Дослідження показали, що при старінні вірогідно знижуються добові коливання показників дихання і енергетичного метаболізму (температура тіла, споживання О2, МОД). У людей похилого віку в нічний час доби зниження цих показників істотно менше, у порівнянні з молодими людьми. Так, споживання О2 вночі зменшуєтьсяна 28 % у молодих і лише на 13 % – у людей похилого віку (p<0,05). При цьому має місце достовірна кореляція ступеню нічного зниження показників енергетичного метаболізму та гемодинаміки. Все це дозволяє вважати вікові зміни добових ритмів енергетичного метаболізму однією з важливих причин відповідних змін добових ритмів ССС.
Секреція катехоламінів. Відомо, що катехоламіни (адреналін і норадреналін), як гормони стресу, збільшують ЧСС і АТ. У денний час доби їх продукція й рівень у крові закономірно збільшуються, а вночі – зменшуються. Це викликає відповідні зміни гемодинаміки.
Нами показано, що при старінні знижується екскреція адреналіну в денний час доби. При цьому циркадний індекс адреналіну при старінні вірогідно (p<0,05) зменшується (1,84±0,13 у молодих і 1,41±0,14 у людей похилого віку). Це свідчить про зниження амплітуди добового ритму секреції адреналіну у людей похилого віку.
Виявлені зміни добових ритмів симпатоадреналової активності можуть бути однією із причин зменшення з віком амплітуди добових ритмів показників ССС. Дійсно, як показав кореляційний аналіз, між екскрецією адреналіну в різний час доби й показниками гемодинаміки має місце достовірний зв'язок (r=0,37 у молодих і r=0,23 у людей похилого віку; p<0,05).
Секреція мелатоніну. Як відомо, основним гуморальним регулятором циркадіанних ритмів є гормон епіфіза мелатонін. У нічний час доби його продукція й рівень у крові багаторазово зростають, що призводить до зниження енергетичного метаболізму та симпатоадреналової активності й, в остаточному підсумку, ЧСС і АТ. Тому можна було припустити, що вікове зниження амплітуди добового ритму ССС пов'язане з ослабленням продукції мелатоніну при старінні.
Дійсно, проведені нами дослідження показали, що з віком значно зменшується концентрація мелатоніну в крові у нічний час доби –(128,7±30,9) нг/л у молодих і (46,8±13,5) нг/л – у людей похилого віку о 3-й год. ночі (p<0,001). В осіб з недостатньою нічною продукцією мелатоніну виявлена менша амплітуда добових ритмів ЧСС, АТс, АТд і варіабельності серцевого ритму. Ці зміни корелювали у багатьох обстежених зі зсувом акрофаз добових ритмів, десинхронізацією ритмів ССС і вегетативної регуляції. Характерним для людей похилого віку з низькою продукцією мелатоніну було менше зниження вночі АТ й ЧСС, що може бути наслідком недостатнього посилення парасимпатичних впливів на ССС. Це є підставою для проведення корекції порушень добового ритму концентрації мелатоніну в осіб з низькою нічною продукцією гормону.
Отже, механізми вікових змін добових ритмів ССС можна представити так: зниження мелатонінутворюючої функції епіфіза →зменшення амплітуди добових ритмів вегетативної нервової й ендокринної систем →зменшення амплітуди добових ритмів ССС.
З огляду на складність визначення концентрації мелатоніну в плазмі крові в клінічній практиці, нами розроблена формула для оцінки мелатонінутворюючої функції епіфіза, заснована на кореляції між нічною продукцією мелатоніну й амплітудою добових ритмів температури тіла та артеріального тиску. Для цього було використано метод покрокової лінійної регресії. Отримано наступну формулу, що дозволяє розрахувати концентрацію мелатоніну в крові о 3-й годині ночі і в такий спосіб оцінити функцію епіфізу:
М = 1856 Тці + 78,3 ATc_ці – 1921; r=0,71; p<0,001.
Де:М – концентрація мелатоніну о 3-й год. ночі, нг/л;
Тці – циркадний індекс оральної температури (відношення значень температури о 3-й год. дня і о 3-й год. ночі);
АТc_ці – циркадний індекс систолічного артеріального тиску (відношення значень систолічного артеріального тиску о 3-й год. дня і о 3-й год. ночі).
Перевірка отриманої формули показала досить високу кореляцію між розрахунковим і реальним рівнем мелатоніну в крові, що дозволяє використовувати її в клінічній практиці.
Хронобіологічний вік. На основі отриманих даних про вікові зміни ВРС протягом доби нами розроблено метод оцінки функціонального віку циркадіанної системи, а саме хронобіологічного віку. Формула для розрахунку хронобіологічного віку отримана методом покрокової множинної регресії на основі даних обстеження здорових людей віком від 20 до 79 років. Були відібрані показники ВРС та їх циркадні індекси, які найбільше корелюють з віком. Отримано наступну формулу розрахунку хронобіологічного віку (ХБВ):
ХБВ = 54,4 – 0,03 HF + 14,4 HFці; r=0,72; p<0,001.
Де: ХБВ – хронобіологічний вік, роки;
HF – високочастотні коливання серцевого ритму, мс2 (середньодобові значення);
HFці – циркадний індекс високочастотного компонента ритму серця (відношення день-ніч HF).
Отримана формула була використана для оцінки хронобіологічного віку в групі людей похилого віку зі зниженою продукцією мелатоніну епіфізом. Розрахований у них хронобіологічний вік виявився істотно вище паспортного, в середньому на 18±5,3 років, що свідчить про прискорене старіння цих людей.
Ультрадіанні ритми вегетативної регуляції ССС. Нами були вивчені вікові зміни ультрадіанних ритмів вегетативної регуляції ССС. Дослідження показали, що при старінні вірогідно (p<0,01) знижується ВРС у діапазоні ультраповільних хвиль (рис.5).
Також було показано, що з віком зменшується амплітуда двохгодинних ультрадіанних ритмів ВНС і трохи подовжується їх період. Такі зміни ультрадіанних ритмів у літньому віці підтверджують загальну концепцію про вгасання біологічних ритмів при старінні.
У той же час, ступінь зниження з віком двохгодинних коливань показників вегетативної регуляції ССС значно менша, ніж ступінь зниження коливань, пов'язаних з нервово-рефлекторною регуляцією ССС (LF, HF). Це свідчить про більшу збереженість ультрадіанних ритмів у людей похилого віку. Ці ритми характеризують гуморальну регуляцію ССС, яка філогенетично більш давня порівняно з нервово-рефлекторною.
Рис. 5. Вікові зміни потужності ULF-коливань (середньодобові значення).
Інфрадіанні ритми вегетативної регуляції ССС. Основними вивченими біологічними ритмами з періодом більше доби (інфрадіанні ритми) є тижневі, місячні й річні ритми. Тижневі ритми у людей синхронізуються зі змінами їхньої трудової діяльності протягом тижня. Місячні ритми у багатьох живих організмів пов'язані з фазами Місяця, а річні ритми – із сезонними змінами протягом року. Ці ритми забезпечують адаптацію організму до змін зовнішнього середовища і тому є адаптивними ритмами. У ряді досліджень показано, що частота серцево-судинної патології у людини змінюється відповідно до різних інфрадіанних ритмів [Дубров А.П., 1990; Комаров Ф.И., 2000]. Можна припустити, що певну роль у цьому грають ритми ВНС. Тому в даному дослідженні були вивчені інфрадіанні біологічні ритми ВНС у людей молодого й похилого віку.
Тижневі ритми. Проведений нами аналіз середньодобового рівня ЧСС, АТ й ВРС у різні дні тижня показав, що у понеділок, порівняно з іншими днями тижня, вірогідно (p<0,05) вище ЧСС, АТ і симпатовагусний індекс (LF/HF) у здорових молодих і літніх людей. Це свідчить про більшу денну активність симпатоадреналової системи у понеділок, у порівнянні з іншими днями тижня. Отримані дані дозволяють пояснити вірогідно більшу частоту серцево-судинних катастроф у понеділок тим, що перехід від відпочинку у вихідні дні до роботи в понеділок пов'язаний зі швидким ростом симпатоадреналової активності, що викликає напружене функціонування ССС. Вікових розходжень змін показників ССС і вегетативного тонусу в різні дні тижня не виявлено.
Таким чином, установлене в нашому дослідженні підвищення ЧСС, АТ і симпатичного тонусу в понеділок збільшує в цей день ризик розвитку гострої серцево-судинної патології. Це стосується в першу чергу людей похилого віку внаслідок наявності у них атеросклерозу та інших чинників ризику гострої судинної патології.
Місячні ритми. Отримані дані свідчать про наявність місячних ритмів показників ССС і вегетативної активності у здорових людей молодого і літнього віку (рис. 6). Порівняння середніх значень показників ССС і ВРС у різні фази Місяця показало, що в фазу молодика вищі показники ЧСС, АТ і спостерігається зрушення вегетативного балансу у бік більшої активності симпатичного відділу ВНС. Ці зміни можуть пояснювати більшу частоту гострої серцево-судинної патології в фазу молодика, у порівнянні з іншими фазами Місяця. Вікових розходжень змін показників ССС і вегетативного тонусу в різні фази Місяця не виявлено.
Рис. 6. Значення симпатовагусного балансу (LF/HF) у різні фази Місяця у здорових людей різного віку (молодий вік – світлі стовпчики, літній вік – темні стовпчики).
Сезонні ритми. Проведений аналіз показників ССС і ВРС у різні місяці року показав, що в зимовий період року вірогідно вище середньодобовий рівень ЧСС, АТ й симпатовагусного індексу, у порівнянні з літнім періодом, як у молодих, так і у людей похилого віку. Однак у людей похилого віку співвідношення величин симпатовагусного індексу в зимовий період року до літнього нижче, ніж у молодих людей. Це свідчить про зниження амплітуди сезонних ритмів при старінні.
Як свідчать отримані дані, вегетативний баланс узимку зрушений в напрямку домінування симпатичного відділу ВНС (рис. 7). Це можна пояснити тим, що взимку організм людини перебуває в стані температурного стресу. У людей похилого віку сезонні коливання секреції мелатоніну епіфізом менш виразні, у порівнянні з молодими [Asplund R. et al., 1995]. З отриманих даних можна зробити висновок про те, що з віком знижується амплітуда сезонних ритмів вегетативної регуляції ССС. Сезонні зміни вегетативної регуляції ССС можуть сприяти загостренню серцево-судинних захворювань у людей похилого віку в зимовий період року. З огляду на зв'язок патології ССС із вегетативними впливами на серце, реєстрація інфрадіанних ритмів ВНС має істотне клінічне значення.