Магнитные бури и хронофармакология сердечно-сосудистых катастроф
СтатьиЧибисов Сергей Михайлович- д.м.н., профессор кафедры патологической физиологии Российского университета дружбы народов, академик Русской секции Международной академии наук (РС МАН)
Сердечно-сосудистые заболевания продолжают оставаться одной из главных причин заболеваемости и смертности в европейских и североамериканских странах. Согласно данным рабочей группы ВОЗ (1997 г.), Россия по смертности от ИБС и инсультов головного мозга занимает одно из первых мест в Европе. Среди российских мужчин 45–74 лет 87,5% случаев смерти от сердечно-сосудистых заболеваний приходится на ИБС и инсульт, а доля указанных заболеваний в структуре общей смертности составляет 40,8%. У женщин того же возраста доля ИБС и инсульта в структуре смертности от сердечно-сосудистых заболеваний равна 85%, а в структуре общей смертности – 45,4%.
К важным факторам риска развития сердечно-сосудистых нарушений относятся изменения Солнечной активности, приводящие к магнитным бурям. В периоды магнитных бурь и резких колебаний геомагнитной обстановки сердечно-сосудистая система является одной из главных “мишеней”: значительно повышается частота приступов стенокардии, острого инфаркта миокарда, гипертонических кризов и инсультов, увеличивается число случаев внезапной смерти.
При неблагоприятной геомагнитной обстановке резко снижается толерантность сердца к физической нагрузке, нарушается регуляция сердечной деятельности, изменяется чувствительность миокарда к лекарственным средствам.
В настоящей работе мы не будем касаться широко изученных и рассмотренных в ряде публикаций воздействий метео-климатических факторов, которые, прежде всего, зависят от постоянного волнового излучения Солнца. Мы хотели бы привлечь внимание читателей к изменениям геомагнитной обстановки, связанным с корпускулярной радиацией Солнца, интенсивность которой возрастает во время солнечной бури. О повышении солнечной активности можно судить по появлению на поверхности Солнца пятен, факелов, флоккул, протуберанцев, активных образований в короне и хромосферных вспышках. Во время солнечной бури после оптической вспышки на Солнце выбрасываются потоки корпускулярной радиации, которые достигают орбиты Земли за 40-50 ч и вызывают магнитную бурю. В магнитосфере Земли энергия солнечного ветра частично трансформируется в электромагнитное излучение низких и сверхнизких частот, которое проникает до поверхности Земли.
Прежде, чем перейти к анализу геомагнитных влияний на человека, необходимо вернуться к критике самой возможности долгосрочного прогнозирования магнитных бурь (В кн. «Международная геосферно-биосферная программа, 1989 г.), т.к. в силу объективных причин перспективный анализ о начале бури возможен не раньше, чем за день или два до её начала. Все остальные долгосрочные прогнозы (данные на месяц и более длительные сроки) приводят к тому, что человек сам настраивается на событие, которого не будет. В результате этого люди чувствуют себя хуже, тогда как, ожидаемой магнитной бури нет, и бездействуют во время ее возникновения. Чтобы избежать шарлатанства «предсказателей», рекомендуем использовать данные Центра прогнозов геофизической обстановки при ИЗМИРАНе (Директор - кандидат физико-математических наук Канониди Х.Д.). При Центре действует телефонная линия (т. 330-99-27, 8-27-51-97-73) по которой можно получить информацию о геомагнитной обстановке в настоящее время и прогноз в ближайшие полсуток-сутки.
Биологические эффекты изменения геомагнитных полей могут быть обусловлены их информационным воздействием на системы, воспринимающие информацию из окружающей среды и регулирующие процессы жизнедеятельности организма. Возможно, что воздействие геомагнитных полей на биологические организмы осуществляется посредством гипотетических магниторецепторов. Магнетиты обнаружены у ряда биологических объектов в различных участках тела: у голубя - в передней части черепа, у пчелы - в брюшной полости, у моллюсков - в области челюстей. Ферромагнетики найдены в головном мозге дельфинов. В ряде исследований показано, что у человека мощным магниторецептором, реагирующим на магнитное поле, являются надпочечники. У насекомых, рыб и птиц обнаруженные магниторецепторы, по-видимому, играют важную роль в использовании постоянного магнитного поля Земли для навигации в период сезонных миграций. Роль магниторецепторов в механизмах передачи организму информации о воздействии переменных электромагнитных полей у человека недостаточно изучена. Однако сам факт существования магнетитов свидетельствует о том, что живые организмы были исходно чувствительны к воздействиям магнитных полей, игравших определенную роль в их самоорганизации в процессе эволюции.
В настоящее время не вызывает сомнений следующая последовательность солнечно-биосферных связей: возмущение на Солнце (например, мощная хромосферная вспышка > возмущение магнитосферы (магнитная буря) > изменение спектра электромагнитного поля на поверхности Земли в области сверхнизких частот > сдвиги в физиологических показателях организма > возникновение или обострение патологии.
Одним из убедительных подтверждений этой цепи событий является выявление достоверной связи между возмущениями геомагнитного поля и частотой возникновения различных осложнений при патологии сердечно-сосудистой системы. Анализ диагнозов, поставленных врачами “Скорой помощи” г. Москвы (всего 6 304 032 случая, включая инфаркты миокарда, гипертонические кризы, внезапную смерть, аритмии, автомобильные аварии) позволил выявить достоверную связь между ритмом среднесуточных чисел случаев инфаркта миокарда и ритмом межпланетного магнитного поля. В последующем был проведен анализ влияния на сердечно-сосудистую систему всех возможных видов геомагнитных возмущений, генерированных солнечной активностью, то есть “сбоев ритмов биологических часов”. При последующем анализе из данных “Скорой помощи” Москвы были исключены периодические изменения: годичный ритм, а также первые 3 гармоники 7-дневного ритма (c периодами 7 дней; 3,5 и 2,3 дня). Полученные клинические результаты были сопоставлены с различными характеристиками геомагнитного поля и межпланетной среды. Результаты анализа свидетельствовали, что во время очень сильных геомагнитных бурь в структуре вызовов “Скорой помощи” в Москве число инфарктов миокарда возрастало на 13%, а инсультов – на 7%.
Полученные статистические данные послужили стимулом для проведения экспериментальных и клинических исследований влияния магнитных бурь на живой организм. Наши экспериментальные исследования показали, что магнитная буря “стирает” циркадианную ритмику показателей сократительной активности сердца, и существенно изменяет характер связей, существующих между показателями сократительной активности левого и правого желудочков сердца. В период главной фазы магнитной бури и, особенно, на следующий день возникало состояние острого десинхроноза в работе отделов сердца. В целом, магнитная буря приводила к нарушению биологических ритмов сердечно-сосудистой системы, выражавшемуся в уменьшении амплитуды суточной изменчивости показателя сократительной силы сердца (у животных от 100% до 13%, у людей, уже находящихся в состоянии напряжения адаптивной системы, например, у космонавтов в условиях орбитального полета - на 20%) и “стирании” циркадианной ритмики со сдвигом ее в сторону инфрадианных периодов.
Возрастание числа случаев обострения ишемической болезни сердца и увеличение смертности от ее осложнений при повышении гелиогеомагнитной активности могут быть объяснены возникающий десинхронизацией суточных колебаний показателей сердечной функции и снижением сократительной силы сердца. Данные анализа наших экспериментов проведенных за 30-ти летний период (с 1968 по 1998 гг) служат подтверждением этому. В период максимума солнечной активности, например, в 1980 г. показатели сократительной силы сердца в среднем на 26% (а зимой на 42%) ниже, чем в период спада солнечной активности и в тоже время максимум солнечной активности сопровождается достоверным увеличением смертности при сердечно-сосудистых заболеваниях.
C начала 1992 г. Ю.И.Гурфинкелем проводились клинические исследования пациентов с тяжелыми заболеваниями сердечно-сосудистой системы в дни геомагнитных бурь. Для контроля геомагнитной обстановки в клинике был установлен магнитометр, позволяющий проводить непрерывную регистрацию изменений геомагнитного поля. Показания магнитометра в последующем дублировались с помощью данных Магнитной обсерватории Москвы и анализа специальных бюллетеней, содержащих мировые данные по индексам геомагнитной и солнечной активности. Изучали частоту поступления больных в отделение, их жалобы и объективные клинические данные, в том числе результаты капилляроскопии. Выбор метода основывался на данных проведенных ранее исследований, в которых было показано ухудшение во время геомагнитных бурь насосной функции сердца и, связанное с ним, нарушение микроциркуляции у больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. У пациентов с ишемической болезнью сердца во время магнитной бури были выявлены перикапиллярный отек, агрегация эритроцитов, замедление капиллярного кровотока.
Рассчитывали коэффициенты корреляции Ар-индекса геомагнитной активности. Оказалось, что у 74% мужчин и 69% женщин с инфарктом миокарда величина коэффициента корреляции составляла 0,73. У больных стенокардией значения коэффициента достигали 0,635 у 73% мужчин и 0,661 у 56% женщин. В ряде случаев ухудшение капиллярного кровотока наблюдалось на 2-й и 3-й дни после начала магнитной бури, и величина коэффициента корреляции, рассчитанная с соответствующим сдвигом, возрастала до 0,86 у мужчин и 0,71 у женщин. В контрольной группе, состоящей из здоровых добровольцев моложе 30 лет, только в 33% случаев отмечена реакция капиллярного кровотока на магнитные бури, причем зарегистрированные изменения в контрольной группе исчезали значительно быстрее, чем у инфарктных больных.
Аналогичные по сути исследования проводились в различных городах: Санкт-Петербурге, Ялте, Вильнюсе, Новосибирске, Норильске, Екатеринбурге, Ереване, Тбилиси, Киеве, Кисловодске и др. По результатам этих исследований выяснилось, что достоверное увеличение чисел Вольфа, площади солнечных пятен и возникновение магнитных бурь хронологически совпадало с увеличением протромбинового индекса (у 45% больных), с уменьшением содержания гепарина (у 57% обследуемых), понижением фибринолитической активности (у 60% больных), усилением агрегации тромбоцитов и эритроцитов. Указанные изменения свидетельствуют, что повышение солнечной активности может приводить к активации свертывающей и угнетению противосвертывающей систем крови. Повышение коагуляционных свойств крови и усиление функции тромбоцитов, наблюдающееся в период магнитной бури, диктует необходимость профилактического применения лекарственных средств. В первые дни магнитной бури, (предпочтительнее за день до её начала) целесообразно принять ацетилсалициловую кислоту (АСК). Известно, что низкие дозы ацетилсалициловой кислоты снижают частоту возникновения транзиторных ишемических приступов и нестабильной стенокардии и используются для профилактики этих состояний. В клинических исследованиях показано, что ацетилсалициловая кислота примерно на 40% уменьшает частоту инфарктов миокарда. Риск развития инфаркта миокарда в ранние утренние часы в группе больных, принимающих ацетилсалициловую кислоту, уменьшается на 55% (рис. 1).
Рис. 1. Результаты первичной профилактики инфаркта миокарда ацетилсалициловой кислотой (АСК), полученные в US Physicians’ Health Study: снижение частоты инфарктов миокарда в определённое время суток при употреблении АСК (по 325 мг через сутки; n = 11 037) по сравнению с плацебо (n = 11 034) среди практически здоровых мужчин, не имевших в анамнезе сердечно-сосудистых заболеваний. Избирательное подавление утреннего пика случаев инфаркта миокарда (Ridker и соавт., 1990).
Повышенная частота инфаркта миокарда в утренние часы (пик приходится примерно на 8:00), по-видимому, связана с повышением симпатической активности, которое, в свою очередь, индуцирует повышение активности тромбоцитов. Антитромботический эффект ацетилсалициловой кислоты проявляется в дозах 30 мг и выше. В настоящее время с профилактической целью обычно рекомендуются малые дозы – 50-125 мг/сут. В клинических исследованиях показано, что применение ацетилсалициловой кислоты в этих дозах не только снижает частоту развития инфаркта миокарда, но и повышает выживаемость пациентов, снижает риск повторного инфаркта, а также инсульта при транзиторных нарушениях мозгового кровообращения. Ацетилсалициловая кислота оказывает защитное действие и у больных с нестабильной стенокардией. Даже кратковременное, в течение несколько дней, применение ацетилсалициловой кислоты, может снизить частоту ишемических приступов, инфарктов миокарда и смертельных исходов от сердечно-сосудистых причин. Поскольку главным побочным эффектом ацетилсалициловой кислоты являются гастропатия и желудочное кровотечение, больным язвенной болезнью желудка следует избегать назначения этого препарата. Достоверное снижение частоты гастропатий наблюдалось при одновременном применении мисопростола, поэтому пациентам, относящимся к группе риска, следует предусмотреть назначение мисопростола. По данным мета-анализа 24 рандомизированных клинических исследований частота желудочных кровотечений остается высокой при длительном применении даже низких доз ацетилсалициловой кислоты.
Резкие изменения гелиогеофизической обстановки приводят также к повышению числа гипертонических кризов, риск сердечных аритмий увеличивается в 2,5 раза. Для профилактики этих осложнений необходимо следить за уровнем артериального давления (АД) и продолжать антигипертензивную терапию, назначенную лечащим врачом. Напомним, что ориентировочные нормальные значения АД для периода бодрствования составляют 135/85 мм рт. ст., в период сна – 120/70 мм рт. ст.
Циркадианный пик приступов стенокардии, инфарктов миокарда, геморрагического инсульта и внезапной кардиальной смерти синфазен одному из факторов риска этих заболеваний - утреннему подъему АД. Для коррекции данного фактора риска следует придерживаться предписаний врача и продолжать лекарственную терапию с обязательным приемом антигипертензивных препаратов в утренние часы с целью защиты организма в период наибольшей вероятности возникновения сердечно-сосудистых «катастроф». Наиболее уязвимым для сердца и сосудов временем являются первые 6 часов после пробуждения. В эти сроки необходимо особенно внимательно отнестись к своему самочувствию, постараться избегать физической и психоэмоциональной нагрузки. Лекарственная терапия с рассчитанным максимальным фармакологическим эффектом в первую половину дня позволит купировать сердечно-сосудистые и вегетативно-соматические расстройства, вызываемые стрессорным воздействием магнитной бури, и нормализовать показатели ЭЭГ.
К препаратам первого ряда при лечении гипертонической болезни относятся β-блокаторы, тиазидные диуретики, ингибиторы АПФ и блокаторы кальциевых каналов.
Препараты из группы β-блокаторов, способны замедлять ритм сердца, уменьшать силу сердечных сокращений, снижать потребление кислорода миокардом, угнетать автоматизм предсердно-желудочкового узла и эктопических очагов возбуждения миокарда, повышать переносимость физической нагрузки. Данные, полученные в многочисленных рандомизированных клинических исследованиях, свидетельствуют, что β-блокаторы способствуют уменьшению общей смертности в среднем на 20%, риска внезапной сердечной смерти на 32% и частоты нефатального повторного инфаркта миокарда на 27%. Показано, что профилактический эффект β-блокаторов тем выше, чем больше они снижают частоту сердечных сокращений. Достоверное снижение смертности наблюдали при назначении пропранолола в дозе 180-240 мг/сутки, но не в дозах 120 и 160 мг/сутки.
При лечении гипертонической болезни и стенокардии все β-блокаторы в рекомендуемых терапевтических дозах проявляют примерно равную эффективность. При других заболеваниях следует выбирать определенные средства из этой группы, эффективность которых была подтверждена в контролируемых клинических испытаниях. В частности, для профилактики повторного инфаркта миокарда в клинических испытаниях доказана эффективность пропранолола, метапролола, тимолола и ацебутолола.
Некоторые из β-блокаторов, например пропранолол, успешно применяются в комплексной терапии мигрени, которая нередко сопровождает людей в период возмущений геомагнитного поля. Препарат улучшает показатели тонуса и реактивности сосудов мозга, уменьшает беспокойство, возбуждение, страх, что также имеет большое значение в дни с неблагоприятной геомагнитной обстановкой.
Недостатком пропранолола является короткая продолжительность действия, в связи с чем он должен вводиться несколько раз в сутки, что снижает удобство его применения для пациентов. По-видимому, предпочтение следует отдавать препаратам более длительного действия, которые можно применять 1-2 раза в сутки (атенолол, бетаксолол, бисопоростол и другие). С позиций фармакокинетических параметров можно предположить, что их следует назначать в ранние утренние часы, однако для подтверждения этого положения необходимы специальные исследования.
В настоящее время количество рандомизированных исследований, посвященных изучению вопросов хронофармакологии, ограничено. В частности, в небольших исследованиях не удалось выявить достоверной разницы в антигипертензивном эффекте атенолола и антагонистов кальция амлодипина и нифедипина пролонгированного действия при их назначении на ночь или в утренние часы. Более того, было показано, что β-блокаторы и антагонисты кальция из группы производных дигидропередина в обычных пероральных лекарственных формах могут увеличивать частоту ночных эпизодов ишемии миокарда у больных—с чрезмерным ночным падением АД (over-dippers). Напротив, a-блокатор доксазозин, отличающийся медленной скоростью всасывания, при назначении вечером не приводил к чрезмерному падению артериального давления ночью и одновременно позволял контролировать утренние пики подъма АД. Такой режим назначения препарата удобен для большинства пациентов, особенно относящихся к категории «сов».
Аналогичные данные были получены в клинических исследованиях верапамила. Однократный прием препарата в сутки перед сном позволял контролировать подъем АД и ишемию миокарда в утренние часы без индукции ночной гипотензии, что крайне важно в периоды наблагоприятной геомагнитной обстановки. Кроме того, верапамил угнетает агрегацию тромбоцитов и таким образом препятствует повышению коагуляционных свойств крови, наблюдающемуся в период магнитных бурь.
Верапамил на сегодняшний день является наиболее хорошо изученным среди сердечно-сосудистых средств с точки зрения хронофармакологии. Полученные в хронотерапевтических исследованиях данные позволили разработать специальную лекарственную форму препарата, позволяющую обеспечивать оптимальные концентрации в крови в период между 4-12 часами утра, когда наблюдается максимальное увеличение АД и частоты сердечных сокращений, связанные с пробуждением. Система доставки активного действующего вещества, обеспечиваемая данной лекарственной формой (COER® - verapamil), позволяет поддерживать максимальный эффект препарата в период повышенной физической активности в утренние и дневные часы и минимальный эффект в ночные часы, когда наблюдается естественное снижение АД и сердечной деятельности.
Ингибитор АПФ квинаприл в небольшом клиническом исследовании при назначении на ночь обеспечивал контроль АД в ночные и утренние часы пациентам из группы «non-dippers» (со снижением давления ночью менее чем на 10%). Однако индукция ночной гипотензии, вызываемая препаратом, может быть опасна у больных пожилого возраста или лиц с нарушениями черепно-мозгового кровообращения в анамнезе.
В рандомизированных клинических испытаниях показано снижение частоты развития инсультов и летальности от инсультов при применении тиазидных диуретиков. Время приема диуретиков с учетом фармакокинетических свойств конкретного препарата необходимо рассчитывать таким образом, чтобы их максимальный эффект не проявлялся в дневные часы, поскольку в этот период усиленно выводится из организма К+. Гипокалиемия может привести к ослаблению их гипотензивного действия и проявлению аритмогенного эффекта.
Ученые с нетерпеньем ожидают результатов проходящего в настоящее время многоцентровое международного исследование CONVINCE, целью которого является сравнительная оценка первичной профилактики сердечно-сосудистых осложнений при применении хронотерапевтического и стандартного подхода к назначению лекарственных средств. Они, по-видимому, смогут послужить основой для разработки четких хронофармакологических рекомендаций, а возможно, и создания специальных лекарственных форм, обеспечивающих концентрации препарата, адаптированные к суточным изменениям кривой АД.
Важное место среди естественных депрессорных факторов занимают простагландины (ПГ). Простагландины синтезируются в организме из арахидоновой кислоты, предшественниками которой, в свою очередь, являются линолевая и линоленовая кислоты. Линолевая и линоленовая кислоты, относясь к незаменимым (эссенциальным) жирным кислотам, не способны синтезироваться в организме человека и поступают только с пищей. Основными источниками линолевой кислоты являются кукурузное и подсолнечное масла, поэтому к мерам профилактики гипертензии относится повышение потребления растительных масел и ограничение “твердых” масел животного происхождения. У лиц, в ежедневном рационе которых преобладают жирное мясо и сливочное масло, инфаркт миокарда развивается более часто по сравнению с другими группами населения вследствие повышения агрегации тромбоцитов под влиянием высоконасыщенных жирных кислот, содержащихся в этих продуктах. Таким образом, соблюдение рациональной диеты очень важно для людей, страдающих ИБС. Погрешности в диете приводят к повышению их уязвимости к воздействиям на сердечно-сосудистую систему, в том числе в периоды неблагоприятной геомагнитной обстановки.
Люди пожилого возраста и пациенты с сердечно-сосудистой патологией испытывают во время магнитных бурь головную боль, разбитость, вялость или раздражительность, боли в области сердца, ухудшение сна. В дни геомагнитных флюктуаций следует предпринять меры, направленные на нормализацию психосоматического состояния, по возможности, немедикаментозного характера (прогулки на свежем воздухе, умеренные физические упражнения и т.д.). Применения транквилизаторов следует максимально избегать, особенно лицам пожилого возраста. В случае крайней необходимости транквилизатор должен быть подобран лечащим врачом. В частности, больным категории “non-dippers” (лицам с ночным снижением АД менее чем на 10%) и “night-peakers” (лицам, у которых показатели АД ночью выше, чем днем), можно в отдельных случаях рекомендовать короткие курсы лечения транквилизаторами с выраженным седативным эффектом (лоразепам, феназепам, хлордиазепоксид и др.). Этим пациентам транквилизаторы следует принимать вечером так же, как и антигипертензивные средства пролонгированного действия, максимальный эффект которых проявляется в ночное время. Однако больным пожилого возраста, транквилизаторы следует назначать с большой осторожностью. Им надо избегать применения транквилизаторов с выраженным холиноблокирующим эффектом (бенактизин). Даже небольшой антихолинергический эффект, свойственный, например, диазепаму, может быть причиной нарушений координации движений, приводящих к частым падениям и связанным с ними переломам шейки бедра, в связи с чем применение этого препарата у лиц пожилого возраста не рекомендуется.
В заключение следует отметить, что профилактика сердечно-сосудистых осложнений, возникающих в результате гелиомагнитных возмущений, у больных с факторами риска носит комплексный характер. В первую очередь им следует пройти всестороннее медицинское обследование, включающее суточный мониторинг АД, на основании которого индивидуально подобрать лекарственные средства, позволяющие нормализовать работу сердца и сосудистый тонус. Одним из основных аспектов снижения вероятности сердечно-сосудистых «катастроф» в дни магнитных бурь должна стать хронопрофилактика их, то есть предупреждение десинхронизации биологических ритмов, достигаемая соблюдением режима «сон-бодрствование», рационального питания, двигательной активности и использования профилактически принимаемых фармакологических препаратов. Следует обратить внимание, что врачи при выписывании рецепта обычно указывают только кратность приема препарата в день. Знание же основ хронофармакологии позволит провизору при отпуске лекарственного средства рекомендовать пациенту время его приема, позволяющее достичь максимального эффекта и избежать побочного действия в часы наиболее высокого риска сердечно-сосудистых осложнений.
