Из соматических заболеваний сменная работа с ночными сменами способствует возникновению метаболического синдрома: ожирению, гипертонической болезни и сахарному диабету II типа [15] (в том числе атеросклерозу – Esquirol Y. et al., 2009; Chen С.С. et al., 2010).
Причины наклонности к артериальной гипертонии видятся в повышении в эти смены «гормона стресса» – кортизола и снижении мелатонина (см. ниже).
Наиболее убедительно влияние работы с ночными сменами на развитие артериальной гипертонии показано в исследовании большого коллектива авторов в Японии (Suwazono Y. et al., 2008). Была прослежена в течение 14 лет динамика давления почти у 4 тысяч работающих только в дневные смены и без малого у 3 тысяч работающих по сменному графику с ночными сменами в сталелитейной компании. Сопоставление шло по многим параметрам. Результатом явилось утверждение, что работа с ночными сменами является столь значимым фактором риска развития артериальной гипертонии, что превосходит такой общеизвестный фактор, как возраст (а также нарастание массы тела, что является достаточно частым явлением при работе с ночными сменами).
Эпидемиологическое исследование гипертонической болезни у машинистов локомотивов, работающих, в частности, по сменному графику с частыми ночными сменами, также показало значимое учащение заболевания по сравнению с группой сравнения (Цфасман А.З. с соавт., 1983) – см. раздел 1. (При всем этом диссонансом звучит исследование С. Streddo et al. (2010), в котором не было найдено учащения АГ и предгипертонического уровня давления у медицинских сестер, работающих с ночными дежурствами.)
При изучении путей неблагоприятного влияния ночных смен на здоровье, в частности на возникновение метаболического синдрома, кроме развития десинхроноза из-за реверсии активности день / ночь, надо учитывать недостаток сна и другие нарушения. Среди них: нарушения питания, большее, чем в группах сравнения, табакокурение, неблагоприятные социальные факторы. И все же ведущим здесь скорее всего является десинхроноз.
4.2. Суточные биоритмы и понятие о десинхронозе. Роль мелатонина
Жизнь человека как бы вписана в природные временные циклы, имеет согласованные с ними свои биоритмы [16] . Важнейшим биоритмом является суточный (циркадный или близкий к нему циркадианный) ритм. В нем выделяются основные крупные составляющие: день – ночь, бодрствование – сон. Согласно делению биоритмов на классы, циркадный ритм считается среднечастотным.
В окружающей человека среде имеются такие значимые для циркадных биоритмов циклические колебания, как свет – темнота, изменения температуры и некоторые другие космические и геофизические факторы. Организм генетически подстроен к этим ритмам. С другой стороны, большое значение имеет образ жизни – бодрствование днем и сон ночью, степень физической активности, стрессы, вредные привычки, прием пищи и многое другое. Под все это организм вторично подстраивается, адаптируется своими ритмами.
Присутствие в циркадных биоритмах генетической и внешнесредовой составляющих сомнений не вызывает. С общебиологических позиций генетическая составляющая является как бы более фундаментальной. Клинические наблюдения, в частности за близнецами, во многом это подтверждают (Заславская P.M., 1991). В то же время есть ситуации, когда довлеющими здесь выступают внешнесредовые влияния, а генетические являются затушеванными (Baumgart P. et al., 1989).
Механизмы циркадных биоритмов начинаются с молекулярного, субклеточеского и клеточного уровней. Такой ритм прослеживается даже в культуре клеток. Затем это переходит на более крупные структуры, органы, системы и целостный организм.
Мультиосцилляторная модель возникновения и поддержания биоритмов целостного организма разумеет существование главного внутреннего пейсмейкера, который ведет этот ритм, и одновременно множества относительно самостоятельных осцилляторов – ритмов. Система работает во многом на принципах обратной связи, на фоне циркадно меняющейся чувствительности эфферентных структур к центральным импульсам (нейрогенно-эндокринно-гуморальным).
Центральным внутренним пейсмейкером является гипоталамус, его супрахиазматические ядра (СХЯ). Условно строится такая цепь (рис. 4.1): гипоталамус – эпифиз – гипофиз – вегетативная нервная система – периферические эндокринные железы – ткани и органы, выделяющие действующие гуморальные субстанции, – периферические рецепторы – эффекторные органы [17] .
Рис. 4.1. Звенья передачи световой импульсации к эпифизу (выработке мелатонина)
Выпадение некоторых из этих звеньев может и не нарушать (или не нарушать существенно) циркадную биоритмику организма. Сложность взаимоотношений, асинхронность некоторых звеньев в цепи циркадных биоритмов можно видеть на примере эндокринной системы (Дедов И.И., Дедов В.И., 1992). Существует следующая в упрощенном виде классификационная последовательность: времязадатель – свет, рецептор – сетчатка глаза, колебатель – СХЯ, осциллятор I уровня – эпифиз, осциллятор II уровня – гипофиз, осцилляторы III уровня – эндокринная система и нервные окончания, осцилляторы IV уровня – органы и периферические системы.
* * *
Свет в обычной жизни, по общепринятым представлениям (Арушанян Э.Б., 2006; Анисимов В.Н., 2007; Zawilska J.B. et al., 2009), является внешним раздражителем, обусловливающим биоритмы, прежде всего циркадные, человека [18] .
В данной цепи свет является внешним, а супрахиазматические ядра внутренним пейсмекерами суточных биоритмов. Однако такая схема требует ряда уточнений. Свет в большинстве случаев, но отнюдь не всегда, выступает водителем означенных биоритмов. Гипоталамус со своими СХЯ «зациклен» с эпифизом – мелатонином, который в цепи стоит за СХЯ, но и сам он циклически воздействует на них. При этом все же первичны здесь функции СХЯ. Роль мелатонина в регуляции АД, его суточного ритма требует специального рассмотрения.
Свет – мелатонин – суточный ритм артериального давления. С фундаментальных биологических позиций при рассмотрении циркадных биоритмов основной интерес представляет природная освещенность [19] . Смена светового дня и темной ночи обусловливает циркадные биоритмы: сон – бодрствование, снижение АД ночью и др. Все это связывается с продукцией мелатонина, образуемого и секретируемого эпифизом в основном в темноте (отсюда мелатонин обозначается как «гормон темноты» или «ночной гормон»).
Днем освещенность на открытом пространстве колеблется в пределах (порядка) от 3000 лк в утренние и вечерние часы при дожде до 100 000 лк в полдень солнечного дня. Чаще всего речь идет об интервале 10 000–100 000 лк. В ясную лунную ночь освещенность составляет порядка лишь 0,25 лк. В офисах рекомендуемая освещенность составляет лишь 500–750 лк, что достигается тем или иным освещением. В относительно стандартном помещении с окнами освещенность внутренней стены составляет обычно 0,5–2,5 % от наружной.
Считается, что секреция мелатонина эпифизом прекращается при освещенности в 1500–2500 лк. Тем самым человек даже днем в помещении чаще всего находится еще в относительной биологической темноте. При этом есть мнение (цит. по В.Н. Анисимову, 2007), что уже значительно более слабая освещенность – 100 лк белого света может существенно снижать выработку мелатонина (встречаются величины 60 лк и даже 10 лк; наибольшая чувствительность имеет здесь место к голубому и синему участкам спектра).
Свет вызывает в организме целый ряд эффектов, среди них суточные биоритмы, часть из которых идет через подавление продукции мелатонина (Lewy A.J. et al., 1980; Czeisler С.A. et al., 1986; Horowitz T.S. et al., 2001) [20] . Природная освещенность влияет также, помимо ритма выработки мелатонина и ритма «сон – бодрствование», на настроение и степень активности, когнитивные функции; при этом степень реакции имеет некоторую зависимость от возраста, пола, времени суток, сезона года, широты (Eastman С., 1990; Cole R.J. et al., 1995; Kripke D.F. et al., 2004). Часть эффектов возникает в самом глазу (клетки сетчатки вырабатывают свой «периферический» мелатонин, здесь же богатая сеть рецепторов к мелатонину, светочувствительные ретинальные ганглиозные клетки продуцируют меланопсин, также имеющий отношение к суточным ритмам – Panda S. et al., 2005; Sekaran S. et al., 2005).
Значимость света в качестве пейсмейкера суточных биоритмов подтверждается обследованием слепых, у которых эти ритмы нарушены, вплоть до полного отсутствия некоторых из них; среди последних и мелатониновый ритм (Klein Т. et al., 1993; Lockley S.W. et al., 1997; Klerman E.B. et al., 2002; Jean-Louis G. et al., 2005).
Свет в 2500 лк в ночные смены снижает сонливость и повышает работоспособность, что совпадает со снижением (или прекращением продукции) мелатонина, особенно в 02.00 часа (Lowden A. et al., 2004). Вместе с тем в исследовании М. Riiger с соавт. (2005), подтверждающем стимулирующее действие света ночью в части снятия сонливости и слабости, отвергается мелатониновый путь действия.
