Что такое циркадный индекс и зачем его измеряют?

Что означает отклонение

Из-за того что многие сердечные патологии пагубно влияют на нервные волокна миокарда, при их прогрессировании изменяется и значение ЦИ. Для оценки динамики заболевания, коррекции терапии требуется регулярное мониторирование по Холтеру.

Снижение индекса происходит при остром инсульте, сердечной недостаточности.

Отклонения в значениях могут быть как в большую, так и меньшую сторону:

1. Ниже 1,2 (или дневная ЧСС лишь на 20% отличается от ночной) – ригидный ритм, являющийся следствием заболеваний, поражающих интракардиальный нервный аппарат.
2. Выше 1,5 (или более чем на 50% превышение дневной ЧСС над ночной) – указание на то, что сердечный ритм чувствителен к симпатической стимуляции.

Повышение сердцебиения часто наблюдается у людей с развитием ночной брадикардии, экстрасистолии. Учащенный сердечный ритм бывает у тренированных спортсменов, испытывающих высокие физические нагрузки.

Диагностика

Проводится на амбулаторном уровне. Госпитализация требуется только в критических случаях. Профильный специалист — кардиолог.

Примерный перечень мероприятий:

Устный опрос пациента на предмет жалоб. Объективизация симптомов позволяет выстроить четкую клиническую картину, выдвинуть примерные гипотезы относительно вероятного нарушения работы сердца.
Сбор анамнеза. Перенесенные болезни, привычки и образ жизни, семейная история, прочие моменты.
Измерение артериального давления рутинными методами. С помощью обычного тонометра

Используется для сиюминутной оценки жизненно важного показателя.
Основу диагностики составляет суточное Холтеровское мониторирование. Только оно может дать точную информацию по циркадному ритму

Измерение проводится каждые полчаса-час и заносится в память автоматического программируемого прибора. Затем устройство самостоятельно высчитывает показатель и запоминает его.
Далее врачи имеют больше возможностей для диагностики, вектор становится понятным. Потому как цифры обычно зависят от вероятного патологического процесса.
Далее показано проведение электрокардиографии. Она необходима для выявления нарушений ритма. Например, экстрасистолии и прочих подобных отклонений.
Эхокардиография. Ультразвуковая методика исследования. Применяется для раннего выявления анатомических дефектов или же определения стадии нарушения.
МРТ по необходимости.
Нагрузочные тесты. Если нет оснований полагать анатомические дефекты, сердечную недостаточность или прочие опасные состояния. Проводится под контролем врачей, чтобы при необходимости оказать первую помощь.

Могут привлекаться прочие специалисты. Устранить причину нарушений они не способны, но выявления отклонений со стороны нервной системы, дыхательной деятельности — их прерогатива.

История открытия

Впервые об изменении положения листьев в течение дня у тамаринда (Tamarindus indicus) упоминает описывавший походы Александра Македонского Андростен.

В Новое время в 1729 году французский астроном Жан-Жак де Меран сообщил о ежедневных движениях листьев у мимозы стыдливой (Mimosa pudica). Эти движения повторялись с определённой периодичностью даже если растения помещались в темноту, где отсутствовали такие внешние стимулы как свет, что позволило предположить эндогенное происхождение биологических ритмов, к которым были приурочены движения листьев растения. Де Мейрен предположил, что эти ритмы могут иметь что-то общее с чередованием сна и бодрствования у человека.

Декандоль в 1834 году определил, что период, с которыми растения мимозы совершают данные листовые движения, короче длины суток и составляет примерно 22-23 часа.

В 1880 году Чарльз Дарвин и его сын Фрэнсис сделали предположение о наследственной природе циркадных ритмов. Предположение о наследственной природе циркадных ритмов было подтверждено окончательно опытами, во время которых скрещивались растения фасоли, периоды циркадных ритмов которых различались. У гибридов длина периода отличалась от длины периода у обоих родителей.

Эндогенная природа циркадных ритмов была окончательно подтверждена в 1984 году во время опытов с грибами вида Нейроспора густая (Neurospora crassa), проведёнными в космосе. Эти опыты показали независимость околосуточных ритмов от геофизических сигналов, связанных с вращением Земли вокруг своей оси.

В 1970-е годы Сеймур Бензер и его ученик Рональд Конопка изучали, можно ли идентифицировать гены, которые контролируют циркадный ритм у плодовых мух. Они продемонстрировали, что мутации неизвестного гена нарушают циркадные часы мух. Неизвестный ген получил название ген периода — Per (от англ. period).

В 1984 году Джеффри Холл и Майкл Росбаш, работающие в тесном сотрудничестве в Брандейском университете в Бостоне, и Майкл Янг из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке смогли выделить ген Per. Затем Джеффри Холл и Майкл Росбаш обнаружили, что белок PER, кодируемый геном Per, накапливается в течение ночи и деградирует в течение дня. Таким образом, уровень белка PER колеблется в течение суток синхронно с циркадным ритмом. Учёные предположили, что белок PER блокирует активность гена Per. Они обосновали, что с помощью ингибирующей петли обратной связи белок может препятствовать своему собственному синтезу и тем самым регулировать собственный уровень в непрерывном циклическом ритме. Однако, чтобы блокировать активность гена Per, белок PER, который продуцируется в цитоплазме, должен был каким-то образом достигнуть клеточного ядра, где расположен генетический материал, — этот вопрос оставался невыясненным.

В 1994 году Майкл Янг обнаружил второй «часовой ген» циркадного ритма, timeless, кодирующий белок TIM, который требовался для нормального циркадного ритма. Майкл Янг показал, что когда белок TIM связан с белком PER, оба белка могут проникать в ядро ​​клетки, где они блокируют активность гена Per, таким образом замыкая ингибирующую петлю обратной связи. Майкл Янг идентифицировал ещё один ген, doubletime, кодирующий белок DBT, который задерживал накопление белка PER. Совместное действие обнаруженных генов обеспечило понимание, как корректируется циркадный ритм для более точного соответствия 24-часовому циклу.

В последующие годы были выяснены другие молекулярные компоненты механизма, объясняющие его стабильность и функционирование. Были определены дополнительные белки, необходимые для активации гена Per, а также механизм, посредством которого свет может синхронизировать цикл.

В 2017 году Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг были удостоены Нобелевской премии за открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм.

Это интересно: Аппендицит — симптомы и диагностика. нужен ли аппендикс?

Нарушения циркадного ритма человека

С нарушениями циркадного ритма тесно связаны нарушения сна — джетлаг, расстройство, связанное со сменным графиком работы, бессонница выходного дня и т. п. Также с нарушением циркадного ритма связывают такие нарушения сна, как:

• синдром задержки фазы сна — характеризуется поздним засыпанием и пробуждением с невозможностью сместить время сна на более ранние часы;
• синдром опережения фазы сна — характеризуется слишком ранним наступлением сонливости и ранним пробуждением;
• синдром не-24-часового сна-бодрствования — характеризуется ежедневным смещением времени засыпания и пробуждения на более позднее время;
• нерегулярный ритм сна-бодрствования — характеризуется отсутствием стабильного ритма сна-бодрствования; пациенты спят несколько раз в сутки в разное время.

У взрослых во время сна уменьшается продукция мочи в связи с увеличением содержания вазопрессина в крови. У некоторых детей и взрослых, у которых цикличность колебаний содержания вазопрессина нарушена, уменьшение продукции мочи в ночное время не происходит, что приводит к неконтролируемому мочеиспусканию.[источник не указан 195 дней]

Такое заболевание как фатальная семейная бессонница заканчивается летальным исходом и связана с врождёнными дефектами нейронов супрахиазматического ядра. Любопытным является то, что подобные симптомы возникают при болезни Крейтцфельдта-Якоба, когда поражаются клетки того же супрахиазматического ядра.[источник не указан 195 дней]

Причины, симптомы и лечение повышения и понижения

В практической медицине наблюдаются отклонения данного индекса как в сторону увеличения, так и уменьшения.

Основные причины изменения этого показателя указаны в таблице:

Поскольку циркадный индекс определяется при холтеровском мониторировании, рассмотрим показания для этой диагностической процедуры:

• учащенное сердцебиение;
• приступы головокружения;
• синкопальные состояния (обмороки);
• выявленная с помощью ЭКГ аритмия;
• необходимость оценки кровоснабжения миокарда;
• перенесенный острый коронарный синдром (инфаркт миокарда в остром периоде и в ходе дальнейшего наблюдения за пациентом);
• диагностированные кардиомиопатии (проводится регулярно, с целью определения стадии развития и риска появления осложнений);
• хроническая сердечная недостаточность (назначается кардиологом для определения степени прогрессирования заболевания);
• выявление начальных форм сердечной недостаточности при первичной легочной гипертензии, сахарном диабете I или II типа, врожденных или приобретенных пороках сердца.

Нужно помнить о том, что повышение или снижение ЦИ может происходить у людей, не имеющих ярких клинических признаков или, скорее, не чувствующих их. Это очень опасно.

К примеру, диабет часто осложняют микро и макроангиопатии, неблагоприятно отражающиеся на работе сердца. При них больной долгое время чувствует себя относительно удовлетворительно, и только регулярное определение циркадного ритма поможет своевременно обнаружить проблемы со стороны миокарда.

Похожая ситуация обстоит и с аритмиями. Часто пациенты не испытывают неприятных ощущений во время внеочередных сокращений желудочков или предсердий. Их наличие можно определить только при проведении суточного мониторирования ЭКГ с измерением величины циркадного индекса.

В таких случаях ранняя диагностика очень важна. Выявление признаков сердечной недостаточности, эффективная нормализация образа жизни и грамотная медикаментозная терапия значительно снижают риск развития осложнений и внезапной коронарной смерти.

В статье представлена информация о том, что такое циркадный индекс. Нормальные значения показателя, какие состояния ведут к его изменению. Всегда ли речь идет о патологии, или это может быть физиологической особенностью. Симптомы нарушений, методы их коррекции.

Автор статьи: Ячная Алина , хирург-онколог, высшее медицинское образование по специальности «Лечебное дело».

Отношение среднего показателя частоты сокращений сердца в дневные часы к среднему показателю сокращений ночью в медицинской практике называют циркадный индекс. Численные показатели сердечного ритма получают при записи ЭКГ в течение суток, используя холтеровское мониторирование. Исследование назначает терапевт или кардиолог для оценки работы сердечной мышцы на фоне ежедневных нагрузок и в период ночного отдыха.

Формула расчета циркадного индекса

Циркадный индекс в норме находится в диапазоне 1,24–1,44. При серьезной кардиологической патологии на стадии декомпенсации наблюдается снижение показателя менее 1,2 – ригидность циркадного ритма. Изменение индекса свыше 1,5 может быть физиологической нормой у тренированных людей или отмечаться при экстрасистолии (дополнительные сокращения сердца при обычном ритме).

Стойкое изменение показателя в меньшую сторону характеризует серьезную проблему в работе сердечной мышцы и высокую опасность летального исхода. При изменении показателя в большую сторону – прогноз благоприятный, лечение обычно эффективное и успешное.

Снижение циркадного индекса – признак хронической недостаточности функции сердца. Полное излечение от заболевания невозможно, но грамотно подобранная терапия значительно улучшит прогноз для жизни. Пациентов с такой патологией ведет кардиолог, чем раньше им назначено лечение, тем выше шанс сохранить привычный образ жизни.

График циркадного изменения HF компонента у разных возрастных групп. HF компонент – высокочастотный показатель работы сердца, использующийся при записи ЭКГ

Что следует делать

Самое важное – это убедиться в том, что вы поддерживаете свои биологические часы, а не противостоите им. Сдача крови на маркеры кортизола, мелатонина и измерение температуры тела поможет определить, есть ли у вас дисбаланс

Ниже приведено несколько простых действий, благодаря которым можно поддержать циркадные ритмы:

• Избегайте физических упражнений в конце дня.
• Избегайте продуктов, которые могут вызвать фазовый сдвиг (соевое масло, кукурузный крахмал).
• Потребляйте много фруктов и овощей, богатых антиоксидантами и полифенолами.
• Не ешьте поздно ночью.
• Самый большой прием пищи должен быть в начале дня.
• Следуйте регулярному режиму приема пищи в пределах ограниченного периода времени (около 8 часов), так как временные рамки, которые мы устанавливаем, улучшают метаболизм, и наоборот, питание целый день и в разное время сдвигают циркадные ритмы на столько же часов, на сколько мы сдвигаем прием пищи.
• Избегайте ночных смен и хорошо высыпайтесь.
• Ограничьте кофеин, он может сдвигать циркадный ритм.
• Убедитесь, что в течение дня вы подвергаетесь действию солнечного света.
• Минимизируйте освещение в темное время суток.

Некоторые продукты влияют на уровень мелатонина, что, в свою очередь, может помочь в регуляции циркадных ритмов. Например, с засыпанием может помочь терпкий вишневый сок, который в своем составе содержит мелатонин. В двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании 20 участников выпивали две порции концентрата вишневого сока или плацебо в течение недели дважды в день – 30 минут после пробуждения и до ужина. Те, кто потреблял вишневый сок, имели более высокие уровни мелатонина и заметили значительное улучшение качества и времени сна. В исследовании не было выявлено изменений циркадного ритма посредством мелатонина, но амплитуда и средние значения увеличились. Таким образом, вывод исследователей звучит так: вишневый сок не оказывает влияния на циркадные ритмы здоровых людей, но может помочь тем, кто страдает нарушениями сна и эта тема заслуживает дальнейшего изучения.

В дополнение к простым советам о поддержании циркадных ритмов в балансе теперь вы можете учитывать время приема лекарств и добавок на основании исследований, приведенных выше. Например, скорее всего, после прочтения статьи вы захотите принимать добавки с кальцием в вечернее. Как всегда не забывайте консультироваться со своим лечащим врачом перед тем, как внести какие-либо изменения в свой режим.

Перевод Юлии Красинской 

Мнение редакции может не совпадать с мнением автора.В случае проблем со здоровьем не занимайтесь самолечением, проконсультируйтесь с врачом.

Нравятся наши тексты? Присоединяйтесь к нам в соцсетях, чтобы быть в курсе всего самого свежего и интересного!

Прогноз

Все заболевания, которые заставляют снижаться или повышаться показатель цикличности работы сердца, – хронического течения, полного излечения от них нет, но вовремя и правильно подобранная линия терапии значительно повышает качество жизни, снижает риск смерти. Лечение патологических процессов должно быть постоянным, отмена препаратов ведет к ухудшению состояния.

Плохим прогнозом характеризуется стойкое снижение показателя на фоне проводимого лечения. Состояние, когда циркадный индекс ниже 1,1, называют «вегетативной деинервацией» – это признак необратимых нарушений, ведущих к внезапной остановке сердца.

Для оценивания сердечной деятельности применяют различные методики диагностики. Одна из них, основанная на суточном мониторинге, – это выявление циркадного индекса (ЦИ).

Симптомы отклонения ЦИ

Циркадный индекс — представляет собой не диагноз и даже не проявление патологического процесса. Речь об инструментальном результате, специально вычисленном показателе. Потому говорить о клинической картине некорректно.

Нужно рассматривать патологический процесс, который стоит за этой диагностической находкой, а таковых множество.

Стандартные симптомы, на фоне которых циркадный индекс ниже нормы:

Нарушения сердечного ритма

Обычно по типу брадикардии разной степени выраженности. От незначительного падения ЧСС, которое пациент даже не ощущает, до критического уровня, ведущего к приступам Морганьи-Адамса-Стокса .

Обычно речь о сердечной недостаточности, перенесенном инфаркте, кардиомиопатии и прочих отклонениях, в том числе пороках.

Одышка

На фоне покоя. После физической активности усиливается в несколько раз. В положении лежа может закончиться асфиксией и смертью больного.

Обычно столь тяжелое проявление наблюдается при декомпенсированной фазе сердечной недостаточности.

Болевой синдром в груди

Незначительный или средний по силе. Проявляется по окончании интенсивной физической нагрузки. Похож на таковой при стенокардии .

Боли давящие или жгучие, разливающиеся по характеру. Возникают после активности, проходят за считанные минуты.

Кашель

Без видимых причин. Легочную этиологию исключить «на глаз» невозможно. Нужно провести как минимум рентгенографию, только потом есть шансы отграничить патологические процессы.

Симптом усиливается после физической нагрузки, не снимается бронходилататорами. Сочетается с одышкой и асфиксией. Продолжается практически постоянно, не оставляет пациента ни на минуту.

Экстрасистолия

Изменение интервалов между каждым последующим ударом сердца. Суть указанного состояния в появлении внеочередных сокращений в момент расслабления кардиальных структур (диастолы).

Одиночные не представляюn опасности. Но на фоне снижения циркадного индекса на первый план выступают групповые, парные экстрасистолы ( бигеминия ). Они несут большую угрозу жизни пациента. Необходимо срочное купирование состояния.

Головокружение

Развивается как итог падения сократительной способности миокарда. Косвенно это явление и подтверждается снижением циркадного индекса: сказывается нарушение нормального питания головного мозга.

Это неблагоприятный прогностический признак. Растет риск инсульта — острого ослабления кровообращения в церебральных структурах. Проявляет себя невозможностью нормальной ориентации в пространстве. Мир в буквальном смысле плывет перед глазами, земля уходит из-под ног.

Головная боль

Цефалгия. Локализуется в области затылка, темени. Тюкающая по характеру. Следует в такт биению сердца. Усиливается после перемены положения тела и сопровождается сильной тяжестью в грудной клетке.

Тошнота, рвота

Рефлекторного характера. Связаны подобные проявления с нарушением питания головного мозга, как и в предыдущих случаях. Восстановление нормального состояния происходит самостоятельно.

Обмороки

Синкопы или нарушения сознания. Возникают внезапно. Как правило, на ранних этапах кратковременные, появляются редко. Пациента легко вернуть в норму. Затем процесс усугубляется.

Ригидность циркадного ритма (нестабильность, падение уровня) сказывается группой сердечных, дыхательных и неврогенных проявлений.

Насколько тяжелых — зависит от основного заболевания. При этом контролировать динамику, течение патологии можно, в том числе и с помощью указанного значения.

Если же циркадный индекс повышен, проявлений чаще всего нет. Далеко не всегда это хорошо. Причин несколько: нарушение работы нервной системы, профессиональная тренированность, экстрасистолия и прочие.

Клиническая картина в этом случае может полностью отсутствовать.

Метаболизм, энзимы и время для приема пищи

Циркадные ритмы также регулируют наше пищеварение и метаболизм. При слаженных ритмах такие процессы, как опорожнение желудка, термогенез и скорость моторики достигают своего пика в утренние часы. В течение активной фазы дня желчные кислоты и переносчики питательных веществ работают на полную мощность, ровно как и энергетический обмен. И наоборот, в фазу отдыха эти процессы затихают и включаются процессы детоксикации.

Регуляция уровня глюкозы и липидов в крови также зависит от суточных ритмов. Потребление жирной пищи ночью повышает уровень триглицеридов в крови больше, чем этот же прием пищи в течение дня. Гормоны жировой ткани лептин и адипонектин также имеют свои суточные ритмы.

Чтобы лучше понять наши внутренние ритмы, давайте разберем их основные функции, начиная непосредственно с утра.

Итак, когда мы просыпаемся, вот что происходит:

1. Начинается производство адипонектина.
2. Снижается синтез холестерина.
3. Усиливается гликолитический метаболизм.
4. Начинает расти синтез желчных кислот и гликогена.
5. Растет потребление жирных кислот.
6. Начинается процесс липогенеза.
7. Запускается секреция инсулина.

В течение ночи, во время сна, когда пища не поступает в организм, происходит следующее:

1. Создание новых митохондрий.
2. Расщепление жиров.
3. Происходит глюконеогенез и глюкогенолиз.
4. Запускается секреция лептина и глюкагона.
5. Происходит окислительный обмен.

Не только наши клетки управляются внутренними ритмами, но и микробиота. Интересно то, что не только ритмы управляют ею, но и она сама влияет на ритмы за счет содержания в кишечнике мелатонина, количество которого там больше, чем в мозге (шишковидной железе) в 400 раз. Одно исследование показало, что мелатонин влияет на микробиоту так же, как и на сон.

Еще одно исследованиевыявило суточные изменения 60% от всего микробного состава микробиома мышей, в частности таких колоний как Bacteroidales, Clostridiales и Lactobacillales. Своей максимальной численности колонии достигали в фазу отдыха, но, что касается функций микробиома, то они менялись. Например, в течение активной фазы микробиом осуществлял сбор энергии, участвовал в росте клеток и восстановлении их ДНК, а в фазу отдыха бактерии начинали процессы детоксикации. За ритмичность этих изменений отвечают наши биологические часы.

Нарушения режима приема пищи и режима сна влияют на суточную смену функций микробиома. Эти проблемы могут привести к дисбактериозу, а он в свою очередь к метаболическим заболеваниям.

С другой стороны, лечение дисбактериоза может помочь в регулировке циркадных ритмов. Исследование выявило благотворный эффект от пробиотиков у пациентов с синдромом раздраженного кишечника. У группы, которая принимала пробиотик, уменьшились боли в животе и улучшилось пищеварение, а также у мужчин значительно увеличился уровень утренних показателей мелатонина (с 5.43 пг/мл до 9.74 пг/мл), в отличие от женщин, у которых не было явных изменений уровня циркадного гормона. Повышение уровня мелатонина коррелировало с улучшением функций кишечника даже у тех людей, у которых циркадные ритмы были в порядке. Таким образом, ученые пришли к выводу, что эффективность пробиотиков обусловлена их влиянием на секрецию и метаболизм мелатонина.

Циркадные ритмы также могут влиять на силу иммунного ответа организма во время аллергии. Симптомы аллергии развивались сильнее у группы мышей, которых кормили аллергеном в фазу отдыха. У них наблюдалась повышенная проницаемость кишечника в отличие от группы, которых кормили аллергеном в активную фазу.

Суточные цикрадные ритмы

Суточный цикл – один из главных циклов, от которых напрямую зависит работоспособность и самочувствие человека. Это наш режим сна и пробуждения, приёма пищи, трудовой деятельности. В соответствии с ним колеблется интенсивность физиологических функций организма.

Суточные ритмы человека

Нетривиальные примеры:

• Ежедневное повышение и снижение порога болевой чувствительности зубов. Известно, что после обеда зубы в 1,5 раза менее чувствительны к боли, а анестезия действует в несколько раз дольше, чем ночью.
• Удержание алкоголя в крови быстро увеличивается после 10 утра, а вечером наоборот, снижается.

У людей суточный циркадный ритм составляет 24 часа и синхронизирован с вращением Земли. Эти ритмы бывают как автономными (т.е. не зависящими от внешних воздействий, например, частота сердечных сокращений или вдох-выдох), так и такие, которые являются реакцией на внешние раздражители (прием пищи, отход ко сну и т.д.). В медицинской литературе высказывается точка зрения, что сутки условно делятся на 3 периода:

с 5 утра до 13.00, когда активность нарастает, метаболизм ускоряется;с 13.00 до 21.00 – обмен веществ замедляется и активность идет на спад;ночной – скорость обмена веществ максимально низкая, организм отдыхает.Циркадные ритмы снаОт биологического цикла «сон-бодрствование» зависит наше ежедневное самочувствие, настроение, желание творить.

В регулировании циркадного ритма сна участвуют не только сезонные биологические циклы, но факторы цивилизации – звонок будильника, утренний кофе, душ и прочее. Но люди все разные, и ритмы сна у них не всегда совпадают. Одни с утра как огурчики, готовы горы сворачивать, энергия плещет через край. Другие раздражительны, хотят обратно в кровать, какая уж тут активная деятельность?

Ученые делят нас по этому признаку на «жаворонков», «сов» и «голубей»

«Жаворонки» — те, кто рано ложится спать и с утра встает тоже рано, при этом отлично себя чувствует.«Совы», наоборот, привыкли поздно ложиться (вечером у них наступает пик умственной и физической активности) и подъем раньше 10-11 утра для них подобен катастрофе.Ну, а ритм «голубей» — нечто среднее между «совой» и «жаворонком», но основная активность у них наблюдается примерно в середине светового дня.Бытует мнение, что служащие – это, в основном, «жаворонки», «совы» — преимущественно люди умственного труда. Те же, кто работает физически – «голуби».

Некоторые ученые полагают, что циркадные ритмы определяются нашей генетикой, но бесспорно, что род нашей деятельности тоже играет значительную роль.