Вегетативная регуляция кровообращения и биоэлектрические процессы в миокарде человека в моделируемых гипомагнитных условиях

На сегодняшний день становится актуальной перспектива длительных межпланетных полетов, поэтому необходимо понимание изменений в сердечно- сосудистой системе (ССС), которые будут происходить в гипомагнитных условиях. Целью исследования было провести анализ изменений механизмов ССС, которые представляют собой основу для формирования вариабельности сердечного ритма и биоэлектрических процессов в миокарде, в условиях сниженного в 350, 650 и 1000 раз магнитного поля Земли. В эксперименте (2023 г.) участвовало 6 мужчин-добровольцев в возрасте 26–37 лет, у которых непрерывно в течение 32 ч регистрировали электрокардиограмму. Анализ полученных данных проводили при помощи кластерного и дисперсионного анализа. Было обнаружено, что у мужчин-добровольцев, относящихся к группе с преобладанием парасимпатических влияний, функционального резерва хватает для критических значений (воздействия сниженного магнитного поля до 1000 раз). У добровольцев с преобладанием симпатических моделирующих влияний поддержание приспособительных реакций осуществляется метаболическим регуляторным контуром. В этой группе реакция на воздействие сниженного магнитного поля достаточно выражена при пороге его снижения от 350 раз. Проведенный нами пилотный эксперимент, отражающий влияние сниженного магнитного поля земли на ССС, имеет определяющее значение для разработки концепции последующих экспериментальных воздействий, связанных с редукцией магнитного поля, для интересов космической физиологии и медицины.

1. Zhang Z, Xue Y, Yang J, Shang P, Yuan X. Biological effects of hypomagnetic field: Ground-based data for space exploration. Bioelectromagnetics. 2021; 42 (6): 516–31. DOI: 10.1002/bem.22360.

2. Cornélissen G, Halberg F, Schwartzkopff O, Delmore P, Katinas G, Hunter D, et al. Chronomes, time structures, for chronobioengineering for «a full life». Biomed Instrum Technol. 1999; 33: 152–87.

3. Kuzmenko NV, Shchegolev BF, Pliss MG, Tsyrlin VA. The Influence of Weak Geomagnetic Disturbances on the Rat Cardiovascular System under Natural and Shielded Geomagnetic Field Conditions Biophysics. 2019; 64: 109–16.

4. Otsuka K, Cornelissen G, Norboo T, Takasugi E, Halberg F. Chronomics and «Glocal» (combined Global and Local) assessment of human life. Prog Theor Phys Suppl. 2008; 173: 134–52.

5. Pishchalnikov RY, Gurfinkel YI, Sarimov RM, Vasin AL, Sasonko ML, Matveeva TA, et al. Cardiovascular response as a marker of environmental stress caused by variations in geomagnetic field and local weather. Biomed Signal Process Control. 2019; 51: 401–10.

6. Vieira CLZ, Alvares D, Blomberg A, Schwartz J, Coull B, Huang S, et al. Geomagnetic disturbances driven by solar activity enhance total and cardiovascular mortality risk in 263 US cities. Environ Health. 2019; 18: 83.

7. Otsuka K, Cornelissen G, Kubo Y, Shibata K, Mizuno K, Ohshima H, et al. Anti-aging effects of long-term space missions, estimated by heart rate variability. Sci Rep. 2019; 9: 1–12.

8. Оzheredov VA, Chibisov SM, Blagonravov ML, Khodorovich NA, Demurov EA, Goryachev VA, et al. Influence of geomagnetic activity and earth weather changes on heart rate and blood pressure in young and healthy population. Int J Biometeorol. 2017; 61: 921–9.

9. Gurfinkel YI, Breus TK, Zenchenko TA, Ozheredov VA. Investigation of the effect of ambient temperature and geomagnetic activity on the vascular parameters of healthy volunteers. Open J Biophys. 2012; 2: 46–55.

10. Zenchenko TA, Skavulyak AN, Khorseva NI, Breus TK. Characteristics of individual reactions of the cardiovascular system of healthy people to changes in meterological factors in a wide temperature range. Izvestiya, Atmos Ocean Phys. 2013; 49: 783–98.

11. Breus TK, Baevskii RM, Chernikova AG. Effects of geomagnetic disturbances on humans functional state in space flight. J Biomed Sci Eng. 2012; 5: 341–55.

12. Vencloviene J, Babarskiene RM, Kiznys D. A possible association between space weather conditions and the risk of acute coronary syndrome in patients with diabetes and the metabolic syndrome. Int J Biometeorol. 2017; 61: 159.

13. Katsavrias C, Preka-Papadema P, Moussas X, Apostolou T, Theodoropoulou A, Papadima T, et al. Helio-geomagnetic influence in cardiological cases. Adv Space Res. 2013; 51: 96–106.

14. Alabdulgader A, McCraty R, Aktinson M, Vainoras I, Berškienė K, Mauricienė V, et al. Human heart rhythm sensitivity to earth local magnetic field fluctuations. JVE International LTD. Journal of Vibroengineering. 2015; 17 (6): 3271–9.

15. Гурфинкель Ю. И., Васин А. Л., Матвеева Т. А., Сасонко М. Л. Оценка влияния гипомагнитных условий на капиллярный кровоток, артериальное давление и частоту сердечных сокращений. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014; 48 (2): 24–30.

16. Демин А. В., Суворов А. В., Орлов О. И. Особенности гемодинамики у здоровых мужчин в гипомагнитных условиях. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2021; 55 (2): 63–8.

17. Походзей Л. В. Гипомагнитные условия как неблагоприятный фактор производственной среды [диссертация]. М., 2004.

18. Kukanov VYu, Vasin AL, Demin AV, Schastlivtseva DV, Bubeev YuA, Suvorov AV, et al. Effect of Simulated Hypomagnetic Conditions on Some Physiological Paremeters under 8-Hour Exposure. Experiment Arfa-19. Hum Physiol. 2023; 49: 138–46.

19. Not author’s list. Heart rate variability. Standarts of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Forse of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology (Membership оf the Task Force listed in the Appendix). Eur Heart J. 1996; 93 (5): 1043–65.

20. Иванов Г. Г., Сула А. С. Дисперсионное картирование: теоретические основы и клиническая практика. М.: Техносфера, 2009; 192 с.

21. Носовский А. М., Попова О. В., Смирнов Ю. И. Современные технологии статистического анализа медицинских данных и способы их графического представления. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2023; 57 (5): 149–54.

22. Shaffer F, McCraty R, Zerr CL. A healthy heart is not a metronome: an integrative review of the heart’s anatomy and heart rate variability. Front Psychol. 2014; 5: 1040.

23. McCraty R, Shaffer F. Heart rate variability: New perspectives on physiological mechanisms, assessment of self-regulatory capacity, and health risk. Glob Adv Health Med. 2015; 4: 46–61.

24. Zipes DP, Libby P, Bonow RO, Mann DL, Tomaselli GF. Braunwald's heart disease: a textbook of cardiovascular medicine. 11th ed. Elsevier Science, 2018; p. 2128.

25. Олесин А. И., Константинова И. В., Зуева Ю. С., Соколова М. Д. Желудочковая экстрасистолия у пациентов без структурных изменений сердца: механизмы формирования, предикторы развития аритмогенной кардиомиопатии и принципы фармакологической и немедикаментозной терапии. Международный журнал сердца и сосудистых заболеваний. 2020; 8 (26): 28–38.

26. Лышова О. В., Иванникова Л. В., Моргачев В. Е. Желудочковая экстрасистолия на протяжении сна у мужчин с синдромом z. Вестник аритмологии. 2008; 53: 33–40.

27. Žiubrytė G, Jaruševičius G, Jurjonaitė J, Landauskas M, McCraty R, Vainoras A. Correlations between acute atrial fibrillation and local earth magnetic field strength. Journal of Complexity of Health Sciences. 2018; 2 (1): 31–4.

28. Liboff AR. A role for the geomagnetic field in cell regulation. Electromagn Biol Med. 2010; 29 (3): 105–12.

29. Jaruševičius G, Rugelis T, McCraty R, Landauskas M, Berškienė K, Vainoras A. Correlation between changes in local Earth‘s magnetic field and cases of acute myocardial infarction. Int J Environ Res Public Health. 2018; 15 (3): 399.

30. Žiubrytė G, Jaruševičius G, Landauskas M, McCraty R, Vainoras A. The local earth magnetic field changes impact on weekly hospitalization due to unstable angina pectoris. Journal of Complexity of Health Sciences. 2018; 1 (1): 16–25.