ПРОЯВЛЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА С РИТМИКОЙ ПРОЦЕССОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

July 2, 2012 by admin Комментировать »

Афонин Д. Г Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия Тел.:(095)-939-20-94; e-mail: afonin@phys.msu.su Рагульская М. В. Институт земного магнетизма и распространения радиоволн (ИЗМИРАН), Троицк, Россия Тел.:(78095)-334-02-82; e-mail: mary@izmiran.rssi.ru

Аннотация Представлены результаты 5-летнего мониторингового эксперимента по выявлению влияния внешних факторов, таких как космическая погода и атмосферные явления, на функциональные состояния организма человека. Результаты статистического, кросс-корреляционного и спектрального анализа полученных данных показывают наличие индивидуальной и групповой реакции обследуемых на вариации солнечной активности, одновременной в различных городах, а также совпадение основных периодов экзогенных ритмов организма человека с ритмикой внешней среды.

I.  Введение

Функционирование биологических систем на всех уровнях организации носит квазипериодический колебательный характер. Поддержание гомеостаза осуществляется через набор автоколебательных уровней, объединенных в единую иерархическую систему. Для каждого биологического осциллятора фаза в некоторых пределах постоянно флуктуирует, что позволяет организму проводить перманентную синхронизацию с ритмами внешней среды [1,2]. Такой стохастический колебательный режим является функциональной нормой и обеспечивает оптимальные условия адаптации. Изучение спектров биологических явлений и выделение эндогенных (автоколебательных внутренних) и экзогенных (модулирующих внешних) ритмов, а также фрактального характера флуктуационных шумовых колебаний биологической системы, позволяет получить дополнительную информацию о механизмах воздействия внешней среды на биосферу.

II.   Основная часть

Для постоянной группы обследуемых с марта 1998 года и по настоящее время проводились ежедневные измерения параметров 1-го отведения электрокардиограммы, вариабельности сердечных сокращений, артериального давления и пульса, электрической проводимости биологически активных точек на коже человека, и оценки субъективного состояния. В качестве характеристики, описывающей состояние одного испытуемого, кроме относительной амплитуды реакции использовалось отклонение Dn = d Dcp (d усредненное значение функционального параметра за день; Dcp среднее для данного человека значение этого параметра за весь период измерений). Функциональное состояние всей группы обследуемых характеризует Dn, усредненное за день по всем обследуемым. Такой подход позволяет отслеживать как индивидуальные, так и коллективные эффекты. Для выявления планетарного характера наблюдаемых эффектов были проведены одновременные измерения в различных городах, расположенных в интервале 38°-60° с.ш. Подробное описание методики проведения эксперимента, приборной базы и обработки данных приведены в работах [3,4,5]. Полученные временные ряды сравнивались с ежедневными значениями атмосферного давления (Р), числами Вольфа (W) и индексов, характеризующего возмущенность геомагнитного поля (А) и космических лучей. За время эксперимента проведено более 30 ООО измерений биологических параметров на фоне около 400 магнитных бурь.

Проведенный статистический анализ полученных данных показал, что нулевая гипотеза о случайности совпадений резких изменений в состоянии здоровья большой группы людей с флуктуациями атмосферного давления, увеличением числа солнечных пятен, ростом геомагнитной активности может быть отвергнута на уровне статистической значимости 0,01_для длительных рядов наблюдения (более 2 лет).

Индивидуальная реакция состоит из трех последовательных фаз фазы возбуждения и синхронизации всех внутренних органов и систем (длительность около суток), фазы десинхроноза (2-4 суток), и фазы релаксации. Это показывает, что реакция организма человека на резкие изменения солнечной активности имеет форму и характерные фазы адаптационной стресс-реакции. Индивидуальные спектрограммы параметров здоровых людей, локального A-индекса и атмосферного давления совпадают практически полностью, (4, 6, 10.6, 13.6, 15.7, 18.6,

27.1,    148 суток). Чем хуже состояние здоровья обследуемого, тем ярче проявляется в его периодограмме 5-дневный период. Между рядами данных «коллективной» реакции и вариациями геофизических параметров проводилось вычисление плавающего коэффициента кросс-корреляции. Для точного выявления периодичности изменения степени связи между рядами D, А, Р, W был проведен Фурьеанализ полученных кросс-корреляционных функций (при значении окна корреляции ДМО дней, шагового интервала 1 день, длине рядов с марта 1998 по декабрь 2000 гг).

Таблица 1. Петмшы изменения ююсс-коппеляиионных (Ьинкиий

Период(О-А),

день

nepnofl(D-P),

день

nepnofl(D-W),

день

Усредненный период, день

13,5

13,5

13,5

13,5

15,5

15,5

15,5

15,5

22,8

22,8

22,6

22,7

27,7

27

27,7

27,5

29,3

29,3

29,3

29,3

30,2

30,2

30,2

30,2

38,0

38,0

38,0

38,0

48,9

48,9

48,9

48,9

73,3

73,3

73,3

73,3

85,5

85,5

85,5

85,5

114,0

114,0

114,0

114,0

256,5

256,5

256,5

256,5

Полученные периоды можно соотнести с периодами солнечно-магнитосферного происхождения: 13.5, 27.5 дня полупериод и период вращения низких широт Солнца равны периоду прихода к Земле геоэффективных потоков солнечного ветра; 30.2 дня

–  околомесячный период; 73.3, 85.5, 114 дней соответственно пятая, четвертая и третья часть годового цикла. Выявление происхождения остальных периодов требует дополнительных исследований. Необходимо также отметить еще один коллективный эффект: полугодовую периодику изменения R-коэффициента синхронизации внутренних органов (см. рис.1).

Рис./ Fig. 1

Для выявления планетарного характера наблюдаемых эффектов и нивелирования местных особенностей контрольные эксперименты проводились на одинаковой приборной базе одновременно в разных городах. Для исключения субъективного фактора обмен данными производился раз в 2 месяца. Исследования показали наличие совпадающей «коллективной» реакции в окрестности +2 дней от начала магнитной бури, совпадающей с возникновением низкочастотных магнитосферных осцилляций. Реакция связана с изменением солнечной активности, т.к. примерно в 40% случаев начинается за 1-2 суток до начала магнитной бури. Анализ Dn для групп в различных городах показал совпадение основных периодов (см. рис. 2,3)

Рис./Fig. 2

Рисунок 2 соответствует одновременным измерениям в Москве и Санкт-Петербурге на фазе роста солнечной активности в декабре 1999 феврале 2000 года. Здесь выделенными являются около-3 ,5,

7,   9, 11,13 и 16 -дневные периоды, имеющие соответствующие аналоги в солнечной ритмике и вариациях магнитного поля Земли. Стоит обратить особое внимание на выраженность около-5-дневного («патологического») периода в обоих городах. На Рис. 3 представлены те же спектрограммы Dn , но для московской и одесской группы обследуемых в фазе вторичного максимума солнечной активности (январь апрель 2002 года). Видно ослабление около-5дневного периода и усиление недельной ритмики и 14, 28 и 36-дневных составляющих.

Рис./ Fig. 3

III.   Заключение

Полученные результаты свидетельствуют о планетарном внешнем агенте влияния на экзогенную ритмику человека, в качестве которого могут выступать солнечная и атмосферная активность, а также низкочастотные магнитосферные осцилляции. Это позволяют предположить, что поддержание внутреннего гомеостаза организма и протекание процессов адаптации осуществляются путем внешней модуляции и синхронизации, а также выявить наиболее биологически активные около-5-7-14-28-36-дневные и полугодовые периоды внешней среды.

Работа выполнена при поддержке РФФИ 03-0216384 и Молодежного гранта РФФИ.

IV.   Список литературы

[1]  Владимирский Б. М., Сидякин В. Г., Темурьянц Н. А., Макеев. В. Б., Самохвалов В. П. // Космос и биологические ритмы. Симферополь, 1995.

[2]  Агулова Л. П.11 Биофизика 1998, T.43, вып.4, с.571-574.

[3]  М. В. Рагульская, О. В. Хабарова //Влияние солнечных возмущений на человеческий организм. Биомедицинская радиоэлектроника , 2001, №2, стр.5-15.

[4]  О. В. Хабарова, Е. А. Руденчик//Биомедицинская радиоэлектроника, 2002, №10-11, стр.32-42.

[5]  В. В. Вишневский, М. В. Рагульская, П. С. Файнзильберг //Влияние солнечной активности на морфологические параметры ЭКГ сердца здорового человека. Биомедицинская радиоэлектроника , 2003, №3, с.3-13

INTERDEPENDENCE BETWEEN PERIODIC PROCESSES IN HUMAN ORGANISM AND RHYTHMS OF ENVIRONMENTAL PROCESSES

Afonin D. G.

Physics Department, Moscow State University Vorobyovy Gory, Moscow, GSP-2, Russia, 119992 phone +7 (95) 9392094, e-mail: afonin@phys.msu.su Ragulskaya М. V.

Institute for Terrestrial Magnetism and Radiopropagation (IZMIRAN), Troitsk, Russia phone +7 (95) 3340282; e-mail: mary@izmiran.rssi.ru

Abstract Results of a five-year experiment aimed at determining the influence of such external factors as space weather and atmospheric phenomena on functional statuses of human organism are presented. Statistical and spectral analysis of the obtained data shows the presence of individual and group, occurring simultaneously in various cities, reactions to the variations in solar activity, as well as the concurrence of basic periods in the exogenous rhythms of human organism with environmental rhythms.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты