Определение показателя группового эффек-

видуальная кардиочувствительность отражает

та кардиочувствительности для каждого региона

синхронизацию КСТ-К_р каждого обследуемого и

(по процентному соотношению кардиочувстви-

выражается в процентах от общего количества

тельных испытуемых к общей численности груп-

максимумов К_р за время наблюдения. При инди-

пы данного региона).

видуальной кардиочувствительности более чем

4. Построение группового графика синхрони-

66.7% считалось, что сердечно-сосудистая систе-

зации КСТ-К_р всех кардиочувствительных доб-

ма добровольца чувствительна к изменениям

ровольцев данного региона.

ГМВ, и он зачислялся в группу «кардиочувстви-

5. Оценка групповой синхронизации КСТ-К_р

тельных» своего региона. Далее определялся

для каждого региона (в процентах к общему коли-

групповой эффект кардиочувствительности, ко-

честву максимумов К_р за время мониторинга) с

торый показывал количество кардиочувствитель-

помощью указанного программного комплекса.

ных добровольцев в процентном соотношении к

6. Сравнение групп добровольцев высоких и

общей численности группы.

средних широт по показателям кардиочувстви-

Также нами был использован показатель «пси-

тельности и групповой синхронизации.

хологическая чувствительность» к ГМВ [27]. Ин-

7. Анализ особенностей групповой синхрони-

дивидуальная психологическая чувствительность

зации КСТ-К_р в различных регионах.

отражает синхронизацию РТ-К_р каждого обсле-

8. Анализ психологической чувствительности

дуемого и выражается в процентах от общего ко-

к ГМВ добровольцев различных регионов по ана-

личества максимумов К_р за время наблюдения.

логичному алгоритму.

При индивидуальной психологической чувстви-

тельности более чем 66.7% считали, что нервная

9. Оценка согласованности кардио- и психоло-

система добровольца чувствительна к изменени-

гической чувствительности к ГМВ между собой у

ям ГМВ, и он зачислялся в группу «психологиче-

добровольцев каждого региона.

ски чувствительных» для своего региона. Далее

определяли групповой эффект психологической

РЕЗУЛЬТАТЫ

чувствительности, который показывал количе-

Средний возраст добровольцев составил в высо-

ство психологически чувствительных к ГМВ доб-

ровольцев в процентном соотношении к общей

ких широтах 38.6 ± 5.7 года, в средних широтах -

40.6 ± 2.2 года (р > 0.05).

численности группы.

В высоких широтах групповой эффект кардио-

Математическую обработку данных проводи-

чувствительности к ГМВ составил 38.6% (из

ли оригинальным методом с помощью специаль-

44 добровольцев синхронизацию КСТ-К_р более

но разработанного интерактивного программно-

го комплекса на языке программирования Python

чем в 66.7% показали 17 человек).

для анализа и визуализации результатов исследо-

В средних широтах групповой эффект кардио-

вания синхронизации параметров реполяриза-

чувствительности к ГМВ составил 42% (синхро-

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

ОСОБЕННОСТИ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ

1165

Синхронизация КСТ-К_р у кардиочувствительных добровольцев.

низация КСТ-К_р более чем в 66.7% выявлена у

за время наблюдения добровольцы в высоких ши-

13 человек из 31 обследуемого).

ротах отреагировали максимумом КСТ в этот же

день в пяти случаях (на первый, второй, третий,

Таким образом, по соотношению кардиочув-

пятый и шестой максимумы К_р-индекса), а на

ствительнных и кардионечувствительных добро-

остальные два (четвертый и седьмой) - только с

вольцев высокие и средние широты не отличают-

ся (38.6% и 42%, р > 0.05).

задержкой на одни-двое суток. В средних широ-

тах максимумы КСТ возникали в ответ на второй,

Для кардиочувствительных добровольцев (в

четвертый, пятый, шестой и седьмой максимумы

высоких и средних широтах) были построены

К_р-индекса (также в пяти случаях из семи). Таким

графики синхронизации КСТ-К_р (рисунок). На

образом, у кардиочувствительных добровольцев

рисунке представлены: верхний график - дина-

как в высоких, так и в средних широтах групповая

мика КСТ в течение 60 суток мониторинга в груп-

синхронизация КСТ-К_р не отличалась и состави-

пе добровольцев в высоких широтах, средний

ла 71% как в одной, так и в другой группе.

график - динамика КСТ в группе добровольцев в

средних широтах, нижний график - динамика

При этом структура реакций КСТ-К_р в груп-

К_р-индекса за этот же период. Штриховые линии

пах высоких и средних широт отличалась. Только

показывают максимумы К_р-индекса и соответ-

на 43% ГМВ добровольцы различных широт реа-

ствующие им значения КСТ в группах доброволь-

гировали одинаково - максимумом КСТ в день

цев в высоких и средних широтах.

ГМВ (второй, пятый и шестой максимумы ГМВ).

Данные, представленные на рисунке, свиде-

В остальных случаях (57%) ГМВ вызывали реак-

тельствуют, что из семи максимумов К_р-индекса цию сердечно-сосудистой системы в каком-то

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

1166

ПАРШИНА и др.

одном регионе, а в другом регионе на те же ГМВ

Проведено сравнение психологической чув-

реакция не выявлена (первый, третий, четвертый

ствительности к ГМВ по показателю РТ в группах

и седьмой максимумы ГМВ). Так, в средних ши-

высоких и средних широт. Статистически досто-

ротах добровольцы не показали синхронизации

верное различие между группами выявлено не

КСТ-К_р в первом и третьем максимумах ГМВ, а в

было (р > 0.05, метод χ²).

высоких широтах - в четвертом и седьмом макси-

мумах ГМВ. Таким образом, несмотря на то, что

ОБСУЖДЕНИЕ

групповая синхронизация КСТ-К_р в высоких и

средних широтах не отличается количественно

Результаты исследования свидетельствуют,

(71%), внутри каждой группы имеются каче-

что синхронизацию состояния сердечно-сосуди-

ственные отличия по реакции сердечно-сосуди-

стой системы и психоэмоционального состояния

стой системы на одни и те же ГМВ.

с ГМВ демонстрируют добровольцы как в высо-

ких, так и в средних широтах.

Кроме того, в группе кардиочувствительных

При этом не все добровольцы являются кар-

добровольцев в высоких широтах выявлен фено-

мен «запаздывания» реакции КСТ на ГМВ на од-

диочувствительными, некоторые демонстрируют

ни-двое суток (четвертый и седьмой максимумы

реакцию сердечно-сосудистой системы на еди-

ГМВ). При этом на те же ГМВ добровольцы сред-

ничные геомагнитные возмущения за весь пери-

них широт реагировали увеличением КСТ без

од мониторинга.

опоздания, в тот же день, демонстрируя синхро-

Показательно, что соотношение кардиочув-

низацию данных показателей.

ствительных и кардионечувствительных добро-

вольцев не зависит от места проживания, несмот-

В обеих группах добровольцев нами была про-

ря на то, что обследуемые регионы разнесены бо-

анализирована также психологическая чувстви-

лее чем на 5000 км. Таким образом, реакция

тельность к ГМВ. Установлено, что синхрониза-

миокарда на геомагнитные возмущения, характе-

ция с ГМВ наблюдается не только со стороны

ризующаяся изменением процессов реполяриза-

сердечно-сосудистой системы, но и со стороны

ции миокарда желудочков и динамикой КСТ

психологического состояния добровольцев: их

ЭКГ, относится к универсальным реакциям сер-

реактивная тревожность в динамике мониторин-

дечно-сосудистой системы на изменение геомаг-

га также менялась в зависимости от геомагнитной

нитной активности и свойственна организму че-

активности.

ловека независимо от региона проживания.

После оценки индивидуальной психологиче-

Известно, что именно изменение конечной

ской чувствительности по описанному алгоритму

части желудочкового комплекса, которое и отра-

были сформированы группы психологически

жает динамика КСТ в фазовом портрете ЭКГ, яв-

чувствительных добровольцев в каждом регионе.

ляется первым признаком нарастания напряжен-

Для каждой группы определен групповой эффект

ности миокарда и появляющейся гипоксии и

психологической чувствительности к ГМВ.

ишемии сердечной мышцы [18, 24]. Эти процес-

В высоких широтах групповой эффект психо-

сы всегда сопровождаются и активацией адапта-

логической чувствительности к ГМВ составил

ционно-компенсаторных механизмов, следова-

34.1% (синхронизацию РТ-К_р более чем в 66.7%

тельно, геомагнитные возмущения у здоровых

показали 15 человек из 44 добровольцев). По-

добровольцев выступают в роли «тренирующего

скольку в данной группе кардиочувствительность

фактора», позволяющего поддерживать приспо-

составила 38.6%, можно говорить о совпадении

собительные реакции в «рабочем состоянии».

групповых эффектов кардио- и психологической

Несмотря на совпадение групповой кардио-

чувствительности к ГМВ в высоких широтах

чувствительности в высоких и средних широтах,

(р > 0.05).

нам удалось выявить отдельные региональные

В средних широтах групповой эффект психо-

особенности кардиочувствительности у обследу-

логической чувствительности к ГМВ составил

емых добровольцев. Однотипно добровольцы в

51.6% (синхронизация РТ-К_р более чем в 66.7%

высоких и средних широтах реагируют только на

обнаружена у 16 из 31 человек), особенности пси-

43% геомагнитных возмущений. Остальные 57%

хоэмоционального статуса добровольцев монито-

геомагнитных возмущений характеризуются «ре-

ринга, в том числе и психологически чувстви-

гиональной чувствительностью» и могут у добро-

тельных к ГМВ, были подробно описаны в работе

вольцев различных регионов вообще не вызывать

[27]. Как было показано выше, в средних широтах

изменений со стороны миокарда, либо эти изме-

кардиочувствительность составила 42%, следова-

нения могут быть «отсрочены» на одни-двое су-

тельно, групповые эффекты кардио- и психоло-

ток. Таким образом, биоэффективность отдель-

гической чувствительности к ГМВ в средних ши-

ных ГМВ может быть различна для добровольцев

ротах также совпадают (р > 0.05).

в различных регионах проживания.

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

ОСОБЕННОСТИ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ

1167

Данные настоящего исследования пока не

ровольцев мониторинга на отдельных этапах не

позволяют определить причины таких различий.

является идентичным на 100%) позволяет считать

Возможно, это связано с тонкими характеристи-

совпадение групповой психологической чувстви-

ками самих геомагнитных возмущений, потенци-

тельности к ГМВ в обследуемых регионах устой-

ально влияющих на их биоэффективность. На-

чивой характеристикой.

пример, одно и то же ГМВ может реализовывать

Крайне важным нам представляется анализ

свою биоэффективность с участием пульсаций

кардио- и психологической чувствительности к

Рс1 в средних широтах либо с участием пульсаций

ГМВ у добровольцев одной группы. Установлено,

Рi1 в высоких широтах. Полученные результаты

что групповые эффекты кардио- и психологиче-

свидетельствуют о необходимости определения

ской чувствительности к ГМВ совпадают как в

региональных характеристик биоэффективности

высоких, так и в средних широтах. Таким обра-

геомагнитных возмущений для дальнейшего ис-

зом, адаптивные реакции сердечно-сосудистой и

пользования в превентивной кардиологии.

нервной систем на изменение ГМВ согласованы

Вместе с тем нельзя исключить, что выявлен-

между собой независимо от региона проживания.

ные особенности определяются не характеристи-

Особый интерес представляет наличие такой

кой геомагнитных возмущений, а особенностями

согласованности для жителей высоких широт,

самих добровольцев, которые могут быть связаны

поскольку ранее нами было установлено, что в

с различным вкладом полиморфизмов генов, во-

авроральных широтах (пос. Тикси) отмечается

влеченных в регуляцию сердечно-сосудистой си-

реакция синхронизации КСТ-К_р только с мощ-

стемы (в частности, генов CYP11B2, GNB3, NOS3

ными геомагнитными возмущениями, а в субав-

и др.). Учитывая такую возможность, в настоящее

роральных (Якутск) - как с мощными, так и со

время мы проводим сравнительный анализ поли-

слабыми ГМВ [23]. Объяснение данному феноме-

морфизма генов, вовлеченных в регуляцию со-

ну может лежать в геофизических особенностях

стояния сердечно-сосудистой системы, у добро-

именно авроральных широт, где на высоте 100 км

вольцев в высоких и средних широтах.

протекают мощные электрические токи (авро-

Необходимо также определиться с феноменом

ральные электроджеты), достигающие величины

«запаздывания» реакции сердечно-сосудистой

миллионов ампер [5]. Вероятно, в этих условиях

системы на ГМВ, наблюдаемом в нашем исследо-

миокард адаптируется и перестает реагировать на

вании у добровольцев в высоких широтах. Воз-

слабые геомагнитные возмущения, сохраняя чув-

можно, это не отсутствие синхронизации КСТ-

ствительность только к наиболее мощным. По-

Кр (как учитывалось в настоящем исследовании),

скольку групповые эффекты кардио- и психоэмо-

а особый («запаздывающий») тип кардиочувстви-

циональной чувствительности у обследуемых вы-

тельности, и в таком случае суммарный группо-

соких широт совпадают, следует предположить,

вой эффект синхронизации КСТ-К_р (обычный, в

что и нервная система добровольцев в аврораль-

тот же день, и «запаздывающий») у добровольцев

ной зоне также адаптируется к повышенному гео-

в высоких широтах будет, вероятно, выше, чем в

магнитному фону и реагирует синхронизацией

средних широтах.

РТ-К_р преимущественно при значительных

Нами установлено, что групповые эффекты

ГМВ. В настоящее время для уточнения данного

психологической чувствительности к ГМВ, также

предположения нами проводятся исследования

как и кардиочувствительности, не различаются у

по оценке психологической чувствительности

добровольцев высоких и средних широт при ана-

раздельно в авроральных и субавроральных ши-

лизе результатов многоширотного мониторинга

ротах.

2014 г. Вместе с тем при анализе данных монито-

В средних широтах, как показано в предше-

ринга 2015 г. были получены аналогичные резуль-

ствующих исследованиях, групповой эффект

таты [29]. Так, было установлено совпадение ча-

синхронизации КСТ-К_р может колебаться от

стоты встречаемости психологически чувстви-

61.3% (при оценке КСТ ЭКГ в покое) до 74.2% (по

тельных и нечувствительных к изменениям ГМВ

результатам четырехкратного измерения КСТ: в

добровольцев в северных и средних широтах, хотя

покое, после эмоциональной нагрузки, после фи-

при этом психологические характеристики об-

зической нагрузки, после отдыха) [22, 23]. По-

следуемых имели различия в зависимости от ре-

скольку оценку реактивной тревожности прово-

гиона проживания.

дили у добровольцев в состоянии покоя (без до-

Воспроизводимость данных результатов у доб-

полнительных эмоциональных и физических

ровольцев высоких и средних широт в разные го-

нагрузок), методологически корректно при оцен-

ды (особенно с учетом того, что состав групп доб-

ке соотношения психологической чувствитель-

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

1168

ПАРШИНА и др.

ности и кардиочувствительности к ГМВ исполь-

чувствительных и кардионечувствительных к гео-

зовать данные синхронизации КСТ-К_р по ре-

магнитным возмущениям добровольцев, причем

зультатам ЭКГ, снятой именно в покое. Данный

их соотношение не зависит от региона прожива-

подход и реализован в представленной работе.

ния.

Результаты исследования позволяют выска-

2. Групповые эффекты синхронизации состоя-

зать предположение о том, что существуют еди-

ния миокарда и геомагнитной возмущенности у

ные механизмы рецепции к изменению геомаг-

кардиочувствительных добровольцев в различ-

нитной возмущенности со стороны сердечно-со-

ных регионах количественно не отличаются и со-

судистой системы и нервной системы. Одним из

ставляют 71% как в высоких, так и в средних ши-

таких механизмов могут быть циклические изме-

ротах, что является отражением глобальности

нения в системе оксида азота [6, 16], которая ре-

воздействия факторов космической погоды на

гулирует основные механизмы реакции сердеч-

состояние сердечно-сосудистой системы чело-

но-сосудистой системы на изменение геомагнит-

века.

ной возмущенности: колебания артериального

3. Структура групповой синхронизации состо-

давления, развитие тромбозов и аритмий, нару-

яния миокарда и геомагнитной возмущенности у

шение реологических свойств крови [13-15, 19]. В

кардиочувствительных добровольцев имеет реги-

настоящее время имеются и прямые эксперимен-

ональные особенности. Однотипно добровольцы

тальные доказательства связи колебаний содер-

в высоких и средних широтах реагируют только

жания окиси азота в организме человека с состо-

на 43% геомагнитных возмущений, биоэффек-

янием геомагнитной возмущенности [30]. Из-

тивность остальных 57% геомагнитных возмуще-

вестно, что цикл оксида азота принимает участие

ний различна для добровольцев в зависимости от

и в регуляции нервной системы за счет влияния

региона проживания.

на нейрон-нейронные и нейрон-глиальные взаи-

4. Феномен «запаздывания» реакции миокарда

модействия [31-33]. Поскольку известно, что

на геомагнитные возмущения на одни-двое суток

ритмы головного мозга синхронизируют все фи-

выявлен у добровольцев высоких широт и отсут-

зиологические процессы организма [34], адап-

ствует у добровольцев в средних широтах.

тивные изменения состояния нервной системы

5. Групповые эффекты психологической чув-

могут вызывать и аналогичные адаптивные реак-

ствительности к геомагнитным возмущениям не

ции со стороны других систем, в частности сер-

различаются у добровольцев высоких и средних

дечно-сосудистой. Именно этим и может объяс-

широт.

няться совпадение кардио- и психологической

6. Адаптивные реакции сердечно-сосудистой и

чувствительности к ГМВ в группах обследуемых

нервной систем при изменении геомагнитной ак-

добровольцев, при этом регион проживания су-

тивности согласованы между собой у здоровых

щественного значения не имеет.

добровольцев независимо от региона прожива-

Изучение кардио- и психологической чув-

ния, поскольку выявлено совпадение групповых

ствительности добровольцев различных регионов

эффектов кардио- и психологической чувстви-

к ГМВ, представленное в настоящем исследова-

тельности к геомагнитным возмущениям между

нии, не только позволяет разделить глобальные и

собой как в группе высоких, так и в группе сред-

региональные особенности влияния космиче-

них широт.

ской погоды на ведущие системы регуляции че-

ловеческого организма, но и расширяет тем са-

мым известные представления о влиянии факто-

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

ров космической погоды на состояние здоровья

Работа выполнена при частичной финансовой

человека [35-39]. Планируется, что полученные

поддержке Российского фонда фундаментальных

результаты будут использованы в дальнейшем

исследований (грант № 18-415-140002).

при разработке персонализированных мер про-

филактики негативного влияния факторов

космической погоды для жителей различных ре-

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

гионов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

интересов.

ВЫВОДЫ

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

1. Проведение синхронного многоширотного

мониторинга «Гелиомед-2» позволило выявить

Все процедуры, выполненные в исследовании

как в высоких, так и в средних широтах кардио-

с участием людей, соответствовали этическим

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020

ОСОБЕННОСТИ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ

1169

стандартам Хельсинкской декларации 1964 г. и ее

19. С. Н. Самсонов в кн. Биотропное воздействие кос-

последующим изменениям. От участников иссле-

мической погоды (по материалам российско-украин-

дования было получено информированное доб-

ского мониторинга «Гелиомед» 2003-2010), под ред.

ровольное согласие.

М. В. Рагульской (ВВМ, СПб., 2010), сс. 69-90.

20. А. И. Кодочигова, С. С. Паршина, С. Н. Самсонов

и др., Психосоматические и интегративные иссле-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

дования 2 (1), 105 (2016).

1. А. Л. Чижевский, Земное эхо солнечных бурь

21. K. V. Komzin, P. G. Petrova, A. A. Strekalovskaya, et

(Мысль, М., 1976).

al., Wiadomosci Lekarskie 71 (9), 1742 (2018).

2. И. Е. Оранский и П. Г. Царфис, Биоритмология и

22. С. С. Паршина, С. Н. Самсонов, В. И. Маныкина

хронотерапия (Высш. шк., М., 1989).

и др., в кн. Новые информационные технологии в ме-

дицине, биологии, фармакологии и экологии, под.

3. М. Н. Гневышев, Результаты исследования солнеч-

ред. Е. Л. Глориозова (Институт новых информа-

ной активности и солнечно-земных связей (ГАО, М.,

ционных технологий, М., 2015), сс. 316-322.

1982).

23. С. С. Паршина, Т. Н. Афанасьева, С. Н. Самсонов

4. Н. Г. Клейменова, О. В. Козырева, Т. К. Бреус и

и др., Вестн. СВФУ 4 (5), 16 (2016).

С. И. Рапопорт, Биофизика 52 (6), 1112 (2007).

24. Л. С. Файнзильберг, Управляющие системы и ма-

5. S. N. Samsonov, N. G. Kleimenova, O. V. Kozyreva,

шины, № 4, 40 (1998).

and P. G. Petrova, Izvestiya, Atmospheric and oceanic

25. В. В. Вишневский, Л. С. Файнзильберг и М. В. Ра-

physics 50, 719 (2014).

гульская, Биомед. технологии и радиоэлектрони-

6. С. С. Паршина, C. Н. Самсонов, В. П. Реутов и др.,

ка, № 3, 3 (2003).

в кн. Новые информационные технологии в медици-

26. S. N. Samsonov, Odessa Astronomical Publications 26

не, биологии, фармакологии и экологии, под ред.

(2), 297 (2013).

Е. Л. Глориозова (Институт новых информацион-

ных технологий, М., 2017), сс. 164-181.

27. А. И. Кодочигова, С. С. Паршина, С. Н. Самсонов

и др., Психосоматические и интегративные иссле-

7. G. Cornelissen, F. Halberg, T. Breus, et al., J. Atmo-

дования 4 (1), 104 (2018).

sph. Solar-Terr. Physics 64, 707 (2002).

28. В. А. Молчанов, И. А. Подкидышев и Е. Д. Смир-

8. С. Н. Самсонов, П. Г. Петрова, А. А. Стрекалов-

нов, в кн. Информационные технологии и матема-

ская и др., Наука и образование, № 2, 50 (2008)

тическое моделирование, под ред. А. Н. Моисеева и

9. С. Н. Самсонов, В. И. Маныкина, Н. Г. Скрябин и

С. П. Сущенко (НЛТ, Томск, 2019), сс. 278-283.

др., Вестн. новых мед. технологий, № 1, 246 (2009).

29. А. И. Кодочигова, С. С. Паршина, С. Н. Самсонов

10. В. Н. Обридко, М. В. Рагульская, О. В. Хабарова и

и др., Якутский мед. журн. 64 (4), 85 (2018).

др., Психосоматические и интегративные иссле-

30. В. А. Ямшанов и В. К. Кошелевский, Биофизика

дования 1 (1), (2015).

52 (4), 718 (2007).

11. С. Н. Самсонов, П. Г. Петрова, А. А. Стрекалов-

31. Н. П. Ларионова, В. П. Реутов, Н. В. Самосудова

ская и др., Наука и образование 2 (50), 50 (2008).

и др., Докл. РАН 393 (5), 698 (2003).

12. T. K. Breus, V. A. Ozheredov, E. V. Syuitkina, et al., J.

32. Н. В. Самосудова, В. П. Реутов, Н. П. Ларионова

Atmosph. Solar-Terr. Physics 70 (2-4), 436 (2008).

и др., Докл. РАН 378 (3), 417 (2001).

13. Ю. И. Гурфинкель, Ишемическая болезнь сердца и

33. А. В. Гурин. Успехи физиол. наук 28 (1), 53 (1997).

солнечная активность (ИИКЦ Эльф-3, M., 2004).

34. В. Н. Обридко, М. В. Рагульская, О. В. Хабарова

14. Ю. И. Гурфинкель, В. А. Ожередов, Т. К. Бреус

и др., в кн. Биотропное воздействие космической

и др., Биофизика 63 (2), 402 (2018).

погоды, под ред. М. В. Рагульской (ВВМ, СПб.,

2010), сс. 205-246.

15. Е. Г. Каменева, Дис. … канд. биол. наук (НИИ экс-

периментальной медицины РАМН, СПб., 2009).

35. V. A. Ozheredov, T. K. Breus, Yu. I. Gurfinkel, et al.,

Global Telemedicine and eHealth Updates: Knowledge

16. С. С. Паршина, С. Н. Самсонов, В. П. Реутов и др.,

Resources 2, 388 (2009).

в сб. Матер. XII международной крымской конфе-

ренции «Космос и биосфера» (Ариал, Алушта, 2017),

36. T. K. Breus, V. A. Ozheredov, E. V. Syuitkina, et al., J.

сс. 140-143).

Atmosph. Solar-Terr. Physics 7, 436 (2008).

37. G. Cornélissen, F. Halberg, and R. B. Singh, World

17. М. В. Рагульская, В. В. Вишневский, П. Г. Петрова

Heart J. 1 (1), 15 (2008).

и др., Биотропное воздействие космической погоды

(ВВМ, СПб., 2010).

38. F. Halberg, G. Cornélissen, K. Otsuka, et al., Neuroen-

docrinol. Lett. 21, 233 (2000).

18. Л. С. Файнзильберг, Информационные технологии

обработки сигналов сложной формы. Теория и прак-

39. F. Halberg, А. Delyukov, Yu. Gorgo, et al., Neuroen-

тика. (Наук. думка, Киев, 2008).

docrinol. Lett. 21, 233 (2000).

БИОФИЗИКА том 65

№ 6

2020